CCD摄像机未来技术发展方向简要分析

2011-08-04 15:19:49 来源:中国安防展览网 责任编辑: cpslili 收藏本文

　　CCD(Charge-coupledDevice)即电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器，摄像机的核心器件。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。因此其性能高低将直接影响摄像机的品质，并且CCD的发展是摄像机更新换代的基础。

　　CCD传感器的像面尺寸向集成化、轻量化方向的发展

　　由于制造CCD传感器的硅片和加工成本都很高，所以很希望一片6.5英寸的硅片上光刻出更多的CCD传感器芯片;由于光刻机的进步，所以在仍保持具有很高灵敏度的特性下，CCD传感器的尺寸向1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向发展。在1993年，1/2英寸的CCD传感器占总产量的5%;1/4英寸的CCD传感器占总产量的10%;1/3英寸的CCD传感器占总产量的85%。在1997年，在总产量比1993年增加200%以上的情况下，1/2英寸的CCD传感器仍有很大发展，已占总产量的15%(1/2英寸由于靶面较大仍有许多场合需要，尤其在科研领域中);1/4英寸的CCD传感占总产量的60%。也就是说，1/2英寸较大靶面尺寸CCD传感器仍有很大增长。1/4英寸的CCD传感器的产量比1/3英寸的CCD传感器来说，占总产量的比例在减少。

　　CCD传感器向高素数、多制式发展

　　各种CCD传感器的像面尺寸在减少，但其像素数在增加，已由早期的512(H)×596(V)向795(H)×596(V)发展，甚至出现超过百万像素的CCD传感器。为提高水平方向和垂直方向的分辨能力，已从通常的隔行扫描向逐行扫描格式发展。

　　降低CCD传感器的工作电压、减少功耗

　　在初期研制的CCD摄像机有 24V、 22V、 17V和 5V等，目前通用的为 12V。为配合PC摄像机和网络图像传输的应用，逐步以 12V和 5V两种工作电压为主。

　　提高CCD摄像机的制造效率

　　为了降低CCD摄像机的制造成本，实现高速自动化生产，制造厂家追求紧密性结构，致力于CCD摄像机的小型化，即由DipOnBoard(DOB)过锡板工艺改进为ChipOnBoard(COB)板上连接IC芯片的贴片方式。到目前为止，已实现多层板的MultiChipModule(MCM)多芯片集成模组化制造技术。

　　CCD摄像机的数字化

　　在制造CCD摄像机时，从以往的Analog模拟系统逐步实现DSP数字化处理，可以借助电子计算机和专门软件系统实现对CCD摄像机，特别是对彩色CCD摄像机的各种参数的量化调整，可以确保CCD摄像机性能指标的优化一致性以及在特殊使用条件下的参数量化修改。

　　逐行扫描(ProgressiveScan)方式CCD摄像机

　　ProgressiveScanCCD摄像机即逐行扫描CCD，是相对通用的隔行扫描CCD摄像机而言的。CCD摄像机的垂直分辨率一般仅能达到350TV线，这是由于使用2场，每场以311条线扫描，以2∶1隔行扫描，对运动的目标会由于奇场和偶场合为一帧，使用两个瞬间状态的信息被平滑了，分辨率会不降。而用PC逐行扫描方式摄像机拍摄的运动目标是在同一瞬间将两场图像同时采集成为一帧图像，达到提高垂直分辨率的作用。