Généralités
On caractérise une caméra par différents paramètres :
- son standard de balayage, CCIR ou EIA,
- noir et blanc ou couleur et dans ce dernier cas PAL, SECAM, NTSC,
- tube, CCD ou CMOS (en général CCD), mentionnant la diagonale du capteur utilisé,
- sa sensibilité, exprimée en Lux, spécifiant si cette valeur est donnée la caméra équipée d’un objectif (ex 0.12 Lux F/1.0) ou bien sensibilité sur le capteur,
- son rapport signal sur bruit, exprimé en dB (décibel), spécifiant si cette mesure est pondérée ou non pondérée,
- sa résolution, exprimée en nombre de lignes (ne pas confondre avec le nombre de pixels du capteur),
- ses caractéristiques d’alimentation (secteur ou basse tension pour plus de sécurité),
- ses possibilités de synchronisation (secteur ou genlock),
- ses moyens d’adaptation aux conditions extérieures (CAG, Shutter, Inverseur de blanc, compression des contrastes, balance des couleurs, etc.).
Capteur CCD
CCD est l’abréviation de « Charge Coupled Device » ou « dispositif à couplage de charges ». Il s’agit en fait d’un arrangement en lignes et en colonnes d’éléments semi-conducteurs photosensibles. Chaque élément est nommé « Pixel » (PICTure ELement pour élément d’image), et constitue le plus petite partie de l’image perceptible par la caméra. Photosensible signifie qu’un pixel recevant un « grain » de lumière (photon) émet des particules électriques (électrons) que l’on récupère pour former le signal. Un capteur standard ne comporte pas moins de 298 000 pixels. Un capteur de dernière génération en comporte environ 440 000. Terminologie anglo-saxonne : « Sensor », « Chip », « Picture device ». Aperçu des dimensions d’un capteur : 1 pouce : 12,8 mm x 9,6 mm environ 2/3 pouce : 8,8 mm x 6,6 mm environ 1/2 pouce : 6,4 mm x 4,8 mm environ 1/3 pouce : 4,4 mm x 3,3 mm environ
Sensibilité
Elle se donne en Lux. Caractérise l’aptitude de la caméra à restituer des images exploitables, même dans des conditions de faible éclairement. Plus ce nombre est petit (par exemple 0,12 lux), moins la caméra a besoin de lumière pour fonctionner, et donc plus elle est performante. Attention : Il est IMPÉRATIF de savoir dans quelles conditions cette caractéristique est donnée. • Éclairement sur la cible de la caméra ? • Éclairement de la scène ? II peut y avoir un facteur 10 entre ces deux valeurs !Contrôle automatique du gain (CAG)
Le gain de l’amplificateur vidéo de la caméra augmente, de manière à maintenir un bon contraste sous un éclairement faible, et à l’inverse, le gain de l’amplificateur vidéo diminue, de manière à maintenir un bon contraste sous un éclairement fort, et maintient le niveau de sortie à 1 volt. Permet également de maintenir le niveau du signal de sortie à sa valeur nominale. Rappel : plus le gain est élevé (éclairement faible) et plus le rapport signal/bruit se dégrade. Terminologie anglo-saxonne : « AGC = automatic gain control »
Tirage optique (ensemble caméra + objectif)
Afin de donner une image aussi nette que possible, il est indispensable que l’objectif monté sur la caméra forme son image exactement sur la cible de la caméra, de la même manière qu’en photographie. C’est le rôle de la bague de mise au point équipant certains objectifs. Dans certains cas, ce réglage ne suffit pas, car l’objectif n’est pas exactement positionné. Il faut donc ajuster mécaniquement le tirage optique, c’est-à-dire en gros la distance entre l’objectif et la cible. Cela se fait en vissant ou dévissant plus ou moins la bague de la caméra sur laquelle est monté l’objectif. Attention ! cette bague est toujours bloquée au moyen d’une vis pointeau. Il convient donc de la dévisser avant d'effectuer une légère rotation de la bague, et de la revisser une fois ce réglage effectué.
LES OBJECTIFS
Généralités
Un objectif est caractérisé par trois paramètres :
- Le format du capteur pour lequel il est calculé.
- Sa distance focale exprimée en mm pour le capteur déterminé (ex 4,8 mm 2/3 pouce), qui peut être fixe (« Focale fixe ») ou variable (« Zoom »).
- Son ouverture relative, voir paragraphes 3.3 et 3.5.
- Sans diaphragme (ouverture fixe).
- Diaphragme réglable manuellement.
- Diaphragme asservi, dénommé en général « Iris automatique », « Iris auto » ou « Auto-iris ». Dans ce cas, l’ouverture de l’objectif est commandée directement par un circuit spécial de la caméra. Enfin un objectif peut être équipé ou non d’un filtre neutre appelé spot-filtre.
Distance focale d’un objectif
Grandeur physique associée à l’objectif, et fonction exclusivement de la courbure et de l’arrangement des lentilles constituant celui-ci. schemaElle caractérise en quelque sorte le « grossissement » de cet objectif. Plus la distance focale (toujours exprimée en millimètres) est grande, plus le grossissement est grand et plus on voit loin, mais « étroit » ; et plus cette valeur est petite, plus le grossissement est faible, mais plus on voit « large ». Un objectif est toujours calculé pour un format de capteur déterminé. Attention ! Quel que soit le format du capteur sur lequel est monté un objectif, il aura toujours la même distance focale. Seul l’angle de champ variera. Terminologie anglo-saxonne : Focal length
Ouverture d’un objectif
L’ouverture d’un objectif caractérise sa capacité à laisser passer la lumière. Elle est environ égale à sa distance focale (en mm) divisée par le diamètre de sa lentille frontale (exprimé aussi en mm), soit la formule Ouverture F = focale/diamètre. On constate immédiatement que :
- plus le diamètre est grand (= plus il y a de lumière qui passe) plus l’ouverture F est petite.
- plus le diamètre est petit (= moins il y a de lumière qui passe) plus l’ouverture F est grande.
- plus la focale est grande, et plus ce nombre est grand.
- Plus le nombre d’ouverture F d’un objectif est petit, et plus il y a de lumière qui rentre.
- Plus le nombre d’ouverture F d’un objectif est grand, et moins il y a de lumière qui rentre.
Angle de champ (vision) d’un objectif
II est inversement proportionnel à la distance focale de l’objectif, et désigne tout ce qui peut être vu par une caméra et par conséquent affiché sur un moniteur. II se caractérise par l’angle de champ horizontal (correspondant à la largeur de l’image) et par l’angle de champ vertical (correspondant à la hauteur de l’image). Ces deux angles sont exprimés en degrés. Terminologie anglo-saxonne : Field of view Terminologie anglo-saxonne : « Black focus »
Méthode de réglage du diaphragme
II existe plusieurs modes de contrôle du diaphragme d’un objectif, à savoir :
- Sans réglage : l’optique a une ouverture fixe. Ce type d’objectif est impérativement réservé aux applications intérieures, quand le niveau d’éclairement est pratiquement fixe et bien connu.
- Réglable manuellement : une bague permet d’ajuster l’ouverture à la main. Ce type d’objectif est réservé aux applications intérieures, quand le niveau d’éclairement est pratiquement fixe, mais mal connu ; on règle alors le diaphragme sur le site.
- Diaphragme motorisé : la bague de réglage du diaphragme est motorisée. Le moteur peut être soit commandé à distance, soit commandé par la caméra directement. La commande se fait par une tension continue réglable.
- Iris automatique : La méthode d’asservissement est différente ; I’objectif est équipé d’un circuit de traitement dans lequel on injecte un signal proportionnel au signal vidéo: quand celui-ci augmente, le diaphragme se ferme, et vice-versa. Ce type d’objectif a besoin de trois informations : alimentation, signal vidéo, masse.
- Galvanométrique : objectif simplifié, ne contenant plus aucune électronique ; les commandes nécessaires sont generées par la caméra elle-même. Ce type d’objectif, plus simple, a une gamme de régulation souvent inférieure aux objectifs iris auto standard.
Objectif zoom
Objectif dont on peut faire varier la distance focale, par l’intermédiaire d’un (ou plusieurs) groupes de lentilles pouvant se déplacer à l’intérieur du corps de l’objectif, manuellement ou par télécommande. Ceci a pour effet de « rapprocher » un objet (longue focale) ou d’éloigner ce même objet, et donc d’avoir une vue plus large(angle de champ plus grand). On caractérise un zoom par le rapport entre la focale la plus courte et la focale la plus longue, en spécifiant la focale la plus courte, par exemple « Zoom 6 fois 12.5 » signifie que la focale varie de 12,5 mm à 75 mm (= 12.5 x 6). Terminologie anglo-saxonne : zoom lens
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