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初学者园地之视频线
1)特性阻抗是75欧姆;属于宽带传输线。从直流到微波,都可以传输;
2)“-5”是指外导体(屏蔽层)内径4.8mm(外径大约5mm);-5电缆这个尺寸不能变;
3)内导体(芯线)直径:为了保证特性阻抗75欧姆,绝缘层材料和物理结构不同,芯线直径也不一样(见计算公式);介电常数大,芯线细;介电常数小,芯线粗;SYV实心聚乙烯绝缘,芯线0.72-0.75mm左右;SYWV物理发泡聚乙烯绝缘,芯线0.8mm左右;
4)电缆两端都要有75欧姆阻抗匹配,特性阻抗是由内外导体的“同轴性”来保证的,所以电缆中间的接头,如果用焊接、扭接等方式,都破坏了内外导体的“同轴性”,也就破坏了阻抗连续性,属于不规范连接方式;压接才是规范做法(压接工具不好,接触不良是另一回事);
5)和一般电工、电子线路的概念不同,同轴传输,信号是以电磁场的方式,只在内外导体之间传播,所以同轴传输又称为“束缚场”,与外部空间没有关系;一般的双线信号传输电路,电磁场是存在于周围空间的,线缆周围的导体或介质都会对传输产生一定影响;
6)有人提出:同轴电缆单位长度电容量比双绞线大,来说明同轴电缆的高频特性不好;而实践刚好相反;高压线的电容比双绞线还要小,但高频传输特性更差;这都是从一般电路概念来理解的缘故;
初学者园地之镜头
镜头的种类:
1. 固定焦距镜头(Fixed Focal Lenses) 2. 变焦镜头(Vari-Focal Lenses)3. 伸缩镜头(ZoomLenses)4. 针眼镜头(Pinhole Lenses)5. 显微镜头(Close up Lenses)
镜头的技术参数
镜头的焦距长度Focal Length ( f ) 这项的选择关系着目标物所呈现出来视野的宽窄大小.Focal Length 的计算单位为: 毫米(mm); mm数值的大小关系着视野的角度的大小;因为所谓Focal Length就是指镜头内的光学中心点(Optical Center)到摄影机CCD(Charge oupled Device)表面的距离。一般来说fmm资料愈小其所能见的视野也就愈广,反之若f愈大其所能见的视野也就跟着变窄,相对的影像的深度也愈浅。对于一般1/3"镜头来说 f < 4mm 时称为广角; f > 12mm 为望远; 介于之间大约为9mm8mm时称之标准镜头。光圈Iri
s 这如同人眼的瞳孔,控制着光源的进光量 ,这对于影像的清晰度有很大的影响, 镜头的光圈在遭遇强光时就缩小,暗处时就放大,其度量单位是英文的大写 F 。通常F数值得范围在 F1.2 ~ 360 (1.2代表最大进光量, 360则为最小进光亮),前者数值代表镜头光圈能在较弱光线时让光线通过的最大数值;后者代表在光线较强时,光圈所能让光线通过的最小值。综而言之,F愈小代表进光量愈大,前后数值差距愈大则镜头光圈的等级愈佳。举例来说, F1.2 就优于 F1.4 ,摄影机的照度也就愈低 ,对于光线的灵敏度也较高。若被照物为白时neor,便可利用光圈较大的F,来防止过份的曝光导致影像焦距模糊。光圈的F值关系到影像的深度(景深),也就是在镜头的视野内焦点清楚的深度距离( Depth of Field )。又光圈可分为手动光圈(Manual Iris)与自动光圈(Auto Iris),通常手动光圈用于被照物光线稳定之场合,自动光圈则用于光线变化较多之处。手动光圈在光圈值标示上多有 C ,由于是手动较自动难控制光圈,最小进光量如能达到F16,便是较佳的情况了!光圈也区分有固定光圈(Fix Iris)硅酸盐水泥熟料与自动光圈(Auto Iris) 自动光圈乃藉由线路传送光线变化信号给镜头来控制光圈变化,目前自动光圈分为二种驱动方式,一是VIDEO DRIVER(with Amplifier),另一种是DC DRIVER(without Amplifier) VIDEO DRIVER是将光圈马达的驱动电路板安装于镜头内,利用摄影机输出的影像信号传送到驱动电路板,驱动光圈马达使光圈变化,在成本上与施工上都较DC DRIVER昂贵。DC D
RIVER镜头配合部分摄影机制造厂商,将原本安装于镜头内的驱动电路板设计于摄影机内,因此镜头就不需驱动电路板,而由摄影机直接输出DC电流来改变光圈马达使光圈变化,且接头已固定,成本较低施工容易,将会是自动光圈镜头的趋势。 镜头的选择关系着影像呈现的结果,选择镜头最重要的是注意其规格标示,选择适合自己的焦距值(f),与所需的光圈值(F); 再搭配摄影机CCD的大小规格,务使画面呈现最佳的状态。
初学者园地之摄象机(一)
    摄像机的发展速度很快,从摄像管到CCD元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等特点,同时清晰度、照度、可靠性等指标大大提高而被广泛应用。CCDCharge 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。
    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。
一、CCD摄像机的分类
㈠按照成像彩划分
    CCD摄像机按成像彩划分为彩摄像机和黑白摄像机两种。除度处理方面不同外,其它原理基本一致。主要有光学系统、光电转换系统、信号处理系统组成。其中光电转换系统是摄像机的核心。
    自然图像通过光学镜头成像于摄像机的光靶面上,彩摄像机的光学系统中使用相干分棱镜或特殊条状滤镜将光信号分成红、绿、蓝三光信号,光电转换系统通过摄像管或CCD元件利用电视扫描方法把光图像信号转换成随时间变化的视频电信号,再经放大、处理、编码而成为全电视信号。
㈡按照分辨率划分
    按照分辨率划分为25万像素左右,对应彩330线/黑白400线的低档型;25万至38万像素之间,对应彩420线/黑白500阳光下可视液晶屏线的中档型;38万像素以上,对应彩大于或等于460线黑白570线以上的高档型。
㈢按照摄像机灵敏度划分
    按照灵敏度可分为最低照度13lux的普通型;0.1lux左右的月光型;0.01lux以下的星光
型以及原则上可以为0Lux,采用红外光源成像的红外照明型。
㈣按照CCD靶面尺寸划分
    摄像机摄像器件(CCD)的尺寸分为1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中以1/3英寸和1/2英寸最为常见。
CCD尺寸      水平(mm      垂直(mm      对角线(mm
1英寸      12.7      9.6      16
2/3英寸      8.8      6.6      11
1/2英寸      6.4      4.8      8
1/3英寸      4.8      3.6      6
1/4英寸      3.6      2.4      4
    1/5英寸的CCD摄像机正待开发之中,将来也会在市场上占有一定比例。一般来说,大的CCD芯片,其相应的象素面积也较大,接收所摄光的面积增大,必然使象素输出电荷增多,灵敏度上升,在弱光条件下具有较好的拍摄能力,容易使摄像机整体质量提高,图像细部明显细腻自然。而光学系统聚焦影像时的焦平面越小,则成像过程中丢失的细节就越多,得到的影像放大后细部过渡就可能有突变的现象,显得不自然。另外小尺寸CCD拥有
更多的象素和更高的分辨率也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。单个像素的面积越小,其感光性能越低,信噪比越低,动态范围越窄。每个象素上的信息趋于与在它附近的象素的信息混合(在电子学上这个概念叫做度亮度干扰)。
二、CCD传感器的技术发展趋势
    CCD是摄像机的核心器件,因此其性能高低将直接影响摄像机的品质,并且CCD的发展是摄像机更新换代的基础。
    CCD传感器有两种,第一种是特殊CCD传感器,如红外CCD芯片(红外焦平面阵列器件)、高灵敏度背照式和电子轰击式CCDEBCCD等,另外还有大靶面如2048×20484096×4096可见光CCD传感器、宽光谱范围(紫外光可见光近红外光→3-5μm中红外光→8-14um远红外光)焦平面阵列传感器等。目前已有商业化产品,并广泛应用于各个领域。第二种是通用型或消费型CCD传感器,在许多方面都有较大地进展,总的方向是提高CCD摄像机的综合性能。
CCD传感器的像面尺寸向集成化、轻量化方向的发展。
    由于制造CCD传感器的硅片和加工成本都很高,所以很希望一片6.5英寸的硅片上光刻出更多的CCD传感器芯片;由于光刻机的进步,所以在仍保持具有很高灵敏度的特性下,
CCD传感器的尺寸向1/2英寸、节能玻璃贴膜1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向发展。在1993年,1/2英寸的CCD电动加油泵传感器占总产量的5%;1/4英寸的CCD传感器占总产量的10%1/3英寸的CCD传感器占总产量的85%。在1997年,在总产量比1993年增加200%以上的情况下,1/2英寸的CCD传感器仍有很大发展,已占总产量的15%1/2英寸由于靶面较大仍有许多场合需要,尤其在科研领域中);1/4英寸的CCD传感占总产量的60%。也就是说,1/2英寸较大靶面尺寸CCD传感器仍有很大增长。1/4英寸的CCD传感器的产量比1/3英寸的CCD传感器来说,占总产量的比例在减少。
CCD传感器向高素数、多制式发展
    各种CCD传感器的像面尺寸在减少,但其像素数在增加,已由早期的512H×596V)向795H×596V)发展,甚至出现超过百万像素的CCD传感器。为提高水平方向和垂直方向的分辨能力,已从通常的隔行扫描向逐行扫描格式发展。
㈢降低CCD传感器的工作电压、减少功耗
    在初期研制的CCD摄像机有+24V+22V+17V+5V等,目前通用的为+12V。为配合PC摄像机和网络图像传输的应用,逐步以+12V+5V两种工作电压为主。
提高CCD摄像机的制造效率
    为了降低whcaCCD摄像机的制造成本,实现高速自动化生产,制造厂家追求紧密性结构,致力于CCD摄像机的小型化,即由Dip On BoardDOB)过锡板工艺改进为Chip On BoardCOB)板上连接IC芯片的贴片方式。到目前为止,已实现多层板的Multi Chip ModuleMCM)多芯片集成模组化制造技术。
CCD摄像机的数字化
    在制造CCD摄像机时,从以往的Analog模拟系统逐步实现DSP数字化处理,可以借助电子计算机和专门软件系统实现对CCD摄像机,特别是对彩CCD摄像机的各种参数的量化调整,可以确保CCD摄像机性能指标的优化一致性以及在特殊使用条件下的参数量化修改。

本文发布于:2024-09-22 18:22:38,感谢您对本站的认可!

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标签:摄像机   光圈   镜头   传感器
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