CCD攝影機名詞簡述

CAMERA (攝影機)
攝影機的主要功能為將來自鏡頭光學圖像聚焦 , 經由CCD轉換為隨時間變化視頻訊號 , 再經由攝影機內部線路處理並轉換為復合視頻訊號 , 然後經由同軸或光纖或其他傳輸途徑將訊號傳送至監視器上顯現。

CAMERA種類區分
B/W (EIA/CCIR)
Color (NTSC/PAL)

CAMERA取像種類區分
CCD (Charge Coupled Device)電荷藕合元件感測器
CMOS金屬氧化物半導體感測器

CAMERA Sensitivity 靈敏度種類區分
高靈敏度 , 高解析度
低靈敏度 , 一般解析度

CCD Camera 優點
體積小 , 消耗功率小
壽命長 , 故障率低
不怕強光直接照射
無殘影現象 (Image Retention)
不易受電磁場等干擾
無畫面幾何失真
解析度穩定 , 補償效果佳
耐震動

CCD 重要參數名詞
靈敏度 (sensitivity)
解析度 (resolution) , 水平解析度;垂直解析度
IR filter (濾光鏡);IR cut
訊號雜訊比 (signal to noise)
頻寬
灰階 (grey)10階
同步方式 (sync)
aLine-lock 向位鎖定
bGenlock 外同步
cCrystal-lock 晶體震盪
電子快門 (shutter speeds)
白色信號基準 (white clipper)
鏡頭與攝影機接環 Lens mount
aC mount
bCS mount
工作電壓;輸入電壓
工作環境 : 溫度 (temperature) , 濕度 (humidity)
自動光圈控制 (auto iris control)

自動控制功能參數名詞 :
自動電子速控制 (auto beam control)
自動黑色基準 (auto black)
自動增益 (auto gain control)
自動白平衡 (auto white balance)
自動 (電子)快門控制 (auto shutter control)
自動同步鎖定 (auto line lock)

CAMERA 視頻訊號
VIDEO OUTPUT : 1V p-p 75 Ω composite
SCANNING SYSTEM : 2 : 1 interlace
視頻訊號 : 包含有影像訊號 , 同步訊號 (水準同步 , 垂直同步);
彩色視頻訊號則需再加入 (亮度訊號-Y訊號;色差訊號-C訊號)

NTSC規格 :
垂直同步信號 : 60 HZ
水準同步信號 : 15750 HZ
圖場 (field)掃描頻率 : 60 per sec
圖框 (frame)掃描頻率 : 30 per sec , 每一圖框包含2圖場
圖場 (fiele)掃描時間 : 1/60 per sec
圖框 (frame)掃描時間 : 1/30 per sec
圖場 (field)解析度 : 262.5
圖框 (frame)解析度 : 525
每秒水準掃描速率 : 525 ×30=15750
水準掃描速率每單位元元時間 : 1/15750 sec

PAL 規格
垂直同步信號 : 50 HZ
水準同步信號 : 15625 HZ
圖場 (field)掃描頻率 : 50 per sec
圖框 (frame)掃描頻率 : 25 per sec , 每一圖框包含2圖場
圖場 (fiele)掃描時間 : 1/50 per sec
圖框 (frame)掃描時間 : 1/25 per sec
圖場 (field)解析度 : 312.5
圖框 (frame)解析度 : 625
每秒水準掃描速率 : 625 ×25=15625
水準掃描速率每單位元元時間 : 1/15625 sec

CAMERA 解析度
水平解析度表示在監視器上可分辨的垂直方向的電視線的條數 , 與CCD傳感器水準圖元數有關 , 解析度的經驗換算是CCD傳感器水準圖元數乘上0.75。
如 : MTV-1881EX B/W 1/2英吋CCD水準圖元數為795則 : 795 ×0.75=596.25=600TVLines(條)

原則上水平解析度可無限增加 , 但有兩個限制;技術可能尚未突破 , 無法增加傳感器圖元數 , 若增加傳感器上圖元 , 晶片卻越設計越小 , 雖增高解析度 , 但是降低了感光度;垂直解析度受水準電視掃描線的影響一般不專門要求 , 可有檢驗 (解析)圖卡直接讀取

註 : 水平解析度測量方法 :
a檢驗 (解析)圖卡 : 將攝影機直接拍攝檢驗圖於監視器上直接讀取垂直及水平解析度
b頻寬測量 : 使用示波器測量攝影機取像訊號頻寬 , 量測出頻寬再乘80就是攝影機的解析度
EX : 量測出頻寬 5MHZ5 × 80=400條

CCD攝影機光學鏡頭名詞解釋

LENS (鏡頭)
鏡頭之主要功能為 , 收集被攝影物體反射光並將其反射光聚焦於CCD上其投射至CCD上之圖像是倒立 , 攝影機電路具有將其反轉功能 , 其成像原理與人的眼睛相同。

LENS 種類
固定焦距式 (Fixed Focal lens)
伸縮式 (Zoom lens)
自動光圈或手動光圈 (auto iris or manual iris)
依據焦距數字大小區分標準鏡頭、廣角鏡頭、望遠鏡頭

伸縮鏡頭 (Zoom lens)
電動伸縮鏡頭 (motorized zoom lens)
手動伸縮鏡頭 (manual zoom lens)
鏡頭倍數 : 6倍 , 8倍 , 10倍 , 12倍......等

鏡頭特有術語及其代表義
Lris (光圈)
Focus (聚焦)
Zoom (變焦)
F-stop (光圈孔徑)
Focus length (焦距)
F.F & f 代表意義
F代表光圈孔徑 : F1.2 , F1.4 , F1.6 , F1.8 , F2.0 , 數值越小代表光圈可開啟越大進光量越強;
f代表焦距範圍f : 4mm;f : 6mm;f : 8mm等;zoom lens f : 8-48;f : 8-80;f : 7.5-120等。

鏡頭與攝影機選用
camera lens 標準、廣角、超廣角
1/3" 6mm 4.2mm
1/2" 12mm 6mm 4.2mm
2/3" 16mm 8mm 4.8mm
1" 25mm 12.5mm 8mm

鏡頭搭配攝影機注意事項
安裝方式C or CS mount , 不同規格時請加轉換環或調整攝影機鏡頭座位置
鏡頭規格表上標示使用於何種尺寸攝影機 , 請依照標示使用
DC drive & Video drive 請配合攝影機規格使用
鏡頭驅動電壓需使用正確 (6v or 9v~12v)

決定鏡頭品質因素
彩用鏡片數目 (多類型鏡片組合可減少色偏改善焦距等問題 , 但會減少透光率)
鏡片透光率 (好鏡片透光率佳價格高 , 差鏡片較會阻擋光線通過)
鍍層與研磨 (鏡片鍍層與研磨技術影響鏡片品質)
機械裝置 (鏡頭內部機械結構經密度,影響鏡片移動精確度及可靠度品質差,機械結構會產生調整誤差及不一致性)

鏡頭工作原理簡介
鏡頭是由許多凹凸鏡片組合而成
各種不同數量之鏡片經由有順序排列組合形成各種不同焦距之鏡頭
鏡頭內部有部分鏡片為可移動式 , 以利得到寬廣之使用範圍
外部影像經由鏡頭鏡片組聚焦後 , 將清晰影像投射於攝影機CCD sensor 表面

OSD (operation screen display)螢幕菜單顯示名詞解釋


ALC (auto lens control)鏡頭自動控制
鏡頭自動控制也稱自動光圈 , 可使鏡頭光圈在不同光線下自動進行調正 , 數位光圈鏡頭可解決背光問題 , 在某些特殊場合下使用者可用手動來調節光圈大小 , 使得所設圖像更加完美。

AES (automatic electronic shutter)自動電子快門
自動電子快門用於攝影機自動調節曝光時間的長短 , 使得光源較強或較弱的環境下 , 都能攝得亮度穩定、曝光良好得畫面。通常自動快門的時間為1/50sec~1/100 , 000sec。

AGC (automatic gain control)自動增益控制
攝影機的增益是用來提高CCD攝像元件的靈敏度。自動增益控制是根據拍攝環境的亮度變化 , 自動調節靈敏度。當拍攝環境過暗時 , 其靈敏度增大 , 畫面增亮。當拍攝環境過亮時 , 其靈敏度減少 , 畫面變暗 , 當拍攝環境為普通照度時 , 其靈敏度調至正常狀態。

BLC (backlight compensation)背 (景)光補償
景物在背景光很強時 , 有的攝影機可以進行背光補償 , 自動調節景物亮度 , 使景物不會太暗 , 從而獲得清晰圖像。

W.B (white balance)白平衡
白平衡是指當拍攝白色物體時 , 使三種機色R (紅)、G (綠)、B (藍)具有相等的幅度 , 且為1從而使白色準確重現 , 及監視器螢光幕上呈現正常白色。只要所攝畫面中的白色部位不參有其他彩色成分 , 即可準確還原一切顏色。因此白平衡視重現彩色逼真的重要條件。當白平衡不良時 , 攝影機所攝畫面會出現偏紅、偏綠、偏藍現象。

W.B.C (white balance control)白平衡控制
彩色攝影機中白色平衡控制用來選擇白平衡調整的方式 , 有自動調整方式及室內、外調整方式與手動調整方式。自動調整時攝影機前端的傳感器 (sensor)可探知被攝物體的色溫而自動調整白平衡;室內調整時適合室內白織燈拍攝 , 室外調整時適合在日光下拍攝;手動調整時可以針對任何色溫的光源進行鎖定。

S / N ratio (signal noise ratio)信噪比
信噪比是指有用的信號與幹擾噪音之比。對於攝錄影機而言 , 信噪比是輸出有用的視頻信號與輸出無用幹擾信號之比。用dB (分貝)作單位 , 一般機型在40dB~50dB , 中高以上機型在50dB以上。

Resolution 解析度 (解析度)
解析度 (解析度)表示對圖像細節的分辨能力 , 又稱為分解力或清晰度 , 它取決攝像器件的總圖元數。
通常解析度 (解析度)都以拍攝黑白條紋圖像時 , 能觀測到多細的條紋或是能觀測多少條紋數 (TV)線。其TV線又分為水準TV線和垂直TV線 , 攝影機多用水準TV線表示解析度 (解析度)的高低 , TV線越多圖像清晰度越高。如高級彩色攝影機的TV線為460線 , 黑白攝影機TV線為580線。

IRIS (光圈)
光圈是利用各種不同孔徑來調節鏡頭儘光量的裝置 , 它和快門一起共同控制曝光量 , 從而控制攝影機產生圖像的亮度。