Cámaras de Televisión - unican.es y Camaras_V3.pdf · Arquitectura de las cámaras de TV Optica...

1

Constantino Pérez Vega

Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones

Cámaras de Televisión

Arquitectura de las cámaras de TV

Optica externa

Optica interna

Sensor de imagen

Procesado

Circuitos de control

Interfaces

2

Optica externa

Sistema de lentes para enfocar la imagen de una escena hacia el sensor o sensores optoeléctricos.

Lente zoom de longitud focal variableLentes de longitud

focal fija

Optica externa: Lentes de longitud focal fija

F = 28 mm F = 70 mm F = 210 mm

3

Lente compuesto

Sports, Bird & WildlifeTelephoto135-300+ mm

PortraitureMedium Telephoto70-135 mm

Street & DocumentaryNormal35-70 mm

LandscapeWide Angle21-35 mm

ArchitectureExtreme Wide AngleLess than 21 mm

Typical PhotographyTerminologyLens Focal Length*

NarrowerFasterLargerLower

WiderSlowerSmallerHigher

Depth of FieldRequired ShutterSpeed

Light-Gathering Area

(Aperture Size)

Corresponding Impact on Other Properties:

f-#

http://www.youtube.com/watch?v=X7_wL0ZZi6kHow lenses are made

4

Lentes de longitud focal variable (zoom)

Optica Interna

Separa la luz incidente de la escena en tres colores primarios, generalmente rojo, verde y azul, mediante el empleo de espejos, filtros o prismas dicroicos

5

OPTICA EXTERNA OPTICA INTERNA

SISTEMA DE PRISMAS PARA SEPARACION DE COLORES

CCD VERDE

CCD ROJO

CCD AZUL

LUZ INCIDENTE

LENTE

Arquitectura de prismas en una cámara de 3 CCD

Sensores optoeléctricos

6

Aspectos históricos: tubos de cámara. Iconoscopio (c. 1930-40)

Orthicón de Imagen (1940 a c.1980)

7

Disector de imagen (c. 1940-50) (se usó muy poco)

Vidicón (c. 1940-70)

8

Plumbicón

Trinicón

Saticón

Sensores de Estado Sólido

9

Dispositivos acoplados por carga (CCD = Charge Coupled Devices)

Diagrama elemental de un dispositivo de transferencia de carga

10

Técnicas de transferencia de carga: 4 fases

Técnicas de transferencia de carga: 3 fases

11

Patillas de conexión

Conexiones con hilo de oro

Almohadillas de conexión

Substrato de silicio

Paquete de cerámica o plásticoArea de imagen

Registro en serie

Amplificador en chip

Estructura de un CCD

Apariencia de los CCD

Kodak Kaf1401 Thick CCD MIT/LL CC1D20 Thinned CCD

12

Diversos tipos de CCD

CCD de transferencia de cuadro

13

CCD de transferencia de cuadro

CCD de transferencia de línea

14

CCD de muy alta resolución (22 megapíxels)

15

ABG onlyAntiblooming

6.5 x 6 x 3.5Dimensions (L, W, H)

36 x 24.7Dimensions of Chip (mm)

11 e-Read NoiseRMS

1.5 e-Dark Current

50,000 e-Full WellCapacity

InterlineCCD Type

11 millionTotal Pixels

4k x 2.75kArray

4008 x 2745Chip Size(Pixels)

9 x 9Pixel Size(Microns)

Roughly 1.7 inches (~4.3 cm) with 2" nosepiece

Back Focus

4 poundsWeight

Specifications

Camara de astronomía 1 CCD

16

17

CCD de línea

18

Escáner CCD de sobremesa

Escáner CIS (Contact Image Sensor)

19

LUZ INCIDENTE

MICROLENTE

FILTRO DE COLOR

FOTODIODO

Microlente y filtro de color

1 píxel

1 píxel

Sensor de una línea

Sensor de tres líneas

20

1 3 5 7

1 3 5

1 3 5

2 4 6 8

2 4 6

2 4 6

Sensor de 6 líneas

21

22

23

$3250

Visión artificial (machine vision)

24

Filtro Bayer

25

Variantes (RGBW)

26

27

Filtrado vertical

28

29

30