数字彩色电视摄像机

数字彩色电视摄像机第1页，课件共58页，创作于2023年2月一、概述彩色摄像机演播室用摄像机便携式摄像机监视用摄像机现场节目制作（EFP）用摄像机电子新闻采访（ENG）用摄像机家庭用摄像机1、分类第2页，课件共58页，创作于2023年2月第3页，课件共58页，创作于2023年2月2、彩色电视摄像机的组成光学系统摄像器视频信号处理彩色编码成像光电转换放大、校正R、G、B转换Y、R-Y、B-Y彩色全电视信号输出第4页，课件共58页，创作于2023年2月二摄像机的光学系统1、变焦距镜头

广角变焦镜头A13×4.5第5页，课件共58页，创作于2023年2月组成（五组或七组）

调焦组、变焦组、补偿组、光阑、固定组、扩展镜、超近摄镜固定组扩展镜光阑调焦组补偿组变倍组第6页，课件共58页，创作于2023年2月NV-MVI型变焦透镜内部结构第7页，课件共58页，创作于2023年2月2.分光棱镜入射光第8页，课件共58页，创作于2023年2月=2d√

n12–n02sin第9页，课件共58页，创作于2023年2月第10页，课件共58页，创作于2023年2月第11页，课件共58页，创作于2023年2月三、CCD摄像器件CCD(CHARGECOUPLEDDEVICE)第12页，课件共58页，创作于2023年2月CCD的三层结构：

上：增光镜片、中：色光滤波器：感光器第13页，课件共58页，创作于2023年2月第14页，课件共58页，创作于2023年2月1、电荷偶合器件(CCD)的工作原理（1）.MOS电容器的结构（2）.光电转换和电荷存储（3）.电荷的转移（4）.电荷的输出第15页，课件共58页，创作于2023年2月（1）、MOS电容器的结构栅极AIP-SiSiO2衬底感光单元第16页，课件共58页，创作于2023年2月势阱光（2）电荷的存储第17页，课件共58页，创作于2023年2月电荷存储演示第18页，课件共58页，创作于2023年2月第19页，课件共58页，创作于2023年2月（3）电荷的转移

CCD的电荷传输是在驱动脉冲的作用下，以移位寄存器的原理工作。第20页，课件共58页，创作于2023年2月第21页，课件共58页，创作于2023年2月第22页，课件共58页，创作于2023年2月第23页，课件共58页，创作于2023年2月（4）电荷的输出第24页，课件共58页，创作于2023年2月第25页，课件共58页，创作于2023年2月输出信号特点：

CCD输出预放输出基准电平

CCD输出脉冲调幅信号，经取样保持电路，预放和低通，去除脉冲干扰，便得出模拟图像信号。第26页，课件共58页，创作于2023年2月2.面阵CCD摄像器件第27页，课件共58页，创作于2023年2月（1）.CCD摄像器件的主要类型帧转移型（FT）

FrameTransfer行间转移型（IT）

InterlineTransfer

帧行间转移型（FIT）第28页，课件共58页，创作于2023年2月帧转移型(FT)第29页，课件共58页，创作于2023年2月1、场正程，成像区CCD感光形成电荷像2、场逆程，成像区CCD全部电荷迅速转移到存储区3、行逆程，存储区向水平输出寄存器转移一行电荷。4、行正程，一行电荷包经水平输出寄存器转移到输出端，形成信号电压输出。第30页，课件共58页，创作于2023年2月第31页，课件共58页，创作于2023年2月帧转移方式（FT-CCD）优点：结构简单，较高的分解力，灵敏度高。缺点：芯片面积大，材料利用率低；有垂直拖尾。第32页，课件共58页，创作于2023年2月没有垂直拖尾有垂直拖尾第33页，课件共58页，创作于2023年2月FT-CCD中的垂直拖尾的产生强光点OUT成像区存储区读出寄存器垂直拖尾第34页，课件共58页，创作于2023年2月行间转移型(IT)1、场正程，成像列CCD感光形成电荷像2、场逆程，成像列全部电荷迅速转移到转移列。3、行逆程，转移列向水平输出寄存器转移一行电荷包。4、行正程，一行电荷包经水平输出寄存器转移到输出端，形成信号电压输出。第35页，课件共58页，创作于2023年2月第36页，课件共58页，创作于2023年2月行间转移方式（IT-CCD）优点：结构简单，芯片面积较FT-CCD要小垂直拖尾现像减轻。缺点：灵敏度低，分解力不及FT方式。第37页，课件共58页，创作于2023年2月帧行间转移型(FIT)1、场正程，成像列CCD感光形成电荷像。2、场逆程，成像列全部电荷经转移列迅速转移到存储区3、行逆程，存储区向水平输出寄存器转移一行电荷。4、行正程，一行电荷包经水平输出寄存器转移到输出端，形成信号电压输出。第38页，课件共58页，创作于2023年2月第39页，课件共58页，创作于2023年2月帧-行间转移方式（FIT-CCD）优点：消除垂直拖尾现像。缺点：光利用率和材料利用率都低。第40页，课件共58页，创作于2023年2月3、动态分辨率与电子快门动态分辨率是摄像机对运动图像所呈现的分辨率及呈现运动画面细节的能力，是摄像机的重要指标。第41页，课件共58页，创作于2023年2月不同动态分辨率的图像比较第42页，课件共58页，创作于2023年2月3、动态分辨率与电子快门动态分辨率受到两个因素制约（1）摄像器件本身的惰性CCD器件不存在惰性（2）曝光时间第43页，课件共58页，创作于2023年2月电荷排除（高速）过流排出垂直移位寄存器场存储器水平移位寄存器无用电荷排出的情况高速转移有用的电荷转移FIT电子光阑简单机理示意图第44页，课件共58页，创作于2023年2月无用电荷积累有用电荷积累快门关闭快门打开场消影期读出门控制FIT电子快门定时图场正程第45页，课件共58页，创作于2023年2月减小曝光量就减小了照在成像区的光量，因而也减小了视频信号电平，这相当于降低了摄像机的灵敏度。为了保持灵敏度可以增加光圈，但同时又减小了景深；如果保持光圈不变，采用提高电路放大增益来保持幅度，那必然降低信噪比。所以，快门的使用是以降低摄像机的某些性能为代价。第46页，课件共58页，创作于2023年2月4. CCD摄像器件的性能参量1.光电转换特性光电转换成线性第47页，课件共58页，创作于2023年2月2.分解力分解力与下面三个因素有关(1)CCD的像素数像素数提高后,可提高分解力(2)电荷转移损耗(3)电荷的横向扩散第48页，课件共58页，创作于2023年2月四、彩色摄像机的性能指标1.信噪比(S/N)有用信号电压与杂波电压之比。单位分贝（dB）20lg（u信/u杂）广播级数字摄像机都在60dB以上。第49页，课件共58页，创作于2023年2月四、彩色摄像机的性能指标2.灵敏度是以3200K色温、2000LX照度的光线在具有89.9%的反射系数的灰度卡上，用摄像机拍摄，图像电平达到规定值时所需的光圈指数。一般在F4-F8。表示方法：F42000LX第50页，课件共58页，创作于2023年2月四、彩色摄像机的性能指标3.最小照度指在摄像机开到最大光圈，使用最大增益时，要让图像电平达到规定所需的照度。一般在几十勒克斯。第51页，课件共58页，创作于2023年2月四、彩色摄像机的性能指标4.对比度范围图像最亮与最暗的比。通常情况下不超过20：1第52页，课件共58页，创作于2023年2月四、彩色摄像机的性能指标5.分解力描述对原景物分解程度,表现为图像的清晰度。可用调制度或可分辨的电视线数表示。分为：水平分解力垂直分解力例如：900线/700线（广播级数字摄像机）第53页，课件共58页，创作于2023年2月垂直分解力:M=KZ(1-)（线）Z：帧扫描行数：帧逆程扫描系数K＝0.76水平分解力:N=MW/H（线）W/H:图像的宽高比第54页，课件共58页，创作于2023年2月相对清晰度＝绝对清晰度H/W(电视线）第55页，课件共58页，创作于2023年2月复习思考题简述变焦镜头的变焦原理?变焦镜头的型号中“149”表示什么意义?2.分色棱镜是如何把景物的光分成红、绿、蓝三束光的。第56页，课件共58页，创作于2023年2月复习思考题3.试述电荷耦合器件(CCD)的工作原理。4.帧转移型(FT)与行间转移型(IT)面阵CCD摄像器件是如何工作的?它