数码相机基础知识.pdf

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1、SA N YO D SC Control System数码相机的基础知识VERSION 1.4DI Com pany Engineering Unit Engineering Section 1S A N Y O Electric Co.,Ltd.Revise HistoryRevision Date Comments1.0,06/03/04 新规作成1.1 06/03/06 TV输出规格说明追加By明l崎同崎1.2,06/03/171.31.4106/05/1106/05/11更新构成图track i ng（跟踪）说明追加引用资料改换为独自的文言、图镜头基准位置的说明追加同崎同崎园崎C o

2、n t e n t s1.前言2.数码相机的构造3.主要部品3-1镜框（镜头）3-1-1概略3-1-2镜简的内部构造3-1-3 ZO O M3-1-4 F O C US3-1-5基准位置3-1-6 跟 踪(t r a c k i n g)3-1-7光圈3-1-8机械快门3-2映 像(I MA G E)感应器、画像处理3-2-1 C C D卵动块状图3-2-2 C C D的动作3-2-3 A F E的动作3-2-4 C O UN T E R (计数)3-2-5 T G 和 S G3-2-6切出3-2-7评价值范围3-2-8 C C D 模式3-2-9画像尺寸3-2-1 0画像形式4.主要机能4-

3、1 露出(A E)4-1-1摄影画像的亮度4-1-2露出4-1-3闪光灯4-1-4 A P E X 值4-1-5程序线图4-1-6曝光控制4-2信号处理(WB和画质)4-2-1光的知识4-2-2 WB4-2-3 R G B 矩阵4-2-4 y补正4-2-5 YUV 变换4-2-6 边 缘(E D G E)4-3 A F4-3-1概略4-3-2 A F合焦的原理4-3-3 A F时的镜头动作5.附录5-1 dB（分贝）5-2 TV信号5-3映像信号端子5-4色温度5-5 TTL5-6亮度的单位6.结束.刖有对于数码相机，以前使用胶片的相机称为FILM相机J。FILM相机的用语，以前的习惯中，有独

4、自的表现。数码相机的手册和仕样书上用FILM相机的独特的表现记载的场合也很多，没有这些知识的话，不能理解的场合很多。因此，关于数码相机，想要取得知识的场合，首先拥有FILM相机的知识是必不可少的。数码相机和FILM相机的不同是什么？在这里大致的理解为 不使用胶片，用CCD受光的画像记录在存储卡。就可以。适合胶片的在数码相机是什么。实际胶片有2个作用。1个是接受光形成画像的功能、另外一个是保存画像的功能。在数码相机中，前者是CCD.后者是存储卡。代替胶片，使用CCD,有什么好处？实际对于使用以前的18境相机的用户，比起好的地方，更在意不好的地方。说到不好的部分，比如举例CCD的画素欠陷。在制造时

5、发生的画素欠陷通过检出欠陷的位置、记忆，进行数码的补正，可以取消。但是，在日常使用上发生的欠陷不能进行补正。另外，相机内部的灰尘也是常用的问题。胶片的场合，假如胶片上带有灰尘，通过卷取，下面的胶片面.上 不会带灰尘。也就是说，即使拍摄了一枚带灰尘的照片，接着按快门，拍的照片应该没有灰尘。但是，CCD表面上付着灰尘的场合，因没有卷取的概念，所以不清洁的话，灰尘不会取下。如这样，数码相机有很多FILM相机没有的问题。2.数码相机的构造数码相机通过下图的部品构成。镜头&镜头驱动进行ZOOM、AF等。(2)CCD光变换为电气信号。(3)AFECCD除去输出的噪音、A/D变换、感度设定。(4)AS IC

6、中心ICO用控制信号处理和各种部品的狭义的被称为ASIC部利ARM的CPU,构成。(5)辅助IC进行操作按钮的接受、电源管理。用专用SERIAL通信和ASIC连接。麦克风扩大声音扬声器输出声音。卡记录摄影画像。(9)S/DRAM画像一时保存。因是挥发性内存，所以电源OFF的话，数据就被取消。（。闪存记忆FW、文字、U I信息、调整值等。因是不挥发性内存，所以即使电源OFF,数据也不消失。(11)LCD&LCD 驱动表示画像。（12）视频输出连接电缆线、在TV上表示画像。(13)U SB LAN相机和PC用电缆线连接，进行通信。（14）闪光灯在暗的地方发光。和充电电容的容量成比例，最大发光量会变

7、大。3.主要部品37.镜框（镜头）3-1-1.概略相机的镜头镜筒是用折射率不同的复数枚的镜头构成。通过变化这些镜头的位置关系，进行ZOOM扩大缩小和合焦。这个镜头中，有2枚的镜头粘合、外观看上去是1枚的镜头。这个状态称为 群。也 有 2群3枚等的表现的场合，这个是3枚的镜头中，2枚粘合，外观上有2个镜 头（群）的意思。3枚拥有复数的群的场合，从前面（和CCD侧相反、也就是说用手指可以碰触的侧）开始成为1群、2群 镜筒的最前面的镜头称为 前镜片。1群2群3群III一般各群中有支配各自的ZOOM、FOCUS动作的群。1群（前镜片）支配FOCUS的场合，称 为 前镜片FOCUS等。3-1-2.镜筒的

8、内部构造镜筒内的镜头大致可以分为关系到ZOOM的镜头和关系到FOCUS的镜头。各自有复数枚是一般的，关系到ZOOM的复数枚的镜头用1个ZOOM控制用马达同时可以动作的构造是一般的.同时,关系FOCUS的复数枚的镜头用1个FOCUS控制用的马达可以动作的构造是一般的.因此，便宜的镜框内部认为有FZO O M LENSJ和rFOCUS LENSj的2枚的镜头。镜筒内部里ZOOM/FOCUS LENS以外，有光圈、机械快门的组合。也就是说,镜头组合作为控制对象,有ZO O M -FO CUS 光圈机械快门的4个要素。3-1-3.Z O O M为了看到全体,ZOOM设为广角的成为 广角、扩大远的东西称

9、为 远距。另外，摄影的范围称为 画角。对于最广角的状态（W端）的画角、最远距的状态（T端）的画角被扩大了几倍就是这个镜头的ZOOM倍率。小型（CO M PACT）相机中,ZOOM倍率是3 倍程度的是主流,但也有扩大率高的10倍镜头。ZOOM倍率用焦点距离 m m 表示。焦点距离是从镜头到通过镜头的光成像位置为止的距离，和画角成比例、焦点距离越长是扩大 ，焦点距离越短是广角M）。焦点距离长是对于CCD镜头离开,所以ZOOM镜头是从CCD离开的方向、就是说伸出方向是向T 方向的驱动。相反,ZOOM镜头向CCD接近的方向、就是说缩回方向是向W方向的驱动。相机的镜头附近,一定会写W端和T 端的焦点距离

10、.比如，记 载 5.6-1 6.8m m 的场合,是1 6.8/5.6=3 倍 ZO O M。这里有需要注意的1 点。在数码相机中被称为C C D 的光电变换元件是改换为F I LM被使用.F I LM的大小规定对角是35n l m,所以从焦点距离,画角在一定意义上决定了。但是,C C D 和F I LM相机相比，因为小,所以包含镜头的光学系的构造小、即使是相同画角,和 F I LM相机相比,焦点距离也短。同样的画角,但尺寸小的CCD是焦点距离短，尺寸大的FILM短点距离长另外,C C D 根据 种 类 寸 不 同。因此,数码相机只是焦点距离不能决定画角。数码相机的目录和手册上C C D 的尺

11、寸,假设作为和F I LM相同的场合的焦点距离，记 载 35m m 换算焦点距离。对于以前的F I LM相机用9,35m m 换算、就是说，用作为F I LM相机的焦点距离表现的容易进行画角的预测。比如35m m 换算焦点距离是有 3871 4m m 的相机和 2884m m 的相机的场合、即使是同样的3 倍 ZO O M,前者可以扩大更远的东西,后者可以更近的拍摄广角。焦点距离的短相机和长相机不是有什么优劣，但一般有下面的倾向.镜头设计上焦点距离短的比较困难。越便宜的相机越不能进行广角。（靠近远距）W 端的焦点距离短且高倍率的相机没有看见.越是专业用户越有珍重焦点距离短的镜头的倾向,外行的重

12、视远方的扩大率。另外，没有ZO O M机能的镜头称为 单焦点镜头。注意 焦点距离和 F O C US 合焦距离弄的乱七八糟，比如有人把F O C US 在30 c m 的位置,称为 焦点距离是30 c m jo焦点距离不时F O C US,衣 示 ZO O M。是外行人容易犯的错误,所以请注意。ZO O M驱动用的马达有步进马达和D C 马达的2 种类.步进马达是通过在4 个端子上,不断给P 不同的电压,使马达回转.停止精度好是特点,但速度慢是欠点。DC马达可以想象成MABUCHI马达。端子是2 个,给予+一的电源的话,回转,给予一+的电压的话,相反回转。有速度快的利点，但还有停止精度不好的欠

13、点。ZOOM驱动比起停止精度,容易重视速度,所以使用D C 4 达的场合很多。ZOOM镜头是镜头从CCD离开的 方 向（伸出方向）是扩大方向，接 近CCD的方向（缩回方向）是广角。因此,ZOOM镜头作为话题时，说 缩回的 话 是 指 广角方向，伸出的 话 是 指 扩大方向。3-1-4.FO C U S从物体发 生 的（反射）光通过镜头一点成像。CCD上不正好成像的话,会不合焦,成为模糊状态。焦点 焦点不对是外行人的说法，可 以 说 成 FOCUS合焦。（不合焦/非合焦）。一般小型相机的FOCUS合焦范围是无限30cm程度。根据镜头,ZOOM位置,最近合焦距离也有不同的。其中，到 1cm程度的超

14、近为止合焦的镜头也有,但一般ZOOM位置被限定。关于FOCUS,在考虑匕 般有被称为 被写界深度的重要的概念.FOCUS即使有一点成像位置偏，也可以合焦.看见。在 CCD上,对上FOCUS,可以看见成像位置的范围称为 焦点深度，在被写体的前后,对上FOCUS,可以看见的范围称为 被写界深度。镜头对上FOUCS,可以看见范围被写界深度对上FO CUS,可以看见范围焦点深度对上FOCIS,可以看见的范围很广的称为 被写界深度很深。相反,对上FOCUS,可以看见的范围很窄的状态称为 被写界深度浅。被写界深度在以下的条件变化。越缩小光圈,被写界深度变的越深。ZOOM位置越是广角被写界深度也深。相机和被

15、写体的距离越近,被写界深度越浅。FOCUS镜头伸出（从 CCD离开）,在近距离合焦、越缩回（接近CCD）越在远距离合焦。-饯头缩回,在远的被写体上合保。FOCUS LENSFOCUS L E N S要求非常高的停止精度。因此，驱动FOCUS LEN S的马达般使用步进马达,不使用D C马达。如前述,FOCUS LEN S是镜头从CCD离开的方向（伸出方向）是最近方向，接近CCD的方向（缩回方向）是8方向。因此,FOCUS LE N S为话题的时候，说 缩回的话，是 指 8方向，说 伸出的话，是 指 最近方向。但是,镜头在驱动中，有 被 称 为rBACKRUSHj的不能忽视的晃动要素。下图是表示

16、马达驱动和镜头驱动的动作的关系。马达回转的话,沿着在马达轴上的直杆螺丝,通过垫片移动,在垫片上固定的镜头前后进行动作.如垫片的宽度勉强是直杆螺丝的1回转宽度的话,会产生摩擦，马达轴不旋转。因此,和宜杆螺丝1回转宽度相比,垫片宽度应该短。网直杆螺丝1回转宽度镜头面向前面动作时和面向后面的动作的时时候，按压垫片的直杆的面变化。统人向前方向动作时,I（杆螂丝的这个部分是按东型因此,镜头向前方向动作时和向后方向动作时,即使g 达的回转位置完全相同，作为镜头的位置，只变化对于型片的宽度的直杆的欢度的II余裕部分.这 个 称 为 rBACKRUSHj或者只称为 晃动。镜头控制中，不是监视镜头的位置，是用马

17、达的回转角监视镜头的位置，所以即使马达的回转位置相同，在镜头驱动方向晃动部分镜头位置不同的，场合，情况非常不好。为了解决这个问题，有下记的2 种方法。镜头移动到某个位置的场合，和驱动到某个方向时相比，向相反方向驱动时，会多余旋转晃动部分的马达。镜头移动到某个位置的场合，最后一定是以一定方向移动。的场合，在马达轴的全部的位置，晃动量相同是前提。的场合，在前后方向的哪个方向需要进行称为 取 消 晃 动（或者B ACK RUSH补正）的动作。这个是驱动到某个方向，停止，就那样结束，但向相反方向驱动，停止的场合，从想停止的位置，多余移动晃动部分后，返回到相反方向，停止的动作。停止精度更高的是的方式，F

18、OCUS驱动用的方式进行的很多。这个时候，镜头在伸出方向停止。也就是说，FOCUS镜头在的方式停止时，在 8一最近的方向决定最终位置。ZOOM镜头用的方式驱动时也是最终在伸出方向（广角一扩大）停止。的方式是停止时，超过会返回的动作，所以不能说操作感好。因此，ZOOM驱动时，有不使用的方式的时候。3-1-5基准位置镜头上,FOCUS LENS、ZOOM LENS都 定有基准位置的存在。比如FOCUS LENS的场合,从基准位置到x脉冲伸出位置是8位置的规定。另 外ZOOM镜头的场合,从基准位置到v脉冲缩回的位置是广角M)的规定。数码相机的电源ON时,一定检出这个基准位置，比如,进行让FOCUS

19、8、ZOOM移动到广角(W)的动作.FOCUS.ZOOM的初期位置根据仕样，总之,进行检出基掂位置的动作.检出基准位置的动作称为镜头的RESET0(广义上也有包含初期位置移动的场合)基准位置一般规定如下记进行规定.首先,基准位置信号线从镜框组合出来。这个信号是从镜头最缩回的位置到最伸出的位置移动时,在哪个位置从HI变化为L0(或者从L0变为Hl)o这个变化位置是基准位置。基准信号PI or PR镜头从M到阳移动的话,在哪个地方.a H1/LO切普的G,f置。这个基准位置使用称为PI (photo interrupter)或者PR(photo ref lector)的元件。PI是用zi的字型的元

20、件，在n的字的内侧有光源和受光部。在=1的字的内侧,无遮挡的东西的话,会受光,所以输出是HI、遮挡=1的字的内侧的话，不会受光,所以输出是L0o没仃遮拦物的话.会受光,为H I输出仃遮挡物的话,不会受光，为L 0输出使用这个P I,比如进行卜 一图的构造。这时输出是HI这时输出是L0P I是从从侧面看的。镜头的下面贴着树脂件（材料什么都可以）的平棒、镜头移动的话，在 P I的=1的字的内值（通过树脂部分卡住，或不卡住,产生HI/LO。PR和 P I同样,从光源发射的光通过受光部接受,切换HI/LO,但利用粘贴在镜头侧的镜面是特征.PRU粘贴镜上这个状态输出是L0反射到镜面，受光.所以输出是HL

21、年亡二3-1-6跟踪到目前为止的项目中，关于ZO O M LENS的动作和W/T的关系、FOCUS LENS的动作和合焦距离的关系,进行了说明,但实际ZO O M LENS和 FOCUS LENS连动，动作的时候很多。具体的是在W端,50cm合焦的场合,只是ZO O M LENS移动到T 端。这时,FOCUS不在50cm合焦的场合很多.这样的场合,不只是ZO O M LENS动作,FOCUS LENS也需要动作.在这个状态，在 50cm前 1 的被写体合焦时移动ZOOM LENS,只是W-T 的话FOCUS不 是 50cm,比如是在20cm合焦。（数值是一例。实际根据镜头）这 个 zoom和

22、focus的追随关系说成跟踪。通常从镜头供应商得到如下图的变焦位置和focus位置的关系表（跟踪表）。般FOCUS马达使用步进马达,所以上表内的数值的单位是 脉冲。上表用图表示的话,如下记。20cm7才 一 力 入 位 置0这个例中,ZOOM位置和FOCUS位置是比例的关系，根据镜头，也有画下图一样的曲线.经常成为问题的是移动变焦时，什么时候跟踪。方法有以下2 个。和ZOOM同时移动FOCUS LENSOZOOM 终了后，移动 FOCUS LENSO的动作,控制容易，但ZOOM的话,有画面模糊的欠点.的动作是FOCUS、ZOOM同时驱动控制很复杂,但移动ZOOM时,没有FOCUS模糊,所以一般

23、要求的动作.但是,从FOCUS和 ZOOM同时动作的话，担心瞬间的消费电流增大,所以为了减低消费电力，也有要求的动作的场合.另外,ZOOM LENS和FOCUS LENS在构造上有干涉（碰撞）的场合.这样的镜头需要的动作.3-1-7光圈为了限制入射光量的机构。小型相机的场合,一-般是2 段切换的场合.通过光圈组介进入到CCD的摘向.控制对CCD的入射光仁专业相机可以多阶段切换光圈。镜头从正面看的话,认为可以看到下图的光圈机构.边拍摄高辉度的被写体边按1st快门的话,可以看到光圈关闭的样子.多阶段切换光圈的驱动中,使用步进马达.2段光圈驱动有2个端子、各自给+一的电压的话，开放、给 了，一 十

24、的电压的话,形成小光圈。这样的机构称为 meter。另外，马达，meter都是从电气变换成磁界一力，动作的基本原理没有变化，但作用的结果、最终的变换为回转是变换成用马达来回的机构请认为是meter。光圈用称为F number J的数值表示。F number值与光圈径成比例,越缩小（孔的径越小）数值越大。2段光圈的场合，比如F2.8和F8.0切换,多段光圈比如从F2.8到F8为止连续变化。开放F numberF2.8很多，但根据镜头，但也有F1.8的非常亮的镜头.F number与光圈径成比例,孔的面积与Fnumber的2乘方成比例。光的量与孔的面积成比例，所以比如和F5.6相比,F2.8是4倍

25、亮度。相同光圈的场合,ZOOM是广角和扩大中,一般扩大会变暗。在窄的面积,用镜头扩大,所以考虑成每个单位面枳的光的量变少的话,认为容易理解。另外，在FOCUS的项目中也讲述了，F NUMBER变的越大（光圈径越小）被写界深度也深。3-1-8机械快门机械快门是为了不对CCD入射光的目的而存在的.这个是CCD特有的机能（不如说是控制）上需要。CCD大致分为光作为电荷,积蓄的 曝光和积蓄的电荷作为电压信号输出的 读出的动作。静止画摄影时，曝光后、进行读出动作时，有光一定要对上CCD的规定。理由是CCD的转送不是次进行，是分或数领域进行。如果曝光终了后、没有关闭机械快门的话，没有开始转送的像素会继续曝

26、光，所以最初转送的像素数据和之后转送的像素数据的曝光量会发生变化。CCD的转送路本来只进行电荷的转送，应该不受光，但半导体的特性上会发生一点受光现象。因这个影响，作为画像会出现在强光下，称为条纹的垂直方向的光的带。转送中通过关闭机械快门，可以防止条纹的发生。因为以上的理由，静止画摄影时，关闭机械快门，使光不对上CCD。机械开门开-：机械快门关-!；-T-静止网曝光 静止画读出另外，CCD长时间连续对上光的话，RGB的颜色过滤片会褪色。因此，般电源OFF时，关闭机械快门，保护CCD。（这个是根据制品的仕样）机械快门的驱动和光圈2段切换同样、一般使用meter。机械快门因为是机械的，所以给F信号的

27、瞬间，不会全闭。机械快门到全闭为止的时间大致分为从开始给予信号到关闭开始的 机械推迟时间和从关闭开始到关闭结束的 闭时间。用曝光量基础考虑的话、从关闭开始到关闭结束的 闭时间可以说是到一半。机械快门关闭时间是指下记红字部分。这个值是每个固体会有偏差，所以每个固体进行调整。调整的值记忆到内存。给与机械快门信号3-2.映像感应.画像处理3-2-1.C C D 驱动块状图CCD是通过给 波形进行动作。波形从AS IC及AFE输出,输入到C C D oAFE是AnalogFlontEnd的略称，进行CDS-A G C -A/D（注1）的IC,但最近，般都带有对于CCD的波形的输出功能。AFE的设定是从

28、ASIC通过系列通信进行。从CCD输出的映像信号经由AFE,进入到ASICo（注 1）CDS：从包含噪音的CCD输出信号，抽取映像成分。AGC：CCD输出信号电气的放大。A/D：从CCD输出的信号是模拟信号。这个信号变换为数码。3-2-2.CCD的动作CCD被比喻成积攒RG,B 各 信 号（电荷）的桶。R.G 排列的线和B.G 排列的线之间是被称为垂直转送路的信号的通路。桶下面的基板考虑成GND的话，应该容易明白。在 各R.G.B桶里积攒的电荷的去路有2个。作为笫1的去路，在CCD上给予称为 感应GATE脉冲（略称 是SG）的信号时，移动到垂直转送路。之后、经过垂直转送路一水平转送路，作为信号

29、输出。光对上CCD的话，电荷积蓄。CCD上给予SG脉冲的话，电荷移动到垂直转送路。根据垂直转送脉冲，电荷移动垂直转送路，水平转送路被推出.根据水平转送脉冲，电荷移动水平转送路，从CCD作为电压信号，读出。通过垂直转送一水平转送的反复进行，读出全画面部分的电荷。作为第2的去路，在CCD上给予被称为 扫除丢掉脉冲（SUB脉冲）的信号时，面向基板，电 荷 被 丢掉。打开桶的底，积攒的水被放出的卬象。丢掉的电荷会去那里，不能返回。接着，关于从CCD输出信号的时间，进行说明。CCD用被称为V的周期进行动作。从CCD出来1画面部分的映像信号的长度是1VO表现CCD的驱动模式有使用PFPS(frame pe

30、r second)的单位的。经常会用FCCD是用30FPS动作的说法。这个是1秒时间里，30枚的映像信号从CCD输出的意思。60FPS的话，即使1秒时间里，60枚的映像信号从CCD输出的意思。1画面部分的映像信号出来的长度是IV，所以用30FPS,CCD动作的场合是1秒 二30V。这个场合是1V=33msec。60FPS的场合请考虑看看 。CCD上各像素上积攒的电荷用SG脉冲，瞬时移动到垂直转送路，1画面部分的数据用IV,经过垂直转送路一水平转送路，从CCD输出。(同时经过ASIC,写入到S/DRAM。/_ nz_电荷积攒 丁电荷读出给予SG脉冲用SG脉冲，电荷移动到垂直转送路的话，像素的桶里

31、变空，所以会开始积攒新的电荷。也就是说，电荷的读出和下个曝光是同时连续进行。“电 荷 积 攒 电 荷 积 攒r 电荷积攒：、电荷积攒.7;的电荷读取”的电荷 读 取”的 电 荷 读 取1的电荷读取 fI,1的电荷读出终了i1的电荷读出终了向电荷读出终了卜为电荷读出终了从CCD输出的信号经过ASIC信号马上写入到S/DRAMo也就是说，这个时候在曝光的画像在S/DRAM上完成。(1)电荷积攒 垂直转送路移动垂直转送的同时，开始积攒接着关于电子快门，进行说明.如前述,枳攒在CCD上的电荷的去路是垂直转送路或者向基板丢掉的其中一种.电子快门是利用向基板丢掉的动作。电荷的枳攒是经常进行,CCD上给予S

32、UB脉冲、丢掉枳攒的电荷。就是说,各像素变空,开始新的积攒.比如CCD是用30FPS动作。1V是33msec。在这里，快门想要用1/100秒曝光。因1/100秒=10msec,所以1V=33msec中，开始进行电荷的积攒后,23msec后，发出SUB脉冲。这样，积攒的电荷被丢掉，开始进行新的电荷的积攒。这个电荷在下个V的切换，通过SG脉冲，移动到垂直转送路，所以曝光(电荷积攒)实际是10msec。实际不想进行积攒电荷的期间，设为发出SUB脉冲的状态。就是说，积攒的电荷从片端丢掉的印象。3 0 F P S的场合在堂里出现S G脉冲S U B脉冲发生期间是2 3 m s e c的时候，曝光时间是3

33、 3-2 3=1 0 m s e c,所以电子快门是1/1 0 0秒从以上内容，曝光期间可以理解为 从最后的SUB脉冲到卜个S G脉冲请不要忘记。3-2-3.A F E的动作关于A F E的动作，进行说明。A F E有下面的3个机能。CDS AGC A/D各自进行说明。(DCDSCORRELATED DOUBLE SAMPLEHOLD的略称，译 为 相关2重取样。从CCD输出的信号是r e s e t噪音 黑映像信号的周期的模拟信号。另外，输入到CCD的光越强，信号水平(电位)变的越低。对于这个信号、取 样(S A M P LIN G)黑水平和信号水平，进行保持(的确是sam pole h o

34、 l d),通过从黑水平抽出信号水平，除去噪音成分、输入光越强，信号水平越高的状态。取样黑水平的脉冲被称为SHP(SANPLE HOLD PRECHARGE),取 样(S A M P L IN G)信号水平的脉冲被称为SHD(SAMPLE HOLD DATA)o两方合在一起,都称为sam pole h o ld脉冲。各自的sam pole h o ld脉冲需要和从CCD输出的信号中的黑色部分、信号部分正确的位相合致。通过正确的吻合，从CCD的输出信号可以最大限取出映像成分。作为极端的话，2个sam pole h o ld的位相相同的场合，结果会变的漆黑。(黑和信号的取样(S A M P L I

35、N G)结果会成为相同，所以取差的话，成为0,应该明白)因为周期非常高速，所以根据配线的长度的影响，用畴定数变化脉冲波形和d e la y。因此，取 样(S A M P L IN G)脉冲的位相一般和各机种对应。补充.CCD输出信号因为非常纤细，所以sampole h o ld部分也发生噪音。为了除去这个噪音，黑色水平SAMPLING后、再用另外的脉冲进行黑色水平SAMPLING,对照SAMPLING位相,使噪音的不对信号部分有影响。(2)AGC放 大(A M P)回路。UI,变更感度时，变更这个AGC的GAIN。因越提高G A IN,映像信号里含有的噪音成分也越大，所以会成为不光滑的画像。(

36、3)A/DCCD输出信号是模拟，但因输入到数码信号处理(A S IC),所以进行数码变换。数码的范围一般是1OBIT14BIT。(根据AFE)A S IC的数码输入的B IT长和AFE的A/D B IT长不同的场合,需要以下的小策略。对于 ASIC12BITIN,1OBITA/D 的场合A S IC的12B IT输入中，在上位1 O B IT,连接A/D输出。下位为L 0固定。对于 ASIC12BITIN,14B IT A/D 的场合A/D 14B IT中,上位12B IT连接在A S IC的数码输入。成本上，非现实的组合。3-2-4.C O U N TER （计数）在控制CCD的基础上，理解

37、COUNTER（计数）的动作很重要。在这个项目中，关于COUNTER（计数）和CCD的动作，进行说明。CCD是由R G,B的各像素构成。各像素的数据是以横的像素数和竖的LINE数想法，进行控制。竖(V):8LINEH是Horizontal的略称，表示水平、V是Vertical的略称，表示垂直。（V UNE数的 V和在CCD控制的IV的 V意思不同，所以请注意。）各像素数据如下图，线顺序时，从CCD输出。比如,用30F P S动作时,读出全部的L I N E,应该需要1/3 0 s e c(=33m sec)。为了读出各像素的数据，对CCD进行给予波形等的处理，为了进行这个处理的COUNTER行

38、2种。1个是为了读出1 L IN E的各像素,进行处理的CO UNTER,称为H COUNTER。比如横的像素数是9像素的时候，H COUNTER请考虑成从0 8为止COUNTER完成。(后面会讲到，实际有被称为消隐的外映像期间，所以为横像素数+a。)9像素部分从。8为止COUNTER u p的话，移动到下个I i n e的处理，所以H COUNTER重新设定为0,再次到8为止,进行增量。接着有被称为V COUNTER的COUNTERo这个COUNTER是1 l i n e的读出处理终了的话,进行1 COUNTER UPO比如有8 l i n e的场合，从0 7为止，COUNTER UPO1画

39、面的全I i n e的读出全部终了的话，COUNTER被重新设定为0,移动到下个I i n e的处理。H COUNTER 是很细的 COUNTER、V COUNTER 是很粗糙的 COUNTER。开始进行某个画面的读出处理时，H COUNTER,V COUNTER都是0,H COUNTER.V COUNTER最大时都是1画面的处理结束的瞬间。H COUNTER和V COUNTER用时系列一起记载的话，如下图进行表示。H COUNTER 是处理 1 像素是 1 COUNTER.V COUNTER 处理 1 1 ine 是 1 CO UNTER,所以用时系列考虑，如下图，一般H/V方向用2 次元考

40、虑。HCOUNTERVCOUNTER在这里，关于处理时间，进行考虑。读出1 画面的时间是30FPS的场合是1/30sec（=33msec）oH COUNTER用一般的一定周波数的clock进行动作，所以1 画面的处理时间如下记。（H 像 素 数/clock周波数）*VI ine数这个值应该成为1/30seco3-2-5.T G 和 S G进行CCD的设计的话,会经常听到rsGj和 FTGJ的词语。请理解成 TG是CCD驱动上使用的CLOCK和 COUNTERjFSG是 TV等表示上使用的CLOCK和 COUNTERj但是在日本的TV,采用称为NTSC的规格.NTSC的规格中，用 60Hz in

41、ter lace（交替）走查，向TV画面拍摄映像。inter lace（交替）走查是越过1 LINE表示映像的处理，所以-画面全部表示的周期是30Hz。TV上拍摄1 枚部分的画面是30Hz、也就是说,需要1/30sec的话,如 CCD在 1/30sec上也不准备1画面部分的映像信号的话，不能取得同期。CCD用 30FPS动作是从这里来的.作为表示映像的规格,有 NTSC的绝对的东西，根据规格,为了进行表示处理的CLOCK GEERATOR称 为 SG。表示也和CCD控制同样，以线顺序进行，所以存在H COUNTER.V COUNTER。在表示侧使用的COUNTER进 行 SG COUNTERj

42、处理时的基准CLOCK称 为 SG CLOCKJo相对的为了控制CCD的CLOCK GEERATOR称 为 TG。另外，控制 CCD 的 H COUNTER.V COUNTER 进 行 TG COUNTERj 处理时的基准 CLOCK 称 为 TG CLOCKjoSX8的场合AS IC的晶体管有 丁6 的1 1 COUNTER最大值设定 丁6 的丫 COUNTER最大值设定 S G 的H COUNTER最大值设定 S G 的V COUNTER最大值设定TG/SG的一画面部分的处理时间通过进行这些的设定决定.表 示各 种 处 理E 帧像 信 号”CCD帧 像 信 号Tk._._ yV用 TG c

43、ounter(H,V counter)及TG CLOCK动作_ _/-v用 SG counter(H,V counter)及SG clock动作关于SG,确认具体的数值。SX8Aslc的埸合H COUNTER最大值：0 x359 857 0857 为止增量，所以858 COUNTV COUNTER最大值：0 x20C-524 -0524为止.增量，所以525 COUNT表示系 CLOCK：13.5MHz1画面部分的处理时间是（H/CLOCK 周波数）*V所以,适用数据的话，为858/13.5M*525=0.03336666 sec也就是说 33msec=1/30seco*注意：这个设定是一般的

44、。各机种的实际的设定值请向表示担当者确认.控制CCD的CLOCK.COUNTER以后称为TGO另外，以前的项目中，写到在搜索模式,从CCD处理1 画面部分的映像信号的单位称为1V.所以这个以后,1 画面部分的处理时间称为IV。如前述,SG的 IV是 1/30seco因此,从CCD,在 1/30sec中需要取出1 枚的画像。也就是说,TG的 1V也需要1/30seco如 SG的 1V期间利TG的 1V期间即使有一点差的话,经过时间,会出现一点一点的偏,CCD只读出画面一半，但全画面表示,就结束的不能取得同期.实际TG CLOCK和SG CLOCK的周波数因有很大不同，所以取得不了公的数/公倍数。

45、因此,TG的 1V和SG的 1V不完全一致。通过在TG的COUNTER上付加多余部分,尽量使1 画面部分的处理时间相同.通过加最后的端数.配合SG的1画面部分的时间（H/CLOCK周波数）*V+（H 多余/CLOCK周波数）为了实现以上,SG的COUNTER的最大值的定只是H COUNTER和 V COUNTER,但 TG的 COUNTER的最大值的设定不只是H COUNTER.V COUNTER,有最后的LINE的H COUNTER的设定。关于TG,确认具体的数值.SX8ASIC 中 CCD 是 ICX495 的场合H COUNTER最大值：Oxdf7 -357 5 0357 5为止进行再调

46、整，所以357 6 COUNT最后的LINE的H COUNTER最大值：Oxcfb 332303323为止进行再调整，所以3324 COUNTV COUNTER最大值：Oxfb-251 0251为止再调整，但最后的LINE作为多余加入，所以251 COUNTCLOCK：27 MHz1 画面部分的处理时间是(H/CLOCK周波数)*V+(H多余/CLOCK周波数)适合数值为3576/27M*251+3324/27M=0.03336666 sec也就是说 33msec=1/30seco实际加上最后的LINE的多余部分,TG和S G的IV期间合在一起,也发生1 CLOCK分时间以下的偏差.为了更进一

47、步取得TG和S G的同期,有FSG的COUNTER成为最大值-0时,TG COUNTER也重设为0 J的机能.这个机能称为T G的S G同期。另外,不使用这个机能,T G的COUNTER不依靠SG,独自旋转的状态称为T G的T G同期。如果SG COUNTER没有重设为0的话,TG COUNTER继续进行再调整.相反,TG COUNTER即使不变成最大,SG COUNTER值设为0的话,TG COUNTER也被重设为0。因此,T G的S G同期是T G和S G的1V的期 尽 量有是前提.比如,在 NTSC,1V 是 1/30sec(=33msec),但 PAL 是 1/25sec(=40mse

48、c)o如果在进行T G的S G同期的状态,表示(SG)是在NTSC动作时,发生错误CCD(TG)在PAL动作.TG是用40msec,COUNTER成为最大，但SG的COUNTER在33msec的时候成为最大,被重设为0.所以T G也是在33msec的时候,被重设为0。也就是说,T G的COUNTER在到最大为I匕不再调整,所以比如在软件上,有 到TG COUNTER的最大为止的理的话,是故障的原因.-71-/-/j-i-x.+.+!T.TtrYTAL:+-I-.i-、-;+J.L:4,4-:ii.:-tl-*,-!-;-T+,l4:4r.r.rnrrh.rkH.Hir.r.r.L.-I-.r;

49、rTT-4:r:T;r，T-r-:-:，rrT-T!-r4-l4-!:-r-t-l;-!i-r十4-.4;-J;U+;T;TT十.+，+:TJ.;.-L;.+-I-I-I-I-!-!-I-I-!-!-I-I-I1-TG COUNTER,切出、评价值范围的关系用图表示的话，如以下。外很I的框是TG COUNTER浅绿的外框是切出浅蓝的外框是评价值范围3-2-8.CCD 模式CCD上一般是有复数的模式。模式大致分为下面的2个模式.（1）静 止 画 用 全像素读出搜索 画 用 拉开间隔o r混合读出各自是什么模式,请理解成下记。静止画用全像素读出需要时前。（比如300msec左右）搜索画是1/30秒

50、需要1画面输出,所以拉开间隔读出.搜索画用的拉开间隔o r混合基本是只有竖方向可以。（关于H加算，以后讲述）比如,全像素读出中,有输出下记尺寸的CCDOH2576*VI925只读出这个画像需要300msec。作为搜索画用，是1/30sec=33msec,因需要1画面部分的数据,所以拉开间隔或者混合,需要设为约1/10的尺寸。如前述,基本上CCD的拉开间隔o r混合只能在V方向进行,所以在V方向，设为1/10的话，比如H2576*V200会成为VUNE数非常小的像素。拽嵌问阳j通常搜索画面,在ASIC变焦竖、横,缩小成适当的大小,进行使用.接着,关于静止画全像素读出,进行说明。静止画全像素读出一