Конструкция и основные технические характеристики ПЗС камеры

Московский государственный технический университет

Им.Н.Э.Баумана

Кафедра РЛ-2

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. каф. РЛ2

______________Козинцев В.И.

«___»_______________2009г.

Лабораторная работа №2

Исследование системной модуляционной передаточной функции телевизионной системы на базе ПЗС матрицы.

по курсу

«Оптико-электронные приборы»

Москва, 2009г.

Цель работы

Целью работы является изучение конструкции, принципа действия и основных технических характеристик ПЗС матриц и телевизионных систем на их основе, а также исследование ее системной модуляционной передаточной функции.

Данная лабораторная работа включает три этапа:

1.Изучение особенностей конструкции и технических характеристик телевизионных систем, использующих в качестве фотоприемника ПЗС матрицу;

2. Изучение аппаратуры;

3. Проведение экспериментальных наблюдений.

ВНИМАНИЕ! Включение установки и работа с ней проводится только с разрешения преподавателя и при его непосредственном участии.

Конструкция и основные технические характеристики ПЗС камеры

Конструктивно ФПЗС-матрица выполняется в двух вариантах – корпусные ПЗС и бескорпусные ПЗС камеры.

На рисунке 1 показан внешний вид бескорпусной ФПЗС камеры. Эти камеры имеют минимальные габариты. Корпус микросхемы ПЗС матрицы устанавливается на платах размером 32х32 мм или 40 х 40 мм. На плате устанавливается держатель объектива и объектив. Используются 2 типа держателей, предназначенные для установки объективов с резьбой М12, и C (CS)-mount. Держатели объективов имеют одинаковые посадочные площадки. Для замены одного типа держателя на другой достаточно отвернуть 2 винта, поставить другой держатель и закрепить его на модуле этими же винтами.
Выбор типа держателя и объектива зависит от назначения и условий эксплуатации камеры. Наилучшие характеристики, достигаются при применении объективов с креплением C (CS)-mount с автоматической диафрагмой.
Объективы с постоянной диафрагмой с резьбой М12 обладают средними характеристиками, как по качеству изображения, так и по чувствительности. Камера с объективом М12 будет иметь в 3 раза более низкую чувствительность, чем та же камера с объективом с креплением C (CS).

Конструктивные размеры бескорпусной ФПЗС камеры с платой 32 х 32 мм показаны на рисунке 2. Телекамеры на платах размером 32х32 мм предназначены для установки в телевизионные системы, для которых не предъявляются высокие требования по чувствительности.

Рисунок 1

Рисунок 2

Телекамеры на платах размером 40х40 мм предназначены для установки в телевизионные системы высокого класса, либо в тех случаях, когда необходимы высокая чувствительность и специальные возможности камер. Конструктивные размеры бескорпусной ФПЗС камеры с платой 40 х 40 мм показаны на рисунке.

Рисунок 3

Внешний вид корпусной камеры показан на рисунке 4. В камерах могут быть установлены объективы с креплением C (CS)-mount с постоянной, ручной или автоматической диафрагмой любого типа (см. рисунок 5).

Рисунок 4

Рисунок 5

Формат ПЗС матрицы принято выражать в долях дюйма. На рисунке 6 и в таблице 1 приведены данные о размерах светочувствительной площадке матрицы, соответствующих определенному формату.

Рисунок 6

Таблица 1 Формат и размеры ПСЗ матриц.

Современные камеры и объективы обычно имеют два типа крепления – СS и С. Эти два крепления различаются задним рабочим отрезком – 12, 5 мм – для крепления CS и 17, 256 мм – для крепления типа С. С камерами CS типа можно использовать оба типа объектива, однако для объективов С типа, для соответствия заднего рабочего отрезка, требуется установка кольцо толщиной 5 мм между камерой и объективом (см. рисунок 7).

Рисунок 7

Тип крепления указывается в технических характеристиках объективов (см. рисунок 8). Дополнительно к общим оптическим характеристикам объектива указываются также диапазон форматов ПЗС матриц, для которых рассчитаны аберрационные характеристики объектива, а также угловое поле для каждого формата.

Рисунок 8