吳政璋 指導教授: 廖洺漢 台大機械系 mhliaoa@ntu.edu.tw 0918-936-625 攝影機介紹 吳政璋 指導教授: 廖洺漢 台大機械系 mhliaoa@ntu.edu.tw 0918-936-625
攝影機的原理 攝影機的種類 攝影機的構造 目前最小攝影機
攝影機的原理 – 原理 1 針孔成像 不透光的容器，容器底部開一小孔 在小孔前方放置一物體，呈現倒立清晰影像
攝影機的原理 – 原理 2 觀景系統 感光軟片 暗箱(暗室) 鏡頭
攝影機的原理 – 原理 2 所有相機的基本原理都一樣，不論任何型式，任何大小 的相機都具備一個暗箱，其中一端放置一塊感光軟片， 另一端則開鑿一個小孔(鏡頭)，它的作用就是讓影像的 光線能射入暗箱內，而到達塗佈化學感光材料的軟片上， 使之感光呈像。
攝影機的種類 一般照相機 觀景系統與照相機機身合為一體 例：手機、傳統相機、數位相機等 網路攝影機 由感光元件電路及控制元件對圖像進行處理並轉換成 電腦所能識別的數位訊號，然後藉由並列埠、USB連 接，輸入到電腦後由軟體再進行圖像還原 有些可透過乙太網路或WiFi進行傳輸 例：監控器、視訊通話用鏡頭等
攝影機的構造 觀景系統 感光軟片 鏡頭 暗箱(暗室) 控制結構(光圈、快門、對焦)
攝影機的構造 觀景系統 感光軟片 鏡頭 暗箱(暗室) 控制結構(光圈、快門、對焦)
觀景系統 能讓操作者透過觀景窗，做適當的取景，選擇他所想要 的景物範圍。 照相機
觀景系統 網路攝影機 透過電視、電腦等螢幕來進行觀測
攝影機的構造 觀景系統 感光軟片 鏡頭 暗箱(暗室) 控制結構(光圈、快門、對焦)
感光軟片 負責捕捉和記錄影像 照相機：傳統相機→底片 數位相機→CCD或CMOS 網路攝影機→CCD或CMOS
感光軟片 – CCD CCD(感光耦合元件) 單晶矽基片上呈二維排列的光電二級管及其傳輸電路 構成 依光量多寡累積相對應的電荷，並在感光結束後將各 個電荷採序列的方式送到訊號放大器，再轉成數為影 像 CCD採用單一通道 →減少訊號放大時所產生的雜訊、解析度高 →感光效率慢、耗電量大
感光軟片 – CCD CCD的架構可分三層 第一層「微型鏡頭」：使CCD感光度大幅提升 第二層「分色濾色片(RGB濾色片)」：幫助 CCD 具備 色彩辨識的能力 第三層「感光基板」：將穿透濾色層的光源轉換成電 子訊號，並將訊號傳送到影像處理晶片，將影像還原
感光軟片 – CCD 1. 照光 微型鏡頭 分色濾色片(RGB濾色片) 2. 累積電荷 3. 施加正電壓來傳遞電荷
感光軟片 – CMOS CMOS(互補式金屬氧化物半導體) 矽和鍺這兩種元素所做成的半導體 矽質晶圓模板上製出NMOS（n-type MOSFET）和 PMOS（p-type MOSFET）的基本元件 不需外加電壓來傳送電荷 →感光效率也較快、較省電 →當像素越多時，訊號容易干擾而出現雜訊
感光軟片 – CMOS
感光軟片 – CCD v.s. CMOS CCD CMOS 設計 單一感光器 感光器連結放大器 靈敏度 同樣面積下高 感光開口小 較低 成本 線路品質影響良率 較高 整合製成 耗電量 需外加電壓來傳送電荷 不需外加電壓來傳送電荷 解析度 結構複雜性低 傳統技術較低， 但新技術擺脫面積限制， 可達全片幅 雜訊比 單一放大器主控 多元放大器，誤差大 反應速度 較慢 較快 製造機具 特殊訂製機台 可以使用記憶體或處理器製造機
攝影機的構造 觀景系統 感光軟片 鏡頭 暗箱(暗室) 控制結構(光圈、快門、對焦)
鏡頭 由一塊或者多塊光學玻璃組成的透鏡組，一般由凹透 鏡、凸透鏡，或其組合組成 目的：將光線聚集，並在軟片上形成一清晰且左右均 相反的倒立實像 鏡頭口徑(直徑)大小： 相機：40 – 80 mm 手機：10 – 15 mm
鏡頭 針孔相機：沒有鏡頭的相機 針孔最佳直徑： f：焦距；λ：光的波長 可見光的平均波長＝623nm＝623x10^-6mm
攝影機的構造 觀景系統 感光軟片 鏡頭 暗箱(暗室) 控制結構(光圈、快門、對焦)
暗箱(暗室) 連接鏡頭與感光軟片 保護感光軟片 確保感光軟片不會受到外界 的光的干擾
攝影機的構造 觀景系統 感光軟片 鏡頭 暗箱(暗室) 控制結構(光圈、快門、對焦)
控制結構 改變成像或記錄影像的方式 以及影像最終的成像效果 由光圈、快門、對焦等進行 控制
目前最小攝影機 Sony 所發表的 IU233N2-Z(彩色)以及 IU233N5-Z(黑白) 2016/12/28 感光元件尺寸僅只有 2×2mm 大小 加上鏡頭模組 2.6（W）×2.6（D）×1.45（H）mm 排線寬度3.3mm 重量：感光元件加上鏡頭模組0.02g、加上排線0.1g