ccd工作原理教程vppt課件(已修改)
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【正文】 Confidential 2022/2/3 1 圖像傳感器原理介紹 （ CCD和 CMOS介紹） Ver. Prepared By Kency Zeng 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 基礎(chǔ)篇 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) Image Sensor的分類(lèi) ? Image Sensor的分類(lèi)有兩種： 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD圖像傳感器簡(jiǎn)介 ? ＣＣＤ（ Charge Coupled Device ，感光耦合組件簡(jiǎn)稱(chēng)） 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD IMAGE SENSOR外形 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD通用外形 ? 為攝像系統(tǒng)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體，通常市面所見(jiàn)外形如下圖，通常以百萬(wàn)像素 〈 megapixel〉 為單位。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD發(fā)展史 ? 1969年，由美國(guó)的貝爾研究室所開(kāi)發(fā)出來(lái)的。同年，日本的SONY公司也開(kāi)始研究 CCD。 ? 1973年 1月， SONY中研所發(fā)表第一個(gè)以 96個(gè)圖素并以線性感知的二次元影像傳感器 〝 8H*8V (64圖素 ) FT方式三相 CCD〞 。 ? 1974年 6月，彩色影像用的 FT方式 32H*64V CCD研究成功了。 ? 1976年 8月，完成實(shí)驗(yàn)室第一支攝影機(jī)的開(kāi)發(fā)。 ? 1980年， SONY 發(fā)表全世界第一個(gè)商品化的 CCD攝影機(jī) (編號(hào)XC1) 。 ? 1981年，發(fā)表了 28萬(wàn)個(gè)圖素的 CCD (電子式穩(wěn)定攝影機(jī)MABIKA)。 ? 1983年， 19萬(wàn)個(gè)圖素的 IT方式 CCD量產(chǎn)成功。 ? 1984年，發(fā)表了低污點(diǎn)高分辨率的 CCD。 ? 1987年， 1/2 inch 25萬(wàn)圖素的 CCD，在市面上銷(xiāo)售。 ? 同年，發(fā)表 2/3 inch 38萬(wàn)圖素的 CCD，且在市面上銷(xiāo)售。 ? 1990年 7月，誕生了全世界第一臺(tái) V8。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD的分類(lèi) ? 從信號(hào)傳輸方式上分：全幀傳輸 CCD、隔行傳輸 CCD兩種； ? 從濾鏡類(lèi)型來(lái)分：原色 CCD和補(bǔ)色 CCD； ? 從感光單元形狀和排列方式來(lái)分：普通 CCD和 超級(jí) CCD 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD生產(chǎn)廠家 ? 目前有能力生產(chǎn) CCD 的公司分別為： SONY、Philps、 Kodak、 Matsushita、 Fuji、 SANYO和 Sharp，泰半是日本廠商。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CMOS圖像傳感器簡(jiǎn)介 ? ＣＭＯＳ 英文全名 Complementary MetalOxide Semiconductor，互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CMOS Image Sensor外形 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CMOS發(fā)展史 ? 1989年， CMOS圖像傳感開(kāi)始研制出來(lái)。 ? 1990年， CMOS專(zhuān)用的 DSP研發(fā)成功 ? 2022年， CMOS的 C3D（ＣＭＯＳ ? Ｃｏｌｏｒ Ｃａｐｔｉｖｅ ? Ｄｅｖｉｃｅ）技術(shù)應(yīng)用 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD畫(huà)素多寡與尺寸大小沒(méi)有絕對(duì)關(guān)系 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD外形尺寸規(guī)格 ? 傳統(tǒng) 4： 3 的規(guī)格走向 16： 9 /16： 10 更寬廣的界線。然而，大多數(shù) DSC 消費(fèi)型數(shù)字相機(jī)的 CCD 長(zhǎng)寬比，依然沿襲 1950 年代電視規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)剛制訂時(shí) 4： 3的標(biāo)準(zhǔn)（ 3： 2主要仍為 DSLR 數(shù)字單眼機(jī)身所采用，另中片幅、專(zhuān)業(yè)數(shù)字機(jī)背享有 1： 1之正方形特殊規(guī)格）。主要是這方面設(shè)計(jì)變更不僅會(huì)影響成本，也會(huì)牽動(dòng)至后續(xù)相機(jī)與鏡頭的設(shè)計(jì)。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD外形尺寸信息 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 原理篇 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD類(lèi)型 ? 因應(yīng)不同種類(lèi)的工作需求，業(yè)界發(fā)展出四種不同類(lèi)型的 CCD ： ? Linear 線性、 ? Interline掃瞄、 ? 全景 FullFrame ? FrameTransfer 全傳 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD分辨率 ?指的就是ＣＣＤ中有多少像素，也就是指這臺(tái)數(shù)字相機(jī)的ＣＣＤ上有多少感光組件。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) CCD的組成結(jié)構(gòu) ? CCD和傳統(tǒng)底片相比， CCD 更接近于人眼對(duì)視覺(jué)的工作方式。只不過(guò)，人眼的視網(wǎng)膜是由負(fù)責(zé)光強(qiáng)度感應(yīng)的桿細(xì)胞和色彩感應(yīng)的錐細(xì)胞，分工合作組成視覺(jué)感應(yīng)。 CCD經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá) 35年的發(fā)展，大致的形狀和運(yùn)作方式都已經(jīng)定型。 CCD 的組成主要是由一個(gè)類(lèi)似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 黑白 CCD的組成結(jié)構(gòu)圖 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 彩色 CCD的組成結(jié)構(gòu)分圖 ? CCD 的三層結(jié)構(gòu)：上：增光鏡片、中：色塊網(wǎng)格 下：感應(yīng)線路 ? 由微型鏡頭、馬賽克分色網(wǎng)格，及墊于最底層的電子線路矩陣所組成 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 彩色 CCD運(yùn)行圖 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 彩色 CCD運(yùn)行圖說(shuō)明 ? 是 1980年初，由 SONY領(lǐng)先發(fā)展出來(lái)的技術(shù)。 這是為了有效提升 CCD 的總畫(huà)素，又要確保單一畫(huà)素持續(xù)縮小以維持 CCD的標(biāo)準(zhǔn)體積。因此，必須擴(kuò)展單一畫(huà)素的受光面積。但利用提高開(kāi)口率來(lái)增加受光面積，反而使畫(huà)質(zhì)變差。所以，開(kāi)口率只能提升到一定的極限，否則 CCD將成為劣品。為改善這個(gè)問(wèn)題 SONY率先在每一感光二極管上（單一畫(huà)素）裝置微小鏡片。這個(gè)設(shè)計(jì)就像是幫 CCD掛上眼鏡一樣，感光面積不再因?yàn)閭鞲衅鞯拈_(kāi)口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來(lái)決定。如此一來(lái)，可以同時(shí)兼顧單一畫(huà)素的大小，又可在規(guī)格上提高了開(kāi)口率，使感光度大幅提升。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 彩色 CCD混色（ RGB色）原理 CCD的第二層是 『 分色濾色片 』 ，這個(gè)部份的作用主要是幫助 CCD 具備色彩辨識(shí)的能力。回到源頭， CCD 本身僅是光與電感應(yīng)器，透過(guò)分色濾片， CCD 可以分開(kāi)感應(yīng)不同光線的 『 成分 』 ，從而在最后影響處理器還原回原始色彩。 未經(jīng)許可，不得隨意拷貝和轉(zhuǎn)發(fā) 彩色 CCD的原色原理 ? 目前 CCD有兩種分色方式：一是 RGB 原色分色法，另一個(gè)則是 CMYG補(bǔ)色分色法
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