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摄像机基础知识
  
1、什么是CCD摄像机?
  CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
2、CCD摄像机的工作方式
  被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。
3、扫描制式
根据各国供电所采用的频率不同,有PAL制和NTSC制之分。50hz:彩色为PAL制,黑白为CCIR制,标准为625行,50场。60hz:彩色为NTSC制,黑白为EIA制,525行,60场。我国采用的是PAL制和CCIR制,欧美地区采用的是NTSC制和EIA制,因此,在设备选用时,一定要注意设备制式之间的匹配。
3. 分辨率的选择
  评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380-480,其数值越大成像越清晰。一般的监视场合,用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合,用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
4. 成像灵敏度
  通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯),彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合;在夜间使用或环境光线较弱时,推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关,0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.
参考环境照度:
  夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux
  电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux
  室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux
  20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1Lux
5. 电子快门
  电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间,摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式,可根据环境的亮暗自动调节快门时间,得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间,以适应某些特殊应用场合。
6.扫描制式
根据各国供电所采用的频率不同,有pal制和ntsc制之分。50hz:pal制,隔行扫描制式(黑白为ccir),标准为625行,50场。60hz:ntsc制式,525行,60场(黑白为eia)。
7. 外同步与外触发
  外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步,它可保证不同的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步,需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像,要实现这种功能,必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。
8. 光谱响应特性
  CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm),分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时,可以用近红外灯照明,人眼看不清环境情况,在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。
9. CCD芯片的尺寸
  CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等,成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。芯片规格 成像面大小(宽X高) 对角线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm
10. 摄像机接口
CCD摄象机接口有两种工业标准,即C接口和CS接口。两者螺纹部分相同,但两者从镜头到感光表面的距离不同。
C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。
CS安装座:其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。
11.摄像机与镜头配装原则:
CS接口摄像机配CS接口镜头
CS接口摄像机配C接口镜头,摄像机和镜头之间需使用转接圈
C接口摄像机配C接口镜头
C接口摄像机不用配CS接口镜头
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