全景摄像头
全景摄像头
摄像头的工作原理
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了
感光芯片(SENSOR)
是组成数码摄像头的重要组成部分，根据元件不同分为
CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）应用在摄影摄像方面的高端技术元件。
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）应用于较低影像品质的产品中。
目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。
CCD的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。
CMOS的优点是集成度高、功耗低(不到CCD的1/3)、成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。在相同像素下CCD的成像往往通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱，曝光也都不太好。
所以我们在使用摄像头，尤其是采用CMOS芯片的产品时就更应该注重技巧：
首先不要在逆光环境下使用(这点CCD同)，尤其不要直接指向太阳，否则“放大镜烧蚂蚁”的惨剧就会发生在您的摄像头上。其次环境光线不要太弱，否则直接影响成像质量。克服这种困难有两种办法，一是加强周围亮度，二是选择要求最小照明度小的产品，现在有些摄像头已经可以达到5lux。
最后要注意的是合理使用镜头变焦，不要小瞧这点，通过正确的调整，摄像头也同样可以拥有拍摄芯片的功能。目前，市场销售的数码摄像头中，基本是CCD和CMOS平分秋色。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术，完全可以达到与CCD摄像头相媲美的效果。受市场情况及市场发展等情况的限制，摄像头采用CCD图像传感器的厂商为数不多，主要原因是采用CCD图像传感器成本高的影响。
图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用，无疑要属数码相机产品，其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度在增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。本文将主要简介CCD以及CMOS传感器的技术和产业发展现状。
一、CCD图像传感器
CCD（Charged Coupled Device）于1969年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近30多年，从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500万像素。CCD又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。
一般认为，CCD传感器有以下优点：
1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素；
2. 低杂讯（Low Noise）高敏感度：CCD具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使CCD的应用较不受天候拘束；
3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。
4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本；
高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；
5. 大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的CCDD晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的CCD已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件；
光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域；
6. 低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来；
7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上；
8. 低秏电力，不受强电磁场影响；
9. 电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将变较模糊；
10. 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。
根据In-Stat在2001时对全球图像传感器的研究报告中指出，CCD产业前七大厂商皆为日系厂商，占了全球98.5％的市场份额，在技术发展方面，目前较有特色的主要厂商应为索尼、飞利普和柯达公司。
飞利普公司在CCD产品方面的优势为，具有业界最大尺寸的CCD传感器，在数码相机的应用中，其35mm尺寸的CCD已经应用在“Contax”的数码相机中，成为专业数码相机的代言人。其次该公司还具有独特的“Frame-Transfer CCD”（面扫描）技术，该产品在应用中，可实现每秒30-60幅的速率。这是真正视频信号的速度。
柯达的CCD采用了广受好评的ITO CCD（氧化铟锡）技术，而不是传统的聚硅化合物。其特点是敏锐度更高，透光性比一般CCD提高了20％，对于一般CCD感应较弱的蓝光以及抗杂讯干扰方面有突破性的改善，其对蓝光感应能力提高了2.5倍，同时大幅降低了杂讯干扰，使影像更强锐利、色彩更加准确，为专业数码摄影提供了高解析度、锐利度的影像。
传统CCD使用的是矩形的感光单元，而富士公司2年前研制的“SuperCCD（超级蜂窝结构）使用的是八边形的感光单元，使用了蜂巢的八边形结构，因此其感光单元面积要高于传统CCD。这样会获得三个好处，一是可以提高CCD的感光度、二是提高动态范围、三是提高了信噪比。这三个优点加上SuperCCD更高的生成像素成为富士公司在数码相机产品上的最大卖点。
作用:全景摄像头不一定是360度全部摄像的，只是比一般摄像头的摄像角度宽广，比如普通摄像头的摄像广角是120度，全景的也就是160度—180度之间,比普通的摄像头看得更广!
二.CCD摄像机大致可分为下列几大类：
依成像色彩划分
(1)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。
(2)黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。
依摄像机分辨率划分
(1)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型。
(2)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型
(3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，600线以上的高分辨率。
依摄像机灵敏度划分
(1)普通型：正常工作所需照度为1~3 LUX(勒克斯)
(2)月光型：正常工作所需照度为0.1 LUX左右
(3)星光型：正常工作所需照度为0.01 LUX以下
(4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。
按摄像元件的CCD靶面的大小划分
(1)1in靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm
(2)2/3in靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm
(3)1/2in靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm
(4)1/3in靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm
(5)1/4in靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm
(6)1/5in正在开发之中，尚未推出正式产品
此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。
三.镜头 (LENS)
镜头性能及外形区分
根据镜头的性能及外形区分，目前有P型、E型、L型和自动变焦镜头等类型，来自中国仪器超市的资料分别叙述如下：
1. P型镜头
工业镜头
（1） 自动定位镜头，本身瞳焦已经调节好，需要检验从最大倍率到最小倍率的清晰度，是否一致、是否清晰。
（2） 检验同轴度，即最大倍率到最小倍率取像在同一位置，不能偏移或偏移太大，均视为不良品，必需重新更换镜头。
（3） 光学放大倍率为0.7—4.5X，即0.7倍到4.5倍之间共九种倍率。
（4） 清晰度根据校正块、实际对象成像反映来进行判断。
2. E型镜头
（1） 此镜头为普通工业镜头，需要手动调节瞳焦，在机台安装好以后，手动调节使用最大倍率和最小倍率时，图像同样的清晰，如果不能调节清晰度视为不良品，如果调节后镜头有晃动等不稳定因素存在，也视为不良品。
（2）检验同轴度，即最大倍率到最小倍率取像在同一位置，不能偏移或偏移太大，均视为不良品，必需重新更换镜头。
放大镜头
（3）光学放大倍率为0.7—4.5X。
（4）清晰度根据校正块、实际对象成像反映来进行判读。
3. L型镜头
（1）此镜头为普通工业镜头，需要手动调节瞳焦，在机台安装好以后，手动调节使最大倍率和最小倍率时，图像同样的清晰，如果不能调节清晰度视为不良品，如果调节后镜头有晃动等不稳定因素存在，也视为不良品。
（2）检验同轴度，即最大倍率到最小倍率取像在同一位置，不能偏移或偏移太大，均视为不良品，必需重新更换镜头。
（3）光学放大倍率为0.7—4.5X。
（4）清晰度根据校正块、实际对象成像反映来进行判读。
4. 自动变焦镜头
（1） 为自动定位镜头本身瞳焦已经调节好，需要检验从最大倍率到最小倍率的清晰度，是否一致、是否清晰。
（2） 检验同轴度，即最大倍率到最小倍率取像在同一位置，不能偏移或偏移太大，均视为不良品，必需重新更换镜头。
（3） 光学放大倍率为0.7—4.5X。
（4） 清晰度根据校正块、实际对象成像反映来进行判读。