鏡頭選擇和主要參數(shù)鏡頭選擇和主要參數(shù)

1、鏡頭的選擇和主要參數(shù)鏡頭的選擇和主要參數(shù)攝像機(jī)鏡頭是視頻督查系統(tǒng)的最重點(diǎn)設(shè)施，它的質(zhì)量（指標(biāo)）利害直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo)，所以，攝像機(jī)鏡頭的選擇能否適合既關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量，又關(guān)系到工程造價(jià)。鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體，假如沒有晶狀體，人眼看不就任何物體；假如沒有鏡頭，那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一片，沒有清楚的圖像輸出，這與我們家用攝像機(jī)和照相機(jī)的原理是一致的。當(dāng)人眼的肌肉沒法將晶狀體拉伸至正常地點(diǎn)時(shí)，也就是人們常說的近視眼，眼前的光景就變得模糊不清；攝像頭與鏡頭的配合也有近似現(xiàn)象，當(dāng)圖像變得不清楚時(shí)，能夠調(diào)整攝像頭的后焦點(diǎn)，改變CCD芯片與鏡頭基準(zhǔn)面的距離（相當(dāng)于調(diào)整人眼晶狀體的地點(diǎn)），能

2、夠?qū)⒛：膱D像變得清楚。所以可知，鏡頭在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是特別重要的。工程設(shè)計(jì)人員和施工人員都要常常與鏡頭打交道：設(shè)計(jì)人員要依據(jù)物距、成像大小計(jì)算鏡頭焦距，施工人員常常進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，此中一部分就是把鏡頭調(diào)整到最正確狀態(tài)。、鏡頭的分類按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按變焦種類分按焦距長矩分球面鏡頭1”25mm自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦長焦距鏡頭非球面鏡頭1/2”3mm手動(dòng)光圈手動(dòng)變焦標(biāo)準(zhǔn)鏡頭針孔鏡頭1/3”8.5mm固定光圈固定焦距廣角鏡頭魚眼鏡頭2/3”17mm（）以鏡頭安裝分類所有的攝象機(jī)鏡頭均是螺紋口的，攝象機(jī)的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即安裝座和安裝座。二者螺紋部分同樣，但二者從鏡頭到感光表面的

3、距離不同樣。安裝座：從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17.526mm。安裝座：特種安裝，此時(shí)應(yīng)將攝象機(jī)前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm。假如要將一個(gè)安裝座鏡頭安裝到一個(gè)安裝座攝象機(jī)上時(shí)，則需要使用鏡頭變換器。（）以攝象機(jī)鏡頭規(guī)格分類攝象機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝象機(jī)的尺寸而定，二者應(yīng)相對(duì)應(yīng)。即攝象機(jī)的靶面大小為英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選英寸。攝象機(jī)的靶面大小為英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選英寸。攝象機(jī)的靶面大小為英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選英寸。假如鏡頭尺寸與攝象機(jī)靶面尺寸不一致時(shí)，察看角度將不符合設(shè)計(jì)要求，或許發(fā)生畫面在焦點(diǎn)之外等問題。（）以鏡頭光圈分類鏡頭有手動(dòng)光圈（manualiris）和自動(dòng)光圈（

4、autoiris）之分，配合攝象機(jī)使用，手動(dòng)光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用途合，自動(dòng)光圈鏡頭因亮度更正時(shí)其光圈亦作自動(dòng)調(diào)整，故合用亮度變化的場(chǎng)合。自動(dòng)光圈鏡頭有兩類：一類是將一個(gè)視頻信號(hào)及電源從攝象機(jī)輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，稱為視頻輸入型，另一類則利用攝象機(jī)上的直流電壓來直接控制光圈，稱為輸入型。自動(dòng)光圈鏡頭上的（自動(dòng)鏡頭控制）調(diào)整用于設(shè)定測(cè)光系統(tǒng)，能夠整個(gè)畫面的均勻亮度，也能夠畫面中最亮部分（峰值）來設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，供應(yīng)自動(dòng)光圈調(diào)整使用。一般而言，已在出廠時(shí)經(jīng)過設(shè)定，可不作調(diào)整，可是關(guān)于拍攝光景中包括有一個(gè)亮度極高的目標(biāo)時(shí)，光明目標(biāo)物之影像可能會(huì)造成“白電平削波”現(xiàn)象，而使得所有屏幕變

5、為白色，此時(shí)能夠調(diào)理來變換畫面。其他，自動(dòng)光圈鏡頭裝有光圈環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)光圈環(huán)時(shí)，經(jīng)過鏡頭的光通量會(huì)發(fā)生變化，光通量即光圈，一般用表示，其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比，即：f（焦距）（鏡頭實(shí)質(zhì)有效口徑），值越小，則光圈越大。采納自動(dòng)光圈鏡頭，關(guān)于以下應(yīng)用狀況是理想的選擇，它們是：在諸如太陽光直射等特別亮的狀況下，用自動(dòng)光圈鏡頭可有較寬的動(dòng)向范圍。要求在整個(gè)視線有優(yōu)秀的聚焦時(shí)，用自動(dòng)光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。要求在亮光上因光信號(hào)致使的模糊最小時(shí)，應(yīng)使用自動(dòng)光圈鏡頭。（）以鏡頭的視場(chǎng)大小分類標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角度左右，在英寸攝象機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為mm，在英寸攝象機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為mm。廣

6、角鏡頭：視角度以上，焦距可小于幾毫米，可供應(yīng)較寬廣的視景。遠(yuǎn)攝鏡頭：視角度之內(nèi)，焦距可達(dá)幾米甚至幾十米，此鏡頭可在遠(yuǎn)距離狀況下將拍攝的物體影響放大，但使察看范圍變小。變倍鏡頭（zoomlens）：也稱為伸縮鏡頭，有手動(dòng)變倍鏡頭和電動(dòng)變倍鏡頭兩類。可變焦點(diǎn)鏡頭（vari-focuslens）：它介于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與廣角鏡頭之間，焦距連續(xù)可變，即可將遠(yuǎn)距離物體放大，同時(shí)又可供應(yīng)一個(gè)寬廣視景，使督查范圍增添。變焦鏡頭可經(jīng)過設(shè)置自動(dòng)聚焦于最小焦距和最大焦距兩個(gè)地點(diǎn)，可是從最小焦距到最大焦距之間的聚焦，則需經(jīng)過手動(dòng)聚焦實(shí)現(xiàn)。針孔鏡頭：鏡頭直徑幾毫米，可隱蔽安裝。（）從鏡頭焦距上分短焦距鏡頭：因入射角較寬，可供

7、應(yīng)一個(gè)較寬廣的視線。中焦距鏡頭：標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距的長度視的尺寸而定。長焦距鏡頭：因入射角較狹小，故僅能供應(yīng)狹小視景，合用于長距離督查。變焦距鏡頭：平常為電動(dòng)式，可作廣角、標(biāo)準(zhǔn)或眺望等鏡頭使用。、選擇鏡頭的技術(shù)依據(jù)（）鏡頭的成像尺寸應(yīng)與攝象機(jī)靶面尺寸相一致，如前所述，有英寸、英寸、英寸、英寸、英寸、英寸等規(guī)格。（）鏡頭的分辨率描繪鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標(biāo)是鏡頭的光學(xué)傳達(dá)函數(shù)與畸變，但對(duì)擁戴而言，需要認(rèn)識(shí)的可是是鏡頭的空間分辨率，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計(jì)量單位，計(jì)算公式為：鏡頭分辨率畫幅格式的高度。因?yàn)閿z象機(jī)靶面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如英寸攝象機(jī)，其靶面為寬6.4mm高4.8mm，英寸攝象機(jī)為寬4.

8、8mm高3.6mm。所以對(duì)英寸格式的靶面，鏡頭的最低分辨率應(yīng)為對(duì)線mm，對(duì)英寸格式攝象機(jī)，鏡頭的分辨率應(yīng)大于對(duì)線，攝象機(jī)的靶面越小，對(duì)鏡頭的分辨率越高。（）鏡頭焦距與視線角度第一依據(jù)攝象機(jī)到被監(jiān)控目標(biāo)的距離，選擇鏡頭的焦距，鏡頭焦距f確立后，則由攝象機(jī)靶面決定了視線。（）光圈或通光量鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來權(quán)衡，以為標(biāo)志，每個(gè)鏡頭上均標(biāo)有其最大的值，通光量與值的平方成反比關(guān)系，值越小，則光圈越大。所以應(yīng)依據(jù)被監(jiān)控部分的光芒變化程度來選擇用手動(dòng)光圈仍是用自動(dòng)光圈鏡頭。、變焦鏡頭（zoomlens）變焦鏡頭有手動(dòng)伸縮鏡頭和自動(dòng)伸縮鏡頭兩大類。伸縮鏡頭因?yàn)樵谝粋€(gè)鏡頭內(nèi)能夠使鏡頭焦距

9、在必然范圍內(nèi)變化，所以能夠使被監(jiān)控的目標(biāo)放大或減小，所以也常被成為變倍鏡頭。典型的光學(xué)放大規(guī)格有倍6.036mm,F1.2）、倍（4.536mm,F1.6）、倍（8.080mm,F1.2）、倍（6.072mm,F1.2）、倍（10200mm,F1.2）等品位，并以電動(dòng)伸縮鏡頭應(yīng)用最廣泛。為增大放大倍數(shù)，除光學(xué)放大外還可施以電子數(shù)碼放大。在電動(dòng)伸縮鏡頭中，光圈的調(diào)整有三種，即：自動(dòng)光圈、直流驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈、電動(dòng)調(diào)整光圈。其聚焦和變倍的調(diào)整，則只有電動(dòng)調(diào)整和預(yù)置兩種，電動(dòng)調(diào)整是由鏡頭內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而預(yù)置則是經(jīng)過鏡頭內(nèi)的電位計(jì)開初設(shè)置調(diào)整停止位，這樣能夠免除成像必然逐次調(diào)整的過程，可精準(zhǔn)與迅速定位。在

10、球形罩一體化攝像系統(tǒng)中，大多數(shù)采納帶預(yù)置位的伸縮鏡頭。另一項(xiàng)令用戶感興趣的則是迅速聚焦功能，它由測(cè)焦系統(tǒng)與電動(dòng)變焦反應(yīng)控制系統(tǒng)組成。4、鏡頭與攝像機(jī)CCD尺寸的關(guān)系1/2”鏡頭既可用于1/2”攝像機(jī)，也可用于1/3”攝像機(jī)，但視角會(huì)減少25%左右。1/3”鏡頭不可以夠用于1/2”攝像機(jī)，只好用于1/3”攝像機(jī)。5、不同樣種類鏡頭的應(yīng)用范圍手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的應(yīng)用范圍手動(dòng)光圈鏡頭是的最簡單的鏡頭，合用于光照條件相對(duì)堅(jiān)固的條件下，手動(dòng)光圈由數(shù)片金屬薄片組成。光通量靠鏡頭外徑上的一個(gè)環(huán)調(diào)理。旋轉(zhuǎn)此圈可使光圈收小或放大。在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來督查某個(gè)固定目標(biāo)，應(yīng)采納自動(dòng)光圈鏡頭，比方在戶外

11、或人工照明常常開關(guān)的地方，自動(dòng)光圈鏡頭的光圈的動(dòng)作由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)受控于攝像機(jī)的視頻信號(hào)。手動(dòng)光圈鏡頭和自動(dòng)光圈鏡頭又有定焦距（光圈）鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭和電動(dòng)變焦距鏡頭之分。定焦距（光圈）鏡頭，一般與電子快門攝像機(jī)配套，合用于室內(nèi)督查某個(gè)固定目標(biāo)的場(chǎng)所作用。定焦距鏡頭一般又分為長焦距鏡頭，中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸周邊的鏡頭；焦距小于成像尺寸的稱為短距鏡頭，短焦距鏡頭又稱廣角鏡頭，該鏡頭的焦距平常是28mm以下的鏡頭，短焦距鏡頭主要用于環(huán)境照明條件差，督查范圍要求寬的場(chǎng)合，焦距大于成像尺寸的稱為長焦距鏡頭，長焦距鏡頭又稱望遠(yuǎn)鏡頭，這種鏡頭的焦距一般在150mm以上，主要用

12、于督查較遠(yuǎn)處的光景。手動(dòng)光圈鏡頭，可與電子快門攝像機(jī)配套，在各樣光芒下均可使用。自動(dòng)光圈鏡頭，（EF）可與任何CCD攝像機(jī)配套，在各樣光芒下均可使用，特別用于被督查表面亮度變化大、范圍較大的場(chǎng)所。為了防范惹起光暈現(xiàn)象和燒壞靶面，一般都配自動(dòng)光圈鏡頭。電動(dòng)變焦距鏡頭，可與任何CCD攝像機(jī)配套，在各樣光芒下均可使用，變焦距鏡頭是經(jīng)過遙控裝置來進(jìn)行光對(duì)焦，光圈開度，改變焦距大小的。6、鏡頭的主要性能指標(biāo)有以下幾個(gè)：1焦距：焦距的大小決定著視場(chǎng)角的大小，焦距數(shù)值小，視場(chǎng)角大，所察看的范圍也大，但距離遠(yuǎn)的物體分辨不很清楚；焦距數(shù)值大，視場(chǎng)角小，察看范圍小，只需焦距選擇適合，即便距離很遠(yuǎn)的物體也能夠看得清

13、清楚楚。因?yàn)榻咕嗪鸵晥?chǎng)角是一一對(duì)應(yīng)的，一個(gè)確立的焦距就意味著一個(gè)確立的視場(chǎng)角，所以在選擇鏡頭焦距時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮是察看細(xì)節(jié)重要，仍是有一個(gè)大的察看范圍重要，假如要看細(xì)節(jié)，就選擇長焦距鏡頭；假如看近距離大場(chǎng)面，就選擇小焦距的廣角鏡頭。2光闌系數(shù)：即光通量，用F表示，以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來權(quán)衡。每個(gè)鏡頭上都標(biāo)有最大F值，比方6mm/F1.4代表最大孔徑為4.29毫米。光通量與F值的平方成反比關(guān)系，F(xiàn)值越小，光通量越大。鏡頭上光圈指數(shù)序列的標(biāo)值為1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其規(guī)律是前一個(gè)標(biāo)值時(shí)的曝光量正好是后一個(gè)標(biāo)值對(duì)應(yīng)曝光量的2倍。也就是說鏡頭的通光孔徑分別是

14、1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一數(shù)值是后一數(shù)值的根號(hào)2倍，所以光圈指數(shù)越小，則通光孔徑越大，成像靶面上的照度也就越大。其他鏡頭的光圈還有手動(dòng)MANUALIRIS）和自動(dòng)光圈（AUTOIRIS）之分。配合攝像頭使用，手動(dòng)光圈適合亮度變化不大的場(chǎng)合，它的進(jìn)光量經(jīng)過鏡頭上的光圈環(huán)調(diào)理，一次性調(diào)整適合為止。自動(dòng)光圈鏡頭會(huì)跟著光芒的變化而自動(dòng)調(diào)整，用于室外、進(jìn)口等光芒變化大且屢次的場(chǎng)合。3自動(dòng)光圈鏡頭：自動(dòng)光圈鏡頭當(dāng)前分為兩類：一類稱為視頻（VIDEO）驅(qū)動(dòng)型，鏡頭自己包括放大器電路，用以將攝像頭傳來的視頻幅度信號(hào)變換成對(duì)光圈馬達(dá)的控制。另一

15、類稱為直流（DC）驅(qū)動(dòng)型，利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包括電流計(jì)式光圈馬達(dá)，要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。關(guān)于各樣自動(dòng)光圈鏡頭，平常還有兩項(xiàng)可調(diào)整旋鈕，一是ALC調(diào)理（測(cè)光調(diào)理），有以峰值測(cè)光和依據(jù)目標(biāo)發(fā)光條件均勻測(cè)光兩種選擇，一般取均勻測(cè)光檔；另一個(gè)是LEVEL調(diào)理（敏捷度），可將輸出圖像變得光明或許黯淡。4變倍鏡頭：變倍鏡頭分為手動(dòng)（MANUALZOOMLENS）和電動(dòng)AUTOZOOMLENS）兩種，手動(dòng)變倍鏡頭一般用于科研項(xiàng)目而不用在閉路督查系統(tǒng)中。在監(jiān)控很大的場(chǎng)面時(shí)，攝像頭平常要配合電動(dòng)鏡頭和云臺(tái)使用。電動(dòng)鏡頭的利處是變焦范圍大，既能夠看大范圍的狀況，也能夠聚焦某個(gè)細(xì)節(jié)

16、，再加上云臺(tái)能夠上下左右的轉(zhuǎn)動(dòng)，可視范圍就特別大了。電動(dòng)鏡頭有6倍、10倍、15倍、20倍等多種倍率，假如再知道基準(zhǔn)焦距，就能夠確立鏡頭焦距的可變范圍。比方一個(gè)6倍電動(dòng)鏡頭，基準(zhǔn)焦距為8.5毫米，那么其變焦范圍就是8.5到51毫米連續(xù)可調(diào)，視場(chǎng)角為31.3到5.5度。電動(dòng)鏡頭的控制電壓一般是直流8V16V，最大電流為30毫安。所以在選控制器時(shí)，要充分考慮傳輸線纜長度，假如距離太遠(yuǎn)，線路產(chǎn)生的電壓降落會(huì)致使鏡頭沒法控制，必然提升輸入控制電壓或改換視頻矩陣主機(jī)配合解碼器控制。7、焦距的計(jì)算：1公式計(jì)算法：視場(chǎng)和焦距的計(jì)算視場(chǎng)系指被攝入物體的大小，視場(chǎng)的大小是以鏡頭至被攝入物體距離，鏡頭焦頭及所要求

17、的成像大小確立的。1、鏡頭的焦距，視場(chǎng)大小及鏡頭到被攝入物體的距離的計(jì)算以下；f=wL/W2、f=hL/hf；鏡頭焦距w：圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）W：被攝物體寬度L：被攝物體至鏡頭的距離h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場(chǎng)（攝入場(chǎng)景）高度H：被攝物體的高度ccd靶面規(guī)格尺寸：單位mm規(guī)格1/31/22/31W4.86.48.812.7H3.64.86.69.62500毫米。由公式能夠算出：焦距f=6.4X2500/44036毫米焦距f=4.8X2500/33036毫米因?yàn)閿z像機(jī)畫面寬度和高度與電視接收機(jī)畫面寬度和高度同樣，其比率均為4:3,L不變，H或W增大時(shí)

18、，f變小，當(dāng)H或W不變，L增大時(shí)，f增大。2視場(chǎng)角的計(jì)算假如知道了水平或垂直視場(chǎng)角即可按公式計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)寬度和高度。水平視場(chǎng)角（水平觀看的角度）=2tg-1=垂直視場(chǎng)角q（垂直觀看的角度）q=2tg-1=式中w、H、f同上水平視場(chǎng)角與垂直視場(chǎng)角的關(guān)系以下：q=或=q表2中列出了不同樣尺寸攝像層和不同樣焦距f時(shí)的水平視場(chǎng)角b的值，假如知道了水平或垂直場(chǎng)角即可按下式計(jì)算出視場(chǎng)角即可按下式計(jì)算出視場(chǎng)高度H和視場(chǎng)寬度W.H=2Ltg、W=2Ltg比方；攝像機(jī)的攝像管為17mm(2/3in),鏡頭焦距f為12mm，從表2中查得水平視場(chǎng)角為40而鏡頭與被攝入物體的距離為2m，試求視場(chǎng)的寬度w。W=2Ltg=

19、22tg=1.46m則H=W=1.46=1.059m焦距f越和長，視場(chǎng)角越小，督查的目標(biāo)也就小。圖解法如前所示，攝像機(jī)鏡頭的視場(chǎng)由寬（W）。高（H）和與攝像機(jī)的距離（L）決定，一旦決定了攝像機(jī)要督查的光景，正確地選擇鏡頭的焦距就由來3個(gè)要素決定；*.欲督查光景的尺寸*.攝像機(jī)與光景的距離*.攝像機(jī)成像器的尺士：1/3、1/2、2/3或1。圖解選擇鏡頭步驟：所需的視場(chǎng)與鏡頭的焦距有一個(gè)簡單的關(guān)系。利用這個(gè)關(guān)系可選擇適合的鏡頭。預(yù)計(jì)或?qū)崪y(cè)視場(chǎng)的最大寬度；預(yù)計(jì)或?qū)嵳闪繑z像機(jī)與被攝光景間的距離；使用1/3”鏡頭時(shí)使用圖2，使用1/2鏡頭時(shí)使用圖3，使用2/3”鏡頭時(shí)使用圖4，使用1鏡頭時(shí)使用圖5。詳細(xì)方法：在以W和L為座標(biāo)軸的圖示2-5中，查出應(yīng)采納的鏡頭焦距。為保證光景完滿包括