所谓低照度摄像机,即在光线很暗的情况下,无需其它辅助光源仍能识别目标物体的摄像机。目前,很多厂家将摄像机的照度参数越标越低,从1.0lux到0.1lux,再到0.001lux等等,那么,这些摄像机果真有那么高的灵敏度吗?
CCD及配套技术
一个完整的摄像设备由有两部分组成,即镜头和摄像机,而摄像机又由感光器件(CCD或者CMOS,本文以CCD为例)、复杂的信号处理电路、滤光片等组成。
镜头
作为摄像部件的重要组成部分,其作用是为摄像机的CCD聚焦被摄物体的光线,使景物在CCD上成像。其可摄取光线的多少直接决定了CCD成像的清晰度。衡量镜头摄取光线的多少,称之为进光量,镜头的进光量用F值(光圈)表示。F值=f(焦点距离)/D(镜头的有效口径),它与口径成反比,与焦点距离成正比。在焦距相同的条件下,镜头口径越大,F值越小,镜头进光量就越大。常见镜头的F值多为1.2、1.4,目前也有F1.0的镜头。因此为了使得摄像机获得理想的低照度效果,需要配置相适合的或配置F值较小的镜头。
CCD感光器件
目前摄像机常用的CCD主要有三大供应商,即SONY、SHARP和LG,在这三种CCD中,SONY的CCD感光度相对较好,常用的SONYCCD低照度技术为SuperHADCCD;后来SONY又研发出超感光度CCD,SONY称之为EXVIEWCCD,该CCD的感光度为SuperHADCCD的5倍。
另外,CCD的尺寸大小也对感光度有着很大的影响,尺寸越大,其感光度越好。为了使摄像机有更低的照度指标,经常会采用1/2英寸的CCD摄像机。有数据显示:1/3英寸CCD的感光量只有1/2英寸CCD的56%;而1/4英寸CCD的感光量只有1/3英寸CCD的44%。
滤光片
其是彩色摄像机的一个很小的器件,对摄像机的成像效果起着很大作用。滤光片滤除红外光。彩色摄像机的CCD也可感应红外线,但因感应红外光易导致DSP无法算出正确颜色,因此须加一片滤光片将光线中红外光滤除,所以只有彩色CCD需要滤光片,黑白CCD不需要安装。
低照度摄像机为得到更低的照度,除摄取可见光外,也需要摄取一些红外光,而不同波长的红外光都被摄取会对摄像机成像造成一定的影响,所以要采用可滤除不需要的的红外光而保留需要的红外光的滤光片。目前高端低照度摄像机会选用双滤光片,即白天采用不感应红外的滤光片以获得清晰的图像,夜间采用可感应红外的滤光片得到更低的照度。此类摄像机都会有一个光敏电阻,当光敏电阻感应到外界光线不足时会启动摄像机内的触发电路,将不感应红外光的滤光片切换成感应红外光的滤光片。更高端的摄像机在切换滤光片的同时会转换成黑白图像,以此得到更好的图像效果。当然,在转换过程中会遇到一个临界值问题,若光线恰好在设定的临界值时会来回切换,不但对成像效果会有影响,也会因为不停的机械运动影响滤光片的寿命,所以一些生产厂家在摄像机内增加一个延迟电路,即当达到临界值时延迟一段时间再切换,若在这个时段内,照度继续降低,则切换,若保持不变或者升高,则不进行切换。
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