基于Philips棱镜3CMOS相机的光学设计及其光谱优化

针对彩色数字相机高成像质量以及高色准的需求,本文研究了基于Philips棱镜的3CMOS相机的光学系统设计以及相机光谱优化方法。通过对Philips棱镜进行光路建模,优化了棱镜的结构参数。在保证全内反射以及出射窗口大小的条件下,减小了系统的体积,并由此设计了Philips棱镜3CMOS相机光学系统。其视场角为45°,相对孔径为1/2.8,在110 lp/mm的奈奎斯特采样频率下,系统的MTF全视场全波段均大于0.4。基于色度学基本原理建立了Philips棱镜相机的矢量成像模型,分析了由光线入射角度变化造成的薄膜光谱偏移,提出了宽光束下光谱偏移的修正模型。利用该模型设计并优化了相机中的4组光学薄膜。通过光路仿真实验以及色差分析,基于优化后的相机光学系统的平均色差降低了15.8%,像面颜色不均匀性降低了60%。结果表明:本文设计的光学系统拥有良好的成像质量,优化后的相机光谱实现了良好的颜色性能以及颜色均匀性。

基于低成本CMOS相机的叶绿素荧光成像方法研究

叶绿素荧光是反映植物光合效率的重要参数。叶绿素荧光成像技术能对植株光合作用二维空间异质性进行分析,然而现有的叶绿素荧光成像系统需要昂贵的相机和复杂的控制系统,为此提出一种基于低成本CMOS相机的叶绿素荧光成像方法。提出一种可变积分时间的叶绿素荧光图像接收方法,通过改变不同强度激发光下CMOS相机的积分时间,解决了低成本CMOS相机在荧光接收中的控制延迟问题;设计一种简易的叶绿素荧光成像系统,实现800万像素、成像面积为60mm×80mm的荧光图像采集。试验结果显示,该系统能够测量得到清晰的荧光图像,可以在1mm 2的区域检测到植物的光合异质性,将测量结果与商业荧光仪测得的结果相比,决定系数达到0.94。本研究提出的荧光成像方法在可行性和准确性方面取得较好的效果,成像系统测量结果稳定可靠、成本低廉,为叶绿素荧光成像技术提供了更为经济高效的解决方案。

1.06μm激光对CCD、CMOS相机饱和干扰效果对比研究

为了对比激光对CCD、CMOS两种图像传感器的干扰效果,利用1.06 μm高重频激光开展了对CCD、CMOS两种相机的饱和干扰实验研究,分析了两种相机在干扰有效面积、饱和干扰面积、干扰前后图像相关度等与激光入射功率之间的关系.实验结果表明：CMOS相机达到单元像素饱和的激光功率阈值是CCD相机的20倍;要达到相同的干扰有效面积,所需的激光功率CMOS相机要大于CCD相机10倍～100倍;要达到相同的饱和像元数,所需的激光功率CMOS相机比CCD相机约大10倍～60倍.因此,CMOS相机要比CCD相机具有更好的抗1.06 μm激光干扰能力.

高帧频CMOS相机对光通信精跟踪系统影响分析

分析了互补金属氧化物半导体(CMOS)相机作为机载光通信精跟踪系统的位置传感器的优势,采用基于CMOS相机与FPGA研制的精跟踪系统,可实现帧频8 800 Hz的图像采集、数据传输、实时图像处理、光斑质心计算以及伺服控制等功能,分析了CMOS相机的噪声、帧频以及光斑质心算法对精跟踪系统跟踪精度的影响,给出了对应的数值分析与实验结果。实验结果表明:CMOS相机噪声对光斑坐标x轴、y轴引起坐标的标准差分别为0.291 9像素,0.120 2像素;当相机帧频从2 200 Hz提高到8 800 Hz时跟踪标准差从1.8降低到0.5个像素;外场光斑质心算法偏差比理想高斯光斑计算结果大8.34-0.71像素。光斑中心算法对跟踪精度影响明显,设计更具针对性的自适应光斑中心算法可以大大改善精跟踪的效果。

高重频脉冲激光对CMOS相机饱和干扰效果研究

激光干扰是对抗成像观瞄设备和精确制导武器,保护己方目标的重要方式。为了评估激光对CMOS图像传感器的干扰效果,利用1.06μm高重频激光开展了对CMOS相机的饱和干扰实验研究,实验中计算了CMOS图像饱和激光功率密度阈值,并分析了CMOS相机干扰有效面积、饱和干扰面积、干扰前后图像相关度与激光入射功率之间的关系。实验结果表明,随着激光功率的增加,CMOS相机饱和像元数、干扰有效面积增加,图像质量下降,干扰效果明显提高。

大视场CMOS相机图像的畸变校正

由于光学成像系统存在着非线性误差,大视场CMOS成像相机获取的图像会产生较严重的几何畸变。为了改善其图像质量,必须对其进行畸变校正。分析了畸变校正的思路,建立了畸变校正的模型,并通过对标准正方形网格成像的办法进行曲线拟合得到所需的校正系数,然后利用最近邻点法和双线性插值法分别对失真的网格进行校正。对比其校正效果,可以看出采用双线性插值法时,网格的直线形状保持较好,图像质量比最近邻点法时有所改善。最后对CMOS获取的图像进行校正,获得了较好的校正效果。

CMOS相机液体闪烁体衰减长度自动测量装置的研制

江门中微子实验是测定中微子的质量顺序和精确测量中微子混合参数的实验,为此需要建造一个直径约34.5 m的球形液体闪烁体探测器。为了保证在闪烁体中产生的光子可以传输到球面上布置的光电倍增管而不被自身吸收,这就对液体闪烁体的衰减长度及其测量方法提出了很高的要求。本项目经过对算法、相机本底等方面的研究,实现了用CMOS相机取代光电倍增管测量衰减长度,并且重新搭建结构和编写程序。最终精简了整个系统,使调试更加方便,在保证测量准确度的前提下实现全自动测量,在节省时间和人力的同时,也减少了误差。

CMOS相机在微小卫星上的应用

文章主要介绍了CMOS探测器件相对于CCD器件的优点 ,讨论了CMOS焦平面的的设计方案 ,最后给出了CMOS相机的实验室成像结果和外景成像结果。

基于LABVIEW的CMOS相机图像采集系统设计

应用 LABVIEW 的视觉运动模块和调用库函数节点,设计一个实时显示控制的 CMOS 相机系统,其具有操作简单、扩展性强的特点。

一种基于双通道CMOS相机的低照度动态场景HDR融合方法

高动态范围成像技术能够全面有效反映场景信息,有利于在高动态范围场景下获得高质量的成像。但当前常用的基于单台相机的多次曝光融合方法在动态场景下易出现“鬼影”问题,基于多个传感器同时曝光的系统复杂且价格昂贵,基于单幅低动态范围图像的拓展方法易丢失欠曝光或过曝光区域的细节信息,且多用于较好的照明条件。针对低照度动态场景成像,研究了一种基于双通道低照度CMOS相机的高动态范围图像融合方法,对双通道CMOS相机采集低照度动态场景两幅不同曝光图像,依据累计直方图拓展原则分别进行动态范围拓展,并采用像素级融合方法对动态范围拓展的序列图像进行融合。实验表明,动态范围拓展融合方法可满足低照度动态场景下获取高动态范围图像的应用要求,获得更佳的成像质量。

一种全高清CMOS相机的设计与实现

为了获得高精度的图像,同时在满足微型化的要求下,本文使用CMOS图像传感器与FPGA构建了相机系统,本文在分析CMOS图像传感器MT9J003原理的基础上设计和实现一种基于FPGA的全高清CMOS相机,利用FPGA作为相机系统控制及系统时序生成的核心部件,最终输出HDMI全高清彩色视频。

基于Camera Link接口的CMOS相机小型化设计

基于Camera Link接口设计了一款小型CMOS相机并进行仿真验证。硬件的小型化设计包括硬件功能模块划分、主要器件选型、整机供电分布以及PCB设计等;软件的小型化设计为以FPGA内部集成Camera Link并串转换模块来代替传统的转换芯片。整机实测结果表明相机工作稳定可靠。本研究对于CMOS相机小型化设计具有借鉴意义,同时由于探测器模块配置的灵活性,亦可作为CMOS相机的一种通用处理平台。

一种全高清CMOS相机的设计与实现

为了获得高精度的图像，同时在满足微型化的要求下，使用CMOS图像传感器与FPGA构建了相机系统，文中在分析CMOS图像传感器MT9J003原理的基础上，设计和实现一种基于FPGA的全高清CMOS相机，利用FPGA作为相机系统控制及系统时序生成的核心部件，最终输出HDMI全高清彩色视频。

堡盟电子（上海）有限公司曝光时间为1μs的CMOS相机

在工业数字相机的主流细分领域，堡盟推出首款最短曝光时间为1μs的CMOS相机。这款CX相机采用第二代Sony Pregius传感器，曝光时间范围从1μs～60s。相机分辨常适合在激光焊接等高光强的工作环境下使用，并且能够最大限度地降低取放操作等高速应用中图像的模糊程度。

背照式CMOS相机 理光CX3

理光推出CX系列第三代机型CX3，首次采用了背照式1000万像素CMOS传感器，提升了理光CX3在弱光下拍摄的画质，同时也保证了图像的清晰度、色调特性及饱和度。理光CX3依旧拥有做人的连拍功能，该功能可以在大约5fps的速度下以最大像素数进行静态图像高速连拍，最高速度为120fps的超高速连拍。另外，CX3保持了10．7倍光学变焦以及28mm广角的优势，微距拍摄最近可达1cm。总体来看，CX3的提升十分明显。

推出新款CX系列全局快门CMOS相机

堡盟最新推出带Sony Pregius传感器IMX253的CX相机，进一步丰富了该产品系列。它们配备了29×29mm紧凑型方形外壳和USB30接口。凭借像素高达4096×3000的分辨率、31fps的高帧率以及出色的图像质量，该系列相机尤其适合对高分辨率、高速图像采集质量有严格要求的应用场合。VCXU-123M型号相机集成了最新的黑自传感器，不过索尼公司宣布该传感器将于2016年第四季度开始生产。

用于手机电视电话功能的CMOS相机模块

夏普公司开发出用于手机电视电话功能的CMOS相机模块，产品名称为“RJ6ABA100”。 目前，手机通信速度不断提高，手机液品屏的显示画面也越来越清晰，电视电话功能使用的副相机（用于3G视频通信）的像素要求也越来越高，而相机模块的形状又必须确保终端紧凑且超薄的设计要求。夏普公司此次开发的产品，与此前同样用途的CMOS相机模块相比，像素增至3倍以上，可进行每秒30帧的视频拍摄。

堡盟推出LX系列紧凑型全局快门CMOS相机

瑞士堡盟集团推出LX系列紧凑型全局快门互补金属氧化物半导体（CMOS）相机。其采用60mm×60mm方形紧凑外壳，在7920×6004像素的全分辨率下，帧率高达15fps，能够可靠地识别细节和微小偏差，适用于各种高动态性过程（如印刷电路板、晶片和显示屏的检查）和跟踪应用。

LX系列高分辨率CMOS相机堡盟电子（上海）有限公司

堡盟旗下LX系列相机配备了安森美半导体公司（ON Semiconductor）的全局快门CMOS传感器PYTHON25K，像素可以达到2500万。凭借如此出色的分辨率以及30fps的帧率，该系列相机尤其适合对高分辨率、高速图像采集质量有严格要求的应用场合。