学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

科学级CCD数码相机的研究与开发

作　者: 马俊婷
导　师: 周汉昌
学　校: 华北工学院
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 科学级CCD数码相机 CCD图像传感器 A／D转换器 增强并行口 致冷CCD技术 图像处理
分类号: TB852.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 874次
引　用: 8次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


论文在分析CCD器件成像原理的基础上，以ISD029AP型虚相CCD图像传感器为核心部件，开发研制了一套科学级致冷CCD数码相机。 该相机由相机头、相机控制器、计算机接口电路、致冷单元和软件等几个基本部分组成。设计中，选用串行12位A/D转换器，并将数字化电路放置在靠近CCD模拟信号输出的位置，这样既可以进行远距离传输，又能降低相机的读出噪声；利用相关双采样技术有效地消除复位噪声；使用增强并行口EPP方式实现相机与计算机之间的通信；利用CCD芯片自带的铂热敏电阻和珀尔帖致冷器设计闭环反馈温度控制电路，保证CCD芯片的温度在-35℃左右，从而降低CCD的暗电流噪声，提高图像质量；根据实验条件的不同，可以通过软件改变曝光时间和读出速率。 实验结果表明，该科学级CCD相机基本达到预想功能，能够对实物呈现比较清晰的图像，具有灵敏度高、噪声低、分辨率高、动态范围大、曝光时间和读出速率灵活可控、实时数据采集等优点。

全文目录


第1章 绪论  6-14
  1．1 数码相机  6-11
    1．1．1 数码相机简介  6-7
    1．1．2 数码相机与传统胶片相机的比较  7-8
    1．1．3 CCD数码相机的发展及国内外研究现状  8-9
    1．1．4 CMOS数码相机的发展及国内外研究现状  9-10
    1．1．5 科学级CCD数码相机的主要特点和特性  10-11
  1．2 本论文的主要研究内容  11-14
第2章 CCD器件概述  14-23
  2．1 CCD器件的工作原理  14-18
    2．1．1 CCD的MOS结构及存储电荷原理  14-16
    2．1．2 光电转换和储存  16
    2．1．3 电荷转移  16-17
    2．1．4 电荷读出  17-18
  2．2 CCD的分类  18-19
  2．3 CCD的特性参数  19-23
    2．3．1 转移特性  19-20
    2．3．2 光电转换特性  20-21
    2．3．3 噪声特性  21
    2．3．4 成像质量特性  21-22
    2．3．5 其它特性  22-23
第3章 致冷CCD数码相机的硬件设计  23-46
  3．1 硬件电路的任务  23
  3．2 设计方案  23
  3．3 相机头  23-29
    3．3．1 光学系统  24-26
    3．3．2 CCD图像传感器及其外围电路  26-29
      3．3．2．1 关于ISD029AP型CCD图像传感器  26-28
      3．3．2．2 CCD芯片的外围电路  28-29
  3．4 相机控制器  29-36
    3．4．1 供电电源  29-30
    3．4．2 驱动时序产生电路  30-33
      3．4．2．1 电路功能说明  30
      3．4．2．2 几种常用的驱动时序产生方法  30-31
      3．4．2．3 驱动时序产生电路的具体设计  31-33
    3．4．3 模拟信号处理电路  33-36
      3．4．3．1 模拟信号处理电路的作用及设计方案  33-34
      3．4．3．2 复位噪声的消除和信号的放大  34-35
      3．4．3．3 A/D转换  35-36
  3．5 计算机接口电路  36-42
    3．5．1 增强并行口EPP  36-39
      3．5．1．1 并行口的发展及EPP的优势  36-37
      3．5．1．2 EPP协议的信号定义及读写周期  37-38
      3．5．1．3 EPP寄存器接口  38-39
    3．5．2 数字信号的串并转换  39-41
    3．5．3 接口板电路的具体设计  41-42
  3．6 致冷单元  42-46
    3．6．1 暗电流噪声  42-44
    3．6．2 致冷单元的电路设计  44-46
第4章 CCD相机的软件设计  46-51
  4．1 软件设计的任务和开发环境  46
  4．2 CCD相机的控制和数据采集  46
  4．3 图像格式简介  46-48
  4．4 软件设计思想及其流程图  48-51
    4．4．1 相机控制和图像数据采集子程序  48
    4．4．2 图像再现子程序  48-51
第5章 系统的整体调试和实验结果  51-57
  5．1 CCD相机系统的整体调试  51-53
    5．1．1 系统硬件电路的调试  51-52
    5．1．2 软件的调试  52
    5．1．3 光路的调节  52-53
  5．2 系统性能评价  53-54
  5．3 科学级CCD相机存在的缺陷  54
  5．4 展望  54-57
致 谢  57-58
参考文献  58-60
附 录  60-66

相似论文

  1. 基于CCD图像传感器的温度测量技术研究,TH811
  2. 径向振动模式压电变压器的等效电路模型与应用,TM406
  3. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  4. 雾天或背光条件下图像清晰化算法研究及硬件实现,TP391.41
  5. 基于嵌入式图像处理单元的运动目标跟踪系统研究,TP391.41
  6. 机械臂视觉伺服系统的研究,TP242.6
  7. 数字图像处理在集装箱检测中的应用研究,TP274.4
  8. 半成型结构在休闲女装中的应用,TS941.2
  9. 基于视觉的番木瓜外观品质检测技术研究,S667.9
  10. 基于机器视觉的光纤几何参数检测研究,TN253
  11. 羊绒与羊毛纤维鉴别系统的研究,TS101.921
  12. 基于计算机视觉对“次郎”甜柿外部品质检测与分级的研究,S665.2
  13. 基于图像处理技术的两相流动特性描述,TP391.41
  14. 车牌识别系统中车牌定位算法的研究,TP391.41
  15. 基于FPGA高清视频车辆检测系统的设计与实现,TP391.41
  16. 群控电梯客流密度实时识别技术研究,TP391.41
  17. 基于神经树的人脸识别方法研究,TP391.41
  18. CMOS图像传感器AOI设备中的应用,TP212
  19. 数字型仪表自动识读系统研究,TP391.41
  20. 智能清分机的管理和应用软件设计,TP391.41
  21. 基于ARM9的CAN-Ethernet通信协议转换器设计与实现,TP273.5

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 摄影技术 > 摄影机具与设备 > 照相设备与复制设备 > 照相机
© 2012 www.xueweilunwen.com