摄像机技术指标简介

杨宝珊

  CCTV即Closed Circuit Television 的缩写，是闭路电视系统的意思。其利用电学原理，透过光学镜头所摄取的影像光能，经由摄影机内的芯片(CCD)或摄像管(tube)转变为电能，再经由电缆线及一些用途不同的辅助器材传送到监视器上，使电能回复光能呈现在屏幕上。

    目前大多数新式系统中，除特殊运用外，多采用CCD摄影机，此种趋势在将来会更普遍。所谓CCD(charge coupled device，电荷耦合组件)为一摄像组件，此组件可将光线变成电荷，并可将电荷储存及转移，且能令储藏之电荷取出，使电压发生变化。

● CCD摄影机与摄像管摄影机比较时，具有下列优点：

(1) 体积小，重量轻。
(2) 低残像。
(3) 磁场不会影响到画面。
(4) 抗震动、抗撞击。
(5) 寿命长。

▼ CCD尺寸

   摄影机所使用之CCD可分为2/3"、1/2"、1/3"等尺寸类别。因为影像表面变小，图素数量及敏感度(sensitivity)随之减少。最近已将此问题解决，为了节省成本，制造商多采用1/3"CCD。

▼ 电源

(1) 交流电源(AC mains)
(2) 24V交流电源(24V AC)此类摄影机另需加装一个24V AC的转接器。
(3) 单电缆(one cable)此类摄影机之电源(DC power)来自同轴电缆(需加装控制器)，此电缆供视频信号输出使用。

▼ 分辨率(resolution)
通常是指水平解晰度，除非特别指定"垂直"时。

(1) 水平解晰度(horizontal resolution) 其数目是由明显的垂直交互黑白线条之最大数目乘以0.75而得。
一般以CCD之图素(pixel)数量及摄影机的电子特性决定。
(2) 垂直解晰度(vertical resolusion) 其数目是由明显的水平交互黑白线条之最大数目而得。
一般以扫描线的数目及扫描方法而得。

▼ 黑白 / 彩色若监视一个景物的位置或景物的移动时，建议选用黑白摄影机。彩色摄影机适用于景物细部辨别做实时(real time)的监视。通常黑白摄影机比彩色摄影机更为敏感，所以黑白摄影机适用于光线不足之地区或夜晚无法安装照明设备之地点。 ▼ 照度(illumination)依照安装地点的亮度来选择摄影机。如果地点的亮度超过最低物体亮度10倍以上时，画面一定清晰 。

■ 同步系统(synchronization system)

    进行发射机及接收机同步时，须完成信号同步。水平同步信号控制水平扫描，垂直同步信号控制垂直扫描。
同步系统分为下列四种：

▼ 内同步(internal synchronization)藉由摄影机的内同步信号产生电路之同步信号来完成操作。

▼ 外同步(external synchronization)藉由一个外部的同步信号产生器，将同步信号分送到摄影机的外同步输入来完成同步。

▼ 电源（行锁定）同步(power（line-lock）synchronization)利用摄影机的AC电源周波来完成垂直驱动(VD)同步。

■ 功能

▼   电子快门(electronic shutter)固体摄像素子的电荷累积时间，依电子的可变性而控制曝光时间的功能。此一功能可使摄影机捕捉快速移动之物体。▼ 白平衡(white balance)对于彩色摄影机为配合光源而调整颜色再现的功能。 (1) 自动白平衡(automatic white balance；AWB) 自动储存物体预设的白平衡。适用于固定光源的地方。(2) 自动追踪白平衡(automatic tracking white balance；ATW)可经常对一个物体的色温变化追踪和侦测，并自动调整白平衡。适用于定期光源改变的地方，例如夜间用萤光灯来替代天然光线之地方。 ▼ 光圈(iris)(1) 手动(manual)光圈 当亮度变更时需手动调整光圈，所以适用于亮度不变的地方。(2) 自动(auto)光圈 因亮度变更时光圈可自动调整，所以适用于每天定时光源会变换的地方。● Video input型式镜头内有电路来侦测进入镜头里的光度。● DC input型式镜头内无光度侦测电路，反之有些摄影机内部加上了光度侦测电路，故镜头本身较便宜。

■ 镜头之选择

    镜头选择与摄影机选择同样重要。依照监视时被观察物体之尺寸(观察范围)、物体亮度变化及CCD尺寸来选择镜头的型式。一般有下列几项选择条件：▼ 焦距(focal length) 必须注意物体到摄影机之距离及观察尺寸。▼ 镜头种类 可分为广角(wide angle)、望远(telephoto)、标准(standard)、伸缩(motorized)、针孔(pin-hole)、棱镜(prism)。▼ 安装座分为C mount及CS mount。 ▼ 孔径比(aperture ratio)孔径比可指示镜头的亮度，亦即我们在规格上所见的F值(F-stop number)。此比率是镜头的光圈直径(D)与镜头焦距(f)之比；数值愈小，光圈愈大，透过的光线愈多。F=f/D■ 监视器之选择依照黑白或彩色及屏幕大小来选择监视器。■ 外围设备因安装位置环境需要及监视作业周全与便利，必须加装许多外围设备，如回转台、防护罩、跳台器，甚或矩阵控制器。
● 监视摄影机所需之明亮度

■ 最低被照体照度

    在摄影机的可辨识范围内，被照体需要一定之明亮度，摄影机才可输出被照体之影像，此明亮度称之为＜最低被照体照度＞。各型号摄影机可摄得影像所需之明亮度皆不相同，因此明亮度即成为摄影机感度之标准。
＜最低被照体照度＞会随着镜头之F值(最大口径比)、光源之色温、被照体之反射率、增益的最大值等条件不同而改变。

镜头之F值（最大口径比）	将镜头之明亮度数值化
光源之色温	人类肉眼不可辨识光源之色温数值化
被照体之反射率	被照体入射光线和反射光线之比率
增益的最大值	摄影机感度之最大值

■ 镜头之明亮度（F值）

    F 值即指镜头之明亮度。镜头规格中所显示＜最大口径比1:1.2＞之＜1.2＞即为F值。F值越小表示镜头之明亮度越高。F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。镜头之射入光量与光束之断面积[镜头的有效口径[D]的平方]成比例，因此影像明亮度为F值平方之反比。由此推算，F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。

■ 最低被照体照度之换算方式

    摄影机规格记载之最低被照体照度，是使用F1.4镜头所测定之值。实际使用时，根据所组合镜头之F值不同，最低被照体照度也有所不同。

在C-CC350摄影机
＜最低被照体照度：3Lx(50IRE)(F1.4)＞上加装CT-0312G(F1.2)之镜头时，其换算之最低被照体照度为：
(3Lx)×(1.2×1.2)/(1.4×1.4)＝2.2Lx
使用比 F1.4明亮度更高之镜头（非球面镜头等），最低被照体照度也随之下降，即使是昏暗的物体，摄影机也可清楚地输出被照体之影像。