第三章 摄像机第三 摄像机.doc

第三章 摄像机 简 介 一个CCTV系统最重要的部分是摄像机，摄像机有许多种类和许多使用方法。本章内容将仔细探究摄像机的不同类型及其工作的基本原理，还将解释描述摄像机性能的一些术语，以便使大家能够看明白对于可能要购买的各种各样摄像机将会是十分有用的数据表格。到目前为止，还没有统一的方法要求制造商提供明确表示摄像机性能的数据，因此，在做出选择之前，应该认真研究制造商的产品广告，并参照公共的标准作一下比较。 摄像机的类型 室内用摄像机 室内用摄像机通常被指定用于不需要环境保护的室内。正常情况下，摄像机只不过装个镜头，用于观察指定区域，并安装在墙上或者天花板支架上。如果摄像机位于走廊或光线没有变化的区域，那么仅仅使用手动光圈镜头就可以了。在被观察的区域内有窗户或者天窗的情况下，因为光线会发生变化，如果需要摄像机二十四小时监视，那么必须使用自动光圈镜头，或者采用另外一种控制摄像机电子灵敏度的方法（见书中有关电子快门摄像机章节中的内容）。 通常情况下，室内用摄像机的外观也很重要，因为建筑师或类似的人都会希望摄像机隐蔽在周围装饰里。在这种情况下，摄像机可安装在保护罩内。从简单的盒式到半球型、楔型以及各种类型，有许多不同外观的保护罩都可以买到。使用室内保护罩还有其他的一些原因，其中最重要的原因是不想让摄像机被人看见。在这种情况下，甚至用隐蔽的保护罩把摄像机遮蔽起来，要不然，也可以把摄像机伪装成某种东西。 保护罩同样在一定的情况下提供了一种保护措施，有许多类型的全封闭保护罩可以用于保护摄像机不受到破坏，灰尘或其他污染。 室外用摄像机 通常所描述的室外用摄像机被用于户外场合。除了摄像机外壳自身是防水的情况外，差不多室外用摄像机总是装在不受气候影响的保护罩内。正常情况，室外用摄像机保护罩装有加热器和恆温控制器，以防止保护罩前面的玻璃窗在低温情况下结雾。 室外用摄像机一直采用电子灵敏度控制形式，这是因为从白天到夜晚期间，光线等级很可能会变化几百万倍。现在，本书想推荐一种控制这种电子灵敏度最有效的方法，该方法是在自动光圈镜头上装一个中性密度光点滤光镜。在第四章和第十三章中，给出有关镜头和光线照度更详细的叙述。 电子快门摄像机 现在介绍带有“电子快门”的摄像机。 摄像机的电子快门是由照射到成像器件上的光线数量来进行控制的。事实上，其作用等效于早期电影摄像机上安装的各种速度的机械快门。在电影摄像机中，通过光电池测量光线能量，光线增强，快门转动加快；光线减弱，快门转动变慢。在两种摄像机中采用了同样的方法，在最高光线等级情况下，限定快门速度在无图像闪烁的有效工作状态，在最低光线等级情况下，使曝光时间足够长，以致运动中的图像出现模糊不清的现象。一些制造商已经声称，电子快门摄像机不需要自动光圈镜。这在所有条件下未必都好，对于光线水平范围受到限制的室内条件是比较理想的。按照通常作法，应该认真查阅制造商的说明书，核对摄像机涵盖的光线范围。另外一个应该意识到的问题是，因为这种摄像机光圈总是被设立在最大孔径，使得景深大大降低。 小型摄像机 自从CCD摄像问世以来，摄像机的尺寸明显地减少。可买到的各种款式的小型摄像机主要有两大类：一种是一体化摄像机，一种是成像元件与摄像机分离的摄像机。一体化摄像的尺寸类似于一包香烟的大小。如果需要更小的规格，有传感元件分开的摄像机加上传感器模块只25mm见方。由于装镜头和安置摄像机，使得摄像机最小尺寸受到约束。现行设计的顶级摄像机，包括全部电子器件，大约是大拇指甲大小。 线路供电摄像机 通常，一台CCTV摄像机必须有某种电源供电。虽然，给摄像机供电布电源线或设定电源点存在着费用问题，但是，不是从集体中点敷设电源线就是接就地电源供电。一些摄像机制造商，由于生产利用传输视频信号的同轴电缆供电的摄像机，引发了争议。按照敷设电源线或者市电源供电的说法，采用线路供电摄像机的CCTV系统费用会低些，然而，这样做有两个缺点：第一，有些摄像机需要特殊的电源供电和独立视频信号的监视器；第二，在电缆延伸过长的情况下，由于电源电不能通过视频放大器，想放大摄像机传来的信号是不可能的。如果在摄像机上有接地线路干扰，而线路供电摄像机不能使用隔离变压器同样也是一个问题。 成像传感器的类型 电子管摄像机 一个电子管摄像机由图3．1中所表示的各种部件组成。成像电子管是一个中空玻璃管，一端是有特殊涂层的窗口。当光线照到窗口上的时候，特殊涂层释放电子，光线越强，释放的电子越多。这些释放出的电子改变了电子管另一端电子枪发射的电子束强度，释放的电子越多，电流越大。在这种方式中，靠光线照射到电子管窗口上生成电流，于是，该电流是照射到电子管窗口上光线的相似物。 照射到窗口不同地方的光线数量，被发射到窗口的扫描电子束检测到，通过同步信号发生器电路驱动的扫