圖像傳感器總結(jié)課件

第5章圖像傳感器

5.1CCD圖像傳感器

5.2CMOS圖像傳感器

5.3CCD和CMOS圖像傳感器應(yīng)用實(shí)例

5.4實(shí)訓(xùn)第5章圖像傳感器5.1CCD圖5.1CCD圖像傳感器5.1CCD圖像傳感器CCD（ChargeCoupledDevice）圖像傳感器由CCD電荷耦合器件制成，是固態(tài)圖像傳感器的一種，是貝爾實(shí)驗(yàn)室的W.S.Boyle和G.E.Smith于1970年發(fā)明的新型半導(dǎo)體傳感器。它是在MOS集成電路基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能進(jìn)行圖像信息光電轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、延時(shí)和按順序傳送。它的集成度高、功耗小、結(jié)構(gòu)簡單、耐沖擊、壽命長、性能穩(wěn)定，因而被廣泛應(yīng)用。CCD（ChargeCoupledDe5.1.1CCD電荷耦合器件

CCD電荷耦合器件是按一定規(guī)律排列的MOS（金屬—氧化物—半導(dǎo)體）電容器組成的陣列，其構(gòu)造如圖5-1所示。5.1.1CCD電荷耦合器件圖5-1CCD電荷耦合器件

圖5-1CCD電荷耦合器件

在P型或N型硅襯底上生長一層很?。s1200A）的二氧化硅，再在二氧化硅薄層上依次沉積金屬或摻雜多晶硅形成電極，稱為柵極。該柵極和P型或N型硅襯底形成了規(guī)則的MOS電容器陣列。加上兩端的輸入及輸出二極管構(gòu)成了CCD電荷耦合器件芯片。在P型或N型硅襯底上生長一層很?。s1200A）

每一個(gè)MOS電容器實(shí)際上就是一個(gè)光敏元件。當(dāng)光照射到MOS電容器的P型硅襯底上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)（光生電荷），電子被柵極吸引存儲(chǔ)在陷阱中。入射光強(qiáng)，則光生電荷多，入射光弱，則光生電荷少。無光照的MOS電容器則無光生電荷。每一個(gè)MOS電容器實(shí)際上就是一個(gè)光敏元件。

若停止光照，由于陷阱的作用，電荷在一定時(shí)間內(nèi)也不會(huì)消失，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光照的記憶。

MOS電容器可以被設(shè)計(jì)成線陣或面陣。一維的線陣接收一條光線的照射。

二維的面陣接收一個(gè)平面的光線的照射。

CCD攝像機(jī)、照相機(jī)光電轉(zhuǎn)換如圖5-2所示。若停止光照，由于陷阱的作用，電荷在一定時(shí)間內(nèi)也不景物CCD面陣存儲(chǔ)顯示透鏡濾光片放大器圖5-2面陣MOS電容器的光電轉(zhuǎn)換

景物CCD存儲(chǔ)顯示透鏡濾光片放大器圖5-2面陣MOS電容CCD電荷耦合器件的集成度很高，在一塊硅片上制造了緊密排列的許多MOS電容器光敏元件。線陣的光敏元件數(shù)目從256個(gè)到4096個(gè)或更多。面陣的光敏元件的數(shù)目可以是500×500個(gè)（25萬個(gè)），甚至2048×2048個(gè)（約400萬個(gè)）以上，現(xiàn)在已出現(xiàn)1200萬以上的面陣。CCD電荷耦合器件的集成度很高，在一塊硅片上制造

在CCD芯片上同時(shí)集成有掃描電路，它們能在外加時(shí)鐘脈沖的控制下，產(chǎn)生三相時(shí)序脈沖信號(hào)，

由左到右，由上到下，將存儲(chǔ)在整個(gè)面陣的光敏元件下面的電荷逐位、逐行快速地以串行模擬脈沖信號(hào)輸出。在CCD芯片上同時(shí)集成有掃描電路，5.1.2CCD圖像傳感器

MOS電容器實(shí)質(zhì)上是一種光敏元件與移位寄存器合而為一的結(jié)構(gòu)，稱為光積蓄式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最簡單。但是因光生電荷的積蓄時(shí)間比轉(zhuǎn)移時(shí)間長得多，所以再生圖像往往產(chǎn)生“拖尾”，圖像容易模糊不清。另外，直接采用MOS電容器感光雖然有不少優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)藍(lán)光的透過率差，靈敏度低。5.1.2CCD圖像傳感器

現(xiàn)在更多地在CCD圖像傳感器上使用的是：

光敏元件與移位寄存器分離式的結(jié)構(gòu)，如圖5-3所示?，F(xiàn)在更多地在CCD圖像傳感器上使用的是：

(a)單讀示（b）雙讀示圖5-3光敏元件與移位寄存器分離式結(jié)構(gòu)

(a)單讀示（

采用光敏二極管陣列作為感光元件，在受到光照時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)于入射光量的電荷。經(jīng)過電注入法將這些電荷引入CCD電容器陣列的陷阱中，成為用光敏二極管感光的CCD圖像傳感器。特點(diǎn)是靈敏度極高，在低照度下也能獲得清晰的圖像，在強(qiáng)光下也不會(huì)燒傷感光面。

CCD電容器陣列只起移位寄存器作用。采用光敏二極管陣列作為感光元件，在受到光照時(shí)，產(chǎn)圖5-4為分離式的2048位MOS電容器線陣CCD電荷耦合器件示意圖。圖5-4為分離式的2048位MOS電容器線陣C模擬信號(hào)傳輸移位寄存器

奇數(shù)傳輸門

偶數(shù)傳輸門

模擬信號(hào)傳輸移位寄存器視頻信號(hào)放大器視頻輸出信號(hào)GND時(shí)鐘信號(hào)+Ucc

20482047光電元件陣列21圖5-4分離式2048位線陣CCD內(nèi)部框圖

模擬信號(hào)傳輸移位寄存器奇數(shù)傳輸門偶數(shù)傳輸門模擬信

圖5-4中移位寄存器被分別配置在光敏元件線陣的兩側(cè)，奇、偶數(shù)號(hào)位的光敏元件分別與兩側(cè)的移位寄存器的相應(yīng)小單元對(duì)應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)為雙讀式結(jié)構(gòu)，它與長度相同的分離式相比較，可以獲得高出兩倍的分辨率。圖像傳感器總結(jié)課件

因?yàn)镃CD移位寄存器的級(jí)數(shù)僅為光敏單元數(shù)的一半，可以使CCD特有的電荷轉(zhuǎn)移損失大為減少，較好地解決了因轉(zhuǎn)移損失造成的分辨率降低的問題。面陣固態(tài)圖像傳感器由雙讀式結(jié)構(gòu)線陣構(gòu)成，它有多種類型。常見的有行轉(zhuǎn)移（LT）、幀轉(zhuǎn)移（FT）和行間轉(zhuǎn)移（ILT）方式。因?yàn)镃CD移位寄存器的級(jí)數(shù)僅為光敏單元數(shù)的一半，5.1.3CCD圖像傳感器的應(yīng)用

CCD電荷耦合器件單位面積光敏元件位數(shù)很多、一個(gè)光敏元件形成一個(gè)像素，成像分辨率高、信噪比大、動(dòng)態(tài)范圍大，可以在微光下工作。彩色圖像傳感器采用三個(gè)光敏二極管組成一個(gè)像素的方法。5.1.3CCD圖像傳感器的應(yīng)用

被測景物的圖像的每一個(gè)光點(diǎn)由彩色矩陣濾光片分解為紅、綠、藍(lán)三個(gè)光點(diǎn)，

分別照射到每一個(gè)像素的三個(gè)光敏二極管上，

各自產(chǎn)生的光生電荷分別代表該像素的紅、綠、藍(lán)三個(gè)光點(diǎn)的亮度。經(jīng)輸出和傳輸后，可在顯示器上重新組合，顯示出每一個(gè)像素的原始彩色。被測景物的圖像的每一個(gè)光點(diǎn)由彩色矩陣濾光片分解為

固態(tài)圖像傳感器輸出信號(hào)特點(diǎn)：(1)與光像位置對(duì)應(yīng)的時(shí)間先后性，即能輸出時(shí)間系列信號(hào)；(2)串行的各個(gè)脈沖可以表示不同信號(hào)，即能輸出模擬信號(hào)；(3)能夠精確反映焦點(diǎn)面信息，即能輸出焦點(diǎn)面信號(hào)。固態(tài)圖像傳感器輸出信號(hào)特點(diǎn)：

將不同的光源或光學(xué)透鏡、光導(dǎo)纖維、濾光片及反射鏡等光學(xué)元件靈活地與這三個(gè)特點(diǎn)組合，

可以獲得固態(tài)圖象傳感器的各個(gè)用途。

如圖5-5所示。將不同的光源或光學(xué)透鏡、光導(dǎo)纖維、濾光片及反射

中介物

模擬信號(hào)

時(shí)間系列信號(hào)焦點(diǎn)面信號(hào)1234色濃淡位置形狀距離

可測對(duì)象固態(tài)圖象傳感器的輸出特點(diǎn)

圖5-5固態(tài)圖象傳感器的用途1—濾光片；2—光導(dǎo)纖維；3—平行光；4—透鏡中介物模擬時(shí)間系焦點(diǎn)面12(1)組成測試儀器可測量物位、尺寸、工件損傷等；(2)作為光學(xué)信息處理裝置的輸入環(huán)節(jié)。例如：用于傳真技術(shù)、光學(xué)文字識(shí)別技術(shù)以及圖象識(shí)別技術(shù)、傳真、攝像等方面；(1)組成測試儀器可測量物位、尺寸、工件損傷等；(3)作自動(dòng)流水線裝置中的敏感器件。

例如：可用于機(jī)床、自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)搬運(yùn)車以及自動(dòng)監(jiān)視裝置等方面；(4)作為機(jī)器人的視覺，監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行。(3)作自動(dòng)流水線裝置中的敏感器件。5.2CMOS圖像傳感器5.2CMOS圖像傳感器CMOS圖像傳感器是按一定規(guī)律排列的互補(bǔ)型金屬—氧化物—半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）組成的陣列。CMOS圖像傳感器是按一定規(guī)律排列的互補(bǔ)型金屬5.2.1CMOS型光電轉(zhuǎn)換器件以E型NMOS場效應(yīng)管V1作為共源放大管，

以E型PMOS場效應(yīng)管V2、V3構(gòu)成的鏡像電流源作為有源負(fù)載。

構(gòu)成了CMOS型放大器。5.2.1CMOS型光電轉(zhuǎn)換器件圖5-6CMOS型放大器圖5-6CMOS型放大器由圖5-6可見，CMOS型放大器是由NMOS場效應(yīng)管和PMOS場效應(yīng)管組合而成的互補(bǔ)放大電路，CMOS就叫互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體。由圖5-6可見，CMOS型放大器是由NMOS場效CMOS型光電變換器件原理如圖5-7所示。與CMOS型放大器源極相連的P型半導(dǎo)體襯底充當(dāng)光電變換器的感光部分。當(dāng)CMOS型放大器的柵源電壓uGS=0時(shí)，CMOS型放大器處于關(guān)閉狀態(tài)，即iD=0。CMOS型光電變換器件原理如圖5-7所示。圖5-7CMOS型光電變換器件圖5-7CMOS型光電變換器件CMOS型放大器的P型襯底受光信號(hào)照射產(chǎn)生并積蓄光生電荷，

可見CMOS型光電變換器件同樣有存儲(chǔ)電荷的功能。當(dāng)積蓄過程結(jié)束，柵源之間加上開啟電壓時(shí)，源極通過漏極負(fù)載電阻對(duì)外接電容充電形成電流。

即為光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的輸出。CMOS型放大器的P型襯底受光信號(hào)照射產(chǎn)生并積蓄5.2.2CMOS圖像傳感器利用CMOS型光電變換器件可以做成CMOS圖像傳感器。由CMOS襯底直接受光信號(hào)照射產(chǎn)生并積蓄光生電荷的方式不大采用。現(xiàn)在更多地在CMOS圖像傳感器上使用的是：光敏元件與CMOS型放大器分離式的結(jié)構(gòu)。5.2.2CMOS圖像傳感器圖5-8CMOS線型圖像傳感器構(gòu)成圖5-8CMOS線型圖像傳感器構(gòu)成

由圖5－8可見，CMOS線型圖像傳感器由光敏二極管和CMOS型放大器陣列以及掃描電路集成在一塊芯片上制成。一個(gè)光敏二極管和一個(gè)CMOS型放大器組成一個(gè)像素。

光敏二極管陣列在受到光照時(shí)，便產(chǎn)生相應(yīng)于入射光量的電荷。由圖5－8可見，CMOS線型圖像傳感器由光敏二極

掃描電路以時(shí)鐘脈沖的時(shí)間間隔輪流給CMOS型放大器陣列的各個(gè)柵極加上電壓，CMOS型放大器輪流進(jìn)入放大狀態(tài)，將光敏二極管陣列產(chǎn)生的光生電荷放大輸出。掃描電路以時(shí)鐘脈沖的時(shí)間間隔輪流給CMOS型放大CMOS面型圖像傳感器則是由光敏二極管和CMOS型放大器組成的二維像素矩陣，分別設(shè)有X－Y水平與垂直選址掃描電路。CMOS面型圖像傳感器則是由光敏二極管和CMO水平與垂直選址掃描電路發(fā)出的掃描脈沖電壓。

由左到右，由上到下進(jìn)行掃描，分別使各個(gè)像素的CMOS型放大器處于放大狀態(tài)。二維像素矩陣面上各個(gè)像素的光敏二極管光生和積蓄的電荷依次放大輸出。水平與垂直選址掃描電路發(fā)出的掃描脈沖電壓。5.2.3CMOS圖像傳感器的應(yīng)用

CMOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器一樣，可用于自動(dòng)控制、自動(dòng)測量、攝影攝像、圖像識(shí)別等各個(gè)領(lǐng)域。

CMOS針對(duì)CCD最主要的優(yōu)勢就是非常省電。

CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右。5.2.3CMOS圖像傳感器的應(yīng)用CMOS主要問題是在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而過熱。暗電流如果抑制得不好就十分容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。因此，CMOS傳感器對(duì)光源的要求高一些，分辨率也沒有CCD傳感器高。。CMOS主要問題是在處理快速變化的影像時(shí)，由于電

新型背照式CMOS是將傳統(tǒng)CMOS表面的電子電路布線層移到感光面的背部。

使感光面前移接近微型透鏡，能獲得約兩倍于傳統(tǒng)正照式CMOS的光通量。

從而使CMOS傳感器可在低光照環(huán)境下、夜視環(huán)境下使用，低光照對(duì)焦能力也大大提高。

5.3CCD和CMOS圖像傳感器應(yīng)用實(shí)例5.3CCD和CMOS圖像傳感器應(yīng)用實(shí)例5.3.1月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)用CCD圖像傳感器可以做成月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖5-9所示。顧客按照固定的格式填寫好申請(qǐng)單，送入月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)。在傳送的過程中，CCD線型圖像傳感器將申請(qǐng)單以圖像的方式轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，放大后送自動(dòng)謄寫機(jī)，打印出月票。5.3.1月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)顧客申請(qǐng)單光源CCD線型圖像傳感器放大器自動(dòng)謄寫機(jī)紙打印機(jī)月票鏡頭圖5-9月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)結(jié)構(gòu)組成顧客光源CCD放自動(dòng)紙打月鏡圖5-9月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)結(jié)構(gòu)組成5.3.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)現(xiàn)在市場上數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的品種已經(jīng)很多了，它大多是用CCD彩色圖像傳感器做成的，

可以是線型圖像傳感器，也可以是面型圖像傳感器。

其基本結(jié)構(gòu)如圖5-10所示。5.3.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)景物CCD彩色圖像傳感器掃描電路放大器A/D轉(zhuǎn)換器壓縮編碼電動(dòng)機(jī)磁帶存儲(chǔ)卡鏡頭分色鏡圖5-10數(shù)字?jǐn)z像機(jī)基本結(jié)構(gòu)RGB景CCD掃描電路放A/D壓電動(dòng)機(jī)磁帶存儲(chǔ)卡鏡分圖5-10

對(duì)變化的外界景物連續(xù)拍攝圖片，只要拍攝速度超過24幅／秒，則按同樣的速度播放這些圖片，可以重現(xiàn)變化的外界景物，

這是利用了人的眼睛的視覺暫留原理。

CCD彩色圖像傳感器在掃描電路的控制下，可將變化的外界景物以25幅／秒圖像的速度轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出。對(duì)變化的外界景物連續(xù)拍攝圖片，只要拍攝速度超過25.3.3數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)拍攝的是靜止圖像。數(shù)碼相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖5-11所示。

數(shù)碼相機(jī)的工作過程為1.打開數(shù)碼相機(jī)電源開關(guān)，主控CPU開始檢查相機(jī)的各部件是否處于可工作狀態(tài)。如有故障，則在顯示屏上顯示故障信息。5.3.3數(shù)碼相機(jī)圖5-11數(shù)碼相機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖5-11數(shù)碼相機(jī)基本結(jié)構(gòu)2.若一切正常，則打開取景器電路，讓外界景物通過鏡頭照射到CCD彩色圖像傳感器上，轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出，經(jīng)放大和A／D轉(zhuǎn)換后，送液晶顯示器顯示。

當(dāng)感覺滿意的圖像出現(xiàn)時(shí)，半按快門，主控CPU開始計(jì)算對(duì)焦距離，快門速度和光圈大小，由ASIC集成電路發(fā)出信號(hào)給取景器電路進(jìn)行自動(dòng)聚焦和快門、光圈調(diào)整。2.若一切正常，則打開取景器電路，讓外界景物通過鏡頭照射3.全按下快門，ASIC集成電路發(fā)出信號(hào)給取景器電路進(jìn)行信號(hào)鎖定.CCD彩色圖像傳感器將景物圖像轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出，經(jīng)放大和A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)ASIC集成電路壓縮后，存儲(chǔ)在PCMCIA卡上。3.全按下快門，ASIC集成電路發(fā)出信號(hào)給取景器電路進(jìn)行信4.存儲(chǔ)卡上的圖像數(shù)據(jù)可送微型計(jì)算機(jī)顯示和保存。

壓縮的數(shù)字圖像信號(hào)也可由串行口直接送微型計(jì)算機(jī)顯示和保存。5.按下查看鍵，將存儲(chǔ)卡上的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)ASIC集成電路解壓縮，送液晶顯示器顯示，供回放查看。4.存儲(chǔ)卡上的圖像數(shù)據(jù)可送微型計(jì)算機(jī)顯示和保存。

高端數(shù)碼相機(jī)采用2／3英寸CCD芯片830萬像素（有效像素為3,264×2,448），可輸出300dpi（每英寸點(diǎn)數(shù)）的10.88英寸×8.16英寸幅面的相片，對(duì)一般照相而言，清晰度已足夠。

現(xiàn)在已有1200萬以上像素的數(shù)碼相機(jī)，使用CCD攝像頭或背照式CMOS攝像頭，相片清晰度很高，但存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量太大。高端數(shù)碼相機(jī)采用2／3英寸CCD芯片830萬像5.3.4平板電腦和手機(jī)攝像頭

平板電腦和手機(jī)大多有兩個(gè)攝像頭，一個(gè)在前面，與液晶屏幕同一方向，用于上網(wǎng)視頻聊天和視頻通話，也可以進(jìn)行拍照片；另一個(gè)在背面用于拍照片。

一般都采用CMOS彩色圖像傳感器。前面的攝像頭的像素一般為120萬～200萬。背面的攝像頭的像素為500萬～800萬，采用背照式CMOS攝像頭。

點(diǎn)擊功能鍵的攝像和照相菜單，進(jìn)行攝像和拍照。5.3.4平板電腦和手機(jī)攝像頭圖5-12平板電腦和手機(jī)拍照和攝像模組框圖圖5-12平板電腦和手機(jī)拍照和攝像模組框圖被攝景物通過鏡頭照射到CMOS彩色圖像傳感器上，CMOS圖像傳感器將圖像轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換，送液晶顯示屏顯示。按下拍照鍵，即將液晶顯示屏上選定的景物的數(shù)字圖像信號(hào)，經(jīng)DSP數(shù)字信號(hào)處理器壓縮后送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，即完成了該景物的拍照。被攝景物通過鏡頭照射到CMOS彩色圖像傳感器上

若是攝像，則會(huì)將液晶顯示屏上選定的景物的數(shù)字圖像信號(hào)，以每秒25幀（張）的速度送DSP數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)字圖像信號(hào)送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。

點(diǎn)擊發(fā)送菜單，可將照片或攝像的壓縮數(shù)字圖像信號(hào)送基帶數(shù)字信號(hào)處理電路，與語音基帶信號(hào)混合，再由RF射頻信號(hào)處理器（3G或WIFI網(wǎng)卡）調(diào)制到射頻信號(hào)上，由天線向空中發(fā)送。若是攝像，則會(huì)將液晶顯示屏上選定的景物的數(shù)字圖空間信號(hào)經(jīng)移動(dòng)通信3G網(wǎng)或WIFI無線網(wǎng)關(guān)設(shè)備接收后，進(jìn)入Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?duì)方手機(jī)或平板電腦（經(jīng)3G或WIFI）。WIFI（WirelessFidelity）為無線保真技術(shù)，又稱IEEE．802.11b標(biāo)準(zhǔn)。WIFI網(wǎng)速最高達(dá)11Mb/s，可自動(dòng)調(diào)整為5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s。

載波頻率為2.4GHz，發(fā)射功率不超過100毫瓦，傳輸距離可達(dá)150m～300m?？臻g信號(hào)經(jīng)移動(dòng)通信3G網(wǎng)或WIFI無線網(wǎng)關(guān)設(shè)備WIFI是由AP(AccessPoint)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。AP一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器，無線網(wǎng)卡是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT（客戶）端設(shè)備。廠商只要在辦公室、機(jī)場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置AP，并通過高速線路（寬帶）接入Internet網(wǎng)絡(luò)。配有無線網(wǎng)卡的筆記本電腦或平板電腦拿到該區(qū)域內(nèi)，均可上網(wǎng)分享Internet網(wǎng)絡(luò)資源。WIFI是由AP(AccessPoint)和5.3.5外置計(jì)算機(jī)攝像頭

為了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目旖?，這種攝像頭一般像素不能太高。如果屏幕的清晰度為640×480＝307200，即30萬有效像素，選用35萬像素的攝像頭即可。

目前常用的外置式計(jì)算機(jī)攝像頭有效像素有10、30、50、80、130萬等幾種。

一般采用CMOS傳感器制造，內(nèi)置高性能硬件進(jìn)行圖像壓縮，用即插即用USB接口與計(jì)算機(jī)連接。5.3.5外置計(jì)算機(jī)攝像頭

圖5-13兩種計(jì)算機(jī)攝像頭式樣

計(jì)算機(jī)攝像頭還可用于口腔內(nèi)窺鏡、汽車倒車后視鏡、環(huán)境觀測等。圖5-13兩種計(jì)算機(jī)攝像頭式樣計(jì)算機(jī)攝像頭5.3.6光纖內(nèi)窺鏡科研生產(chǎn)單位和醫(yī)院在進(jìn)行盲區(qū)檢測和檢查時(shí)需要用到光纖內(nèi)窺鏡。光纖內(nèi)窺鏡設(shè)備由光源、傳光束、物鏡、傳像束、目鏡或CCD圖像顯示器組成。5.3.6光纖內(nèi)窺鏡圖5-14光纖內(nèi)窺鏡設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖

圖5-14光纖內(nèi)窺鏡設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖使用時(shí)，將檢測探頭放入系統(tǒng)內(nèi)部或病人腸胃器官內(nèi)，光源發(fā)出的光由傳光光纖束傳輸，照亮被測對(duì)象，由物鏡成像到傳像束的物鏡端，傳像束把被測對(duì)象的像素傳送到目鏡端。使用時(shí)，將檢測探頭放入系統(tǒng)內(nèi)部或病人腸胃器官內(nèi)，傳像束由玻璃光纖按陣列排列而成，

一根傳像束一般由幾萬到幾十萬條直徑為10～20μm的光纖組成，每一條光纖傳送一個(gè)像素的信息。傳送到傳像束目鏡端的像素可以通過目鏡成像，供人觀察，或送顯示器顯示。傳像束由玻璃光纖按陣列排列而成，5.4實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)訓(xùn)5.4.1工作現(xiàn)場圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)安裝與調(diào)試1.查閱智能手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、計(jì)算機(jī)攝像頭用戶手冊(cè)。2.用數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)拍攝照片輸入筆記本電腦或臺(tái)式計(jì)算機(jī)，或用平板電腦直接拍攝照片，做成幻燈片，配上音樂。3.用分離式計(jì)算機(jī)攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、USB接口傳輸線、微型計(jì)算機(jī)、顯示器等組成工作現(xiàn)場圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)。5.4.1工作現(xiàn)場圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)安裝與調(diào)試計(jì)算機(jī)攝像頭數(shù)碼相機(jī)USB接口USB接口微型計(jì)算機(jī)顯示器圖5-15工作現(xiàn)場圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)攝像頭數(shù)碼相機(jī)USB接口USB接口微型顯示器圖5-155.4.2汽車倒車提醒和后視電路裝配與調(diào)試

音調(diào)解碼器LM567的5、6腳外接元件形成振蕩，振蕩頻率f＝40kHz。

振蕩信號(hào)經(jīng)經(jīng)VT2放大，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射器S2向外發(fā)射40kHz超聲波信號(hào)。

當(dāng)有物體反射時(shí)，由S1接收反射回來的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為40kHz電信號(hào)，與原振蕩頻率比較。

相等，即接通語音集成電路和攝像頭電源，發(fā)出提醒聲并顯示物體圖像。5.4.2汽車倒車提醒和后視電路裝配與調(diào)試a）超聲波探測電路

a）超聲波探測電路b）后視和提醒電路b）后視和提醒電路（1）備齊元件，在多功能電路板上裝配、調(diào)試該電路。（2）S1可用電容式傳聲器，S2可用高頻響應(yīng)好的揚(yáng)聲器代用。（3）攝像頭和顯示器可以選用專用設(shè)備，也可以用計(jì)算機(jī)攝像頭和筆記本電腦代用。此時(shí)USB傳輸線的＋5V電源線另接，繼電器K控制攝像頭接口＋5V電源。（4）試驗(yàn)該電路性能。（5）考慮將該電路改為可視門鈴電路。（1）備齊元件，在多功能電路板上裝配、調(diào)試該電路。第5章圖像傳感器

5.1CCD圖像傳感器

5.2CMOS圖像傳感器

5.3CCD和CMOS圖像傳感器應(yīng)用實(shí)例

5.4實(shí)訓(xùn)第5章圖像傳感器5.1CCD圖5.1CCD圖像傳感器5.1CCD圖像傳感器CCD（ChargeCoupledDevice）圖像傳感器由CCD電荷耦合器件制成，是固態(tài)圖像傳感器的一種，是貝爾實(shí)驗(yàn)室的W.S.Boyle和G.E.Smith于1970年發(fā)明的新型半導(dǎo)體傳感器。它是在MOS集成電路基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能進(jìn)行圖像信息光電轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、延時(shí)和按順序傳送。它的集成度高、功耗小、結(jié)構(gòu)簡單、耐沖擊、壽命長、性能穩(wěn)定，因而被廣泛應(yīng)用。CCD（ChargeCoupledDe5.1.1CCD電荷耦合器件

CCD電荷耦合器件是按一定規(guī)律排列的MOS（金屬—氧化物—半導(dǎo)體）電容器組成的陣列，其構(gòu)造如圖5-1所示。5.1.1CCD電荷耦合器件圖5-1CCD電荷耦合器件

圖5-1CCD電荷耦合器件

在P型或N型硅襯底上生長一層很薄（約1200A）的二氧化硅，再在二氧化硅薄層上依次沉積金屬或摻雜多晶硅形成電極，稱為柵極。該柵極和P型或N型硅襯底形成了規(guī)則的MOS電容器陣列。加上兩端的輸入及輸出二極管構(gòu)成了CCD電荷耦合器件芯片。在P型或N型硅襯底上生長一層很薄（約1200A）

每一個(gè)MOS電容器實(shí)際上就是一個(gè)光敏元件。當(dāng)光照射到MOS電容器的P型硅襯底上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)（光生電荷），電子被柵極吸引存儲(chǔ)在陷阱中。入射光強(qiáng)，則光生電荷多，入射光弱，則光生電荷少。無光照的MOS電容器則無光生電荷。每一個(gè)MOS電容器實(shí)際上就是一個(gè)光敏元件。

若停止光照，由于陷阱的作用，電荷在一定時(shí)間內(nèi)也不會(huì)消失，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光照的記憶。

MOS電容器可以被設(shè)計(jì)成線陣或面陣。一維的線陣接收一條光線的照射。

二維的面陣接收一個(gè)平面的光線的照射。

CCD攝像機(jī)、照相機(jī)光電轉(zhuǎn)換如圖5-2所示。若停止光照，由于陷阱的作用，電荷在一定時(shí)間內(nèi)也不景物CCD面陣存儲(chǔ)顯示透鏡濾光片放大器圖5-2面陣MOS電容器的光電轉(zhuǎn)換

景物CCD存儲(chǔ)顯示透鏡濾光片放大器圖5-2面陣MOS電容CCD電荷耦合器件的集成度很高，在一塊硅片上制造了緊密排列的許多MOS電容器光敏元件。線陣的光敏元件數(shù)目從256個(gè)到4096個(gè)或更多。面陣的光敏元件的數(shù)目可以是500×500個(gè)（25萬個(gè)），甚至2048×2048個(gè)（約400萬個(gè)）以上，現(xiàn)在已出現(xiàn)1200萬以上的面陣。CCD電荷耦合器件的集成度很高，在一塊硅片上制造

在CCD芯片上同時(shí)集成有掃描電路，它們能在外加時(shí)鐘脈沖的控制下，產(chǎn)生三相時(shí)序脈沖信號(hào)，

由左到右，由上到下，將存儲(chǔ)在整個(gè)面陣的光敏元件下面的電荷逐位、逐行快速地以串行模擬脈沖信號(hào)輸出。在CCD芯片上同時(shí)集成有掃描電路，5.1.2CCD圖像傳感器

MOS電容器實(shí)質(zhì)上是一種光敏元件與移位寄存器合而為一的結(jié)構(gòu)，稱為光積蓄式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最簡單。但是因光生電荷的積蓄時(shí)間比轉(zhuǎn)移時(shí)間長得多，所以再生圖像往往產(chǎn)生“拖尾”，圖像容易模糊不清。另外，直接采用MOS電容器感光雖然有不少優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)藍(lán)光的透過率差，靈敏度低。5.1.2CCD圖像傳感器

現(xiàn)在更多地在CCD圖像傳感器上使用的是：

光敏元件與移位寄存器分離式的結(jié)構(gòu)，如圖5-3所示?，F(xiàn)在更多地在CCD圖像傳感器上使用的是：

(a)單讀示（b）雙讀示圖5-3光敏元件與移位寄存器分離式結(jié)構(gòu)

(a)單讀示（

采用光敏二極管陣列作為感光元件，在受到光照時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)于入射光量的電荷。經(jīng)過電注入法將這些電荷引入CCD電容器陣列的陷阱中，成為用光敏二極管感光的CCD圖像傳感器。特點(diǎn)是靈敏度極高，在低照度下也能獲得清晰的圖像，在強(qiáng)光下也不會(huì)燒傷感光面。

CCD電容器陣列只起移位寄存器作用。采用光敏二極管陣列作為感光元件，在受到光照時(shí)，產(chǎn)圖5-4為分離式的2048位MOS電容器線陣CCD電荷耦合器件示意圖。圖5-4為分離式的2048位MOS電容器線陣C模擬信號(hào)傳輸移位寄存器

奇數(shù)傳輸門

偶數(shù)傳輸門

模擬信號(hào)傳輸移位寄存器視頻信號(hào)放大器視頻輸出信號(hào)GND時(shí)鐘信號(hào)+Ucc

20482047光電元件陣列21圖5-4分離式2048位線陣CCD內(nèi)部框圖

模擬信號(hào)傳輸移位寄存器奇數(shù)傳輸門偶數(shù)傳輸門模擬信

圖5-4中移位寄存器被分別配置在光敏元件線陣的兩側(cè)，奇、偶數(shù)號(hào)位的光敏元件分別與兩側(cè)的移位寄存器的相應(yīng)小單元對(duì)應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)為雙讀式結(jié)構(gòu)，它與長度相同的分離式相比較，可以獲得高出兩倍的分辨率。圖像傳感器總結(jié)課件

因?yàn)镃CD移位寄存器的級(jí)數(shù)僅為光敏單元數(shù)的一半，可以使CCD特有的電荷轉(zhuǎn)移損失大為減少，較好地解決了因轉(zhuǎn)移損失造成的分辨率降低的問題。面陣固態(tài)圖像傳感器由雙讀式結(jié)構(gòu)線陣構(gòu)成，它有多種類型。常見的有行轉(zhuǎn)移（LT）、幀轉(zhuǎn)移（FT）和行間轉(zhuǎn)移（ILT）方式。因?yàn)镃CD移位寄存器的級(jí)數(shù)僅為光敏單元數(shù)的一半，5.1.3CCD圖像傳感器的應(yīng)用

CCD電荷耦合器件單位面積光敏元件位數(shù)很多、一個(gè)光敏元件形成一個(gè)像素，成像分辨率高、信噪比大、動(dòng)態(tài)范圍大，可以在微光下工作。彩色圖像傳感器采用三個(gè)光敏二極管組成一個(gè)像素的方法。5.1.3CCD圖像傳感器的應(yīng)用

被測景物的圖像的每一個(gè)光點(diǎn)由彩色矩陣濾光片分解為紅、綠、藍(lán)三個(gè)光點(diǎn)，

分別照射到每一個(gè)像素的三個(gè)光敏二極管上，

各自產(chǎn)生的光生電荷分別代表該像素的紅、綠、藍(lán)三個(gè)光點(diǎn)的亮度。經(jīng)輸出和傳輸后，可在顯示器上重新組合，顯示出每一個(gè)像素的原始彩色。被測景物的圖像的每一個(gè)光點(diǎn)由彩色矩陣濾光片分解為

固態(tài)圖像傳感器輸出信號(hào)特點(diǎn)：(1)與光像位置對(duì)應(yīng)的時(shí)間先后性，即能輸出時(shí)間系列信號(hào)；(2)串行的各個(gè)脈沖可以表示不同信號(hào)，即能輸出模擬信號(hào)；(3)能夠精確反映焦點(diǎn)面信息，即能輸出焦點(diǎn)面信號(hào)。固態(tài)圖像傳感器輸出信號(hào)特點(diǎn)：

將不同的光源或光學(xué)透鏡、光導(dǎo)纖維、濾光片及反射鏡等光學(xué)元件靈活地與這三個(gè)特點(diǎn)組合，

可以獲得固態(tài)圖象傳感器的各個(gè)用途。

如圖5-5所示。將不同的光源或光學(xué)透鏡、光導(dǎo)纖維、濾光片及反射

中介物

模擬信號(hào)

時(shí)間系列信號(hào)焦點(diǎn)面信號(hào)1234色濃淡位置形狀距離

可測對(duì)象固態(tài)圖象傳感器的輸出特點(diǎn)

圖5-5固態(tài)圖象傳感器的用途1—濾光片；2—光導(dǎo)纖維；3—平行光；4—透鏡中介物模擬時(shí)間系焦點(diǎn)面12(1)組成測試儀器可測量物位、尺寸、工件損傷等；(2)作為光學(xué)信息處理裝置的輸入環(huán)節(jié)。例如：用于傳真技術(shù)、光學(xué)文字識(shí)別技術(shù)以及圖象識(shí)別技術(shù)、傳真、攝像等方面；(1)組成測試儀器可測量物位、尺寸、工件損傷等；(3)作自動(dòng)流水線裝置中的敏感器件。

例如：可用于機(jī)床、自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)搬運(yùn)車以及自動(dòng)監(jiān)視裝置等方面；(4)作為機(jī)器人的視覺，監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行。(3)作自動(dòng)流水線裝置中的敏感器件。5.2CMOS圖像傳感器5.2CMOS圖像傳感器CMOS圖像傳感器是按一定規(guī)律排列的互補(bǔ)型金屬—氧化物—半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）組成的陣列。CMOS圖像傳感器是按一定規(guī)律排列的互補(bǔ)型金屬5.2.1CMOS型光電轉(zhuǎn)換器件以E型NMOS場效應(yīng)管V1作為共源放大管，

以E型PMOS場效應(yīng)管V2、V3構(gòu)成的鏡像電流源作為有源負(fù)載。

構(gòu)成了CMOS型放大器。5.2.1CMOS型光電轉(zhuǎn)換器件圖5-6CMOS型放大器圖5-6CMOS型放大器由圖5-6可見，CMOS型放大器是由NMOS場效應(yīng)管和PMOS場效應(yīng)管組合而成的互補(bǔ)放大電路，CMOS就叫互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體。由圖5-6可見，CMOS型放大器是由NMOS場效CMOS型光電變換器件原理如圖5-7所示。與CMOS型放大器源極相連的P型半導(dǎo)體襯底充當(dāng)光電變換器的感光部分。當(dāng)CMOS型放大器的柵源電壓uGS=0時(shí)，CMOS型放大器處于關(guān)閉狀態(tài)，即iD=0。CMOS型光電變換器件原理如圖5-7所示。圖5-7CMOS型光電變換器件圖5-7CMOS型光電變換器件CMOS型放大器的P型襯底受光信號(hào)照射產(chǎn)生并積蓄光生電荷，

可見CMOS型光電變換器件同樣有存儲(chǔ)電荷的功能。當(dāng)積蓄過程結(jié)束，柵源之間加上開啟電壓時(shí)，源極通過漏極負(fù)載電阻對(duì)外接電容充電形成電流。

即為光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的輸出。CMOS型放大器的P型襯底受光信號(hào)照射產(chǎn)生并積蓄5.2.2CMOS圖像傳感器利用CMOS型光電變換器件可以做成CMOS圖像傳感器。由CMOS襯底直接受光信號(hào)照射產(chǎn)生并積蓄光生電荷的方式不大采用。現(xiàn)在更多地在CMOS圖像傳感器上使用的是：光敏元件與CMOS型放大器分離式的結(jié)構(gòu)。5.2.2CMOS圖像傳感器圖5-8CMOS線型圖像傳感器構(gòu)成圖5-8CMOS線型圖像傳感器構(gòu)成

由圖5－8可見，CMOS線型圖像傳感器由光敏二極管和CMOS型放大器陣列以及掃描電路集成在一塊芯片上制成。一個(gè)光敏二極管和一個(gè)CMOS型放大器組成一個(gè)像素。

光敏二極管陣列在受到光照時(shí)，便產(chǎn)生相應(yīng)于入射光量的電荷。由圖5－8可見，CMOS線型圖像傳感器由光敏二極

掃描電路以時(shí)鐘脈沖的時(shí)間間隔輪流給CMOS型放大器陣列的各個(gè)柵極加上電壓，CMOS型放大器輪流進(jìn)入放大狀態(tài)，將光敏二極管陣列產(chǎn)生的光生電荷放大輸出。掃描電路以時(shí)鐘脈沖的時(shí)間間隔輪流給CMOS型放大CMOS面型圖像傳感器則是由光敏二極管和CMOS型放大器組成的二維像素矩陣，分別設(shè)有X－Y水平與垂直選址掃描電路。CMOS面型圖像傳感器則是由光敏二極管和CMO水平與垂直選址掃描電路發(fā)出的掃描脈沖電壓。

由左到右，由上到下進(jìn)行掃描，分別使各個(gè)像素的CMOS型放大器處于放大狀態(tài)。二維像素矩陣面上各個(gè)像素的光敏二極管光生和積蓄的電荷依次放大輸出。水平與垂直選址掃描電路發(fā)出的掃描脈沖電壓。5.2.3CMOS圖像傳感器的應(yīng)用

CMOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器一樣，可用于自動(dòng)控制、自動(dòng)測量、攝影攝像、圖像識(shí)別等各個(gè)領(lǐng)域。

CMOS針對(duì)CCD最主要的優(yōu)勢就是非常省電。

CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右。5.2.3CMOS圖像傳感器的應(yīng)用CMOS主要問題是在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而過熱。暗電流如果抑制得不好就十分容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。因此，CMOS傳感器對(duì)光源的要求高一些，分辨率也沒有CCD傳感器高。。CMOS主要問題是在處理快速變化的影像時(shí)，由于電

新型背照式CMOS是將傳統(tǒng)CMOS表面的電子電路布線層移到感光面的背部。

使感光面前移接近微型透鏡，能獲得約兩倍于傳統(tǒng)正照式CMOS的光通量。

從而使CMOS傳感器可在低光照環(huán)境下、夜視環(huán)境下使用，低光照對(duì)焦能力也大大提高。

5.3CCD和CMOS圖像傳感器應(yīng)用實(shí)例5.3CCD和CMOS圖像傳感器應(yīng)用實(shí)例5.3.1月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)用CCD圖像傳感器可以做成月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖5-9所示。顧客按照固定的格式填寫好申請(qǐng)單，送入月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)。在傳送的過程中，CCD線型圖像傳感器將申請(qǐng)單以圖像的方式轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，放大后送自動(dòng)謄寫機(jī)，打印出月票。5.3.1月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)顧客申請(qǐng)單光源CCD線型圖像傳感器放大器自動(dòng)謄寫機(jī)紙打印機(jī)月票鏡頭圖5-9月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)結(jié)構(gòu)組成顧客光源CCD放自動(dòng)紙打月鏡圖5-9月票自動(dòng)發(fā)售機(jī)結(jié)構(gòu)組成5.3.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)現(xiàn)在市場上數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的品種已經(jīng)很多了，它大多是用CCD彩色圖像傳感器做成的，

可以是線型圖像傳感器，也可以是面型圖像傳感器。

其基本結(jié)構(gòu)如圖5-10所示。5.3.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)景物CCD彩色圖像傳感器掃描電路放大器A/D轉(zhuǎn)換器壓縮編碼電動(dòng)機(jī)磁帶存儲(chǔ)卡鏡頭分色鏡圖5-10數(shù)字?jǐn)z像機(jī)基本結(jié)構(gòu)RGB景CCD掃描電路放A/D壓電動(dòng)機(jī)磁帶存儲(chǔ)卡鏡分圖5-10

對(duì)變化的外界景物連續(xù)拍攝圖片，只要拍攝速度超過24幅／秒，則按同樣的速度播放這些圖片，可以重現(xiàn)變化的外界景物，

這是利用了人的眼睛的視覺暫留原理。

CCD彩色圖像傳感器在掃描電路的控制下，可將變化的外界景物以25幅／秒圖像的速度轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出。對(duì)變化的外界景物連續(xù)拍攝圖片，只要拍攝速度超過25.3.3數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)拍攝的是靜止圖像。數(shù)碼相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖5-11所示。

數(shù)碼相機(jī)的工作過程為1.打開數(shù)碼相機(jī)電源開關(guān)，主控CPU開始檢查相機(jī)的各部件是否處于可工作狀態(tài)。如有故障，則在顯示屏上顯示故障信息。5.3.3數(shù)碼相機(jī)圖5-11數(shù)碼相機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖5-11數(shù)碼相機(jī)基本結(jié)構(gòu)2.若一切正常，則打開取景器電路，讓外界景物通過鏡頭照射到CCD彩色圖像傳感器上，轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出，經(jīng)放大和A／D轉(zhuǎn)換后，送液晶顯示器顯示。

當(dāng)感覺滿意的圖像出現(xiàn)時(shí)，半按快門，主控CPU開始計(jì)算對(duì)焦距離，快門速度和光圈大小，由ASIC集成電路發(fā)出信號(hào)給取景器電路進(jìn)行自動(dòng)聚焦和快門、光圈調(diào)整。2.若一切正常，則打開取景器電路，讓外界景物通過鏡頭照射3.全按下快門，ASIC集成電路發(fā)出信號(hào)給取景器電路進(jìn)行信號(hào)鎖定.CCD彩色圖像傳感器將景物圖像轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出，經(jīng)放大和A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)ASIC集成電路壓縮后，存儲(chǔ)在PCMCIA卡上。3.全按下快門，ASIC集成電路發(fā)出信號(hào)給取景器電路進(jìn)行信4.存儲(chǔ)卡上的圖像數(shù)據(jù)可送微型計(jì)算機(jī)顯示和保存。

壓縮的數(shù)字圖像信號(hào)也可由串行口直接送微型計(jì)算機(jī)顯示和保存。5.按下查看鍵，將存儲(chǔ)卡上的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)ASIC集成電路解壓縮，送液晶顯示器顯示，供回放查看。4.存儲(chǔ)卡上的圖像數(shù)據(jù)可送微型計(jì)算機(jī)顯示和保存。

高端數(shù)碼相機(jī)采用2／3英寸CCD芯片830萬像素（有效像素為3,264×2,448），可輸出300dpi（每英寸點(diǎn)數(shù)）的10.88英寸×8.16英寸幅面的相片，對(duì)一般照相而言，清晰度已足夠。

現(xiàn)在已有1200萬以上像素的數(shù)碼相機(jī)，使用CCD攝像頭或背照式CMOS攝像頭，相片清晰度很高，但存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量太大。高端數(shù)碼相機(jī)采用2／3英寸CCD芯片830萬像5.3.4平板電腦和手機(jī)攝像頭

平板電腦和手機(jī)大多有兩個(gè)攝像頭，一個(gè)在前面，與液晶屏幕同一方向，用于上網(wǎng)視頻聊天和視頻通話，也可以進(jìn)行拍照片；另一個(gè)在背面用于拍照片。

一般都采用CMOS彩色圖像傳感器。前面的攝像頭的像素一般為120萬～200萬。背面的攝像頭的像素為500萬～800萬，采用背照式CMOS攝像頭。

點(diǎn)擊功能鍵的攝像和照相菜單，進(jìn)行攝像和拍照。5.3.4平板電腦和手機(jī)攝像頭圖5-12平板電腦和手機(jī)拍照和攝像模組框圖圖5-12平板電腦和手機(jī)拍照和攝像模組框圖被攝景物通過鏡頭照射到CMOS彩色圖像傳感器上，CMOS圖像傳感器將圖像轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換，送液晶顯示屏顯示。按下拍照鍵，即將液晶顯示屏上選定的景物的數(shù)字圖像信號(hào)，經(jīng)DSP數(shù)字信號(hào)處理器壓縮后送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，即完成了該景物的拍照。被攝景物通過鏡頭照射到CMOS彩色圖像傳感器上

若是攝像，則會(huì)將液晶顯示屏上選定的景物的數(shù)字圖像信號(hào)，以每秒25幀（張）的速度送DSP數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)字圖像信號(hào)送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。

點(diǎn)擊發(fā)送菜單，可將照片或攝像的壓縮數(shù)字圖像信號(hào)送基帶數(shù)字信號(hào)處理電路，與語音基帶信號(hào)混合，再由RF射頻信號(hào)處理器（3G或WIFI網(wǎng)卡）調(diào)制到射頻信號(hào)上，由天線向空中發(fā)送。若是攝像，則會(huì)將液晶顯示屏上選定的景物的數(shù)字圖空間信號(hào)經(jīng)移動(dòng)通信3G網(wǎng)或WIFI無線網(wǎng)關(guān)設(shè)備接收后，進(jìn)入Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?duì)方手