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镜头的种类

2013-11-15 18:31:00点击:

1.镜头的种类(根据应用场合分类
    · 
广角镜头:视角90度以上,观察范围较大,近处图像有变形。
    · 
标准镜头:视角30度左右,使用范围较广。 
    · 
长焦镜头:视角20度以内,焦距可达几十毫米或上百毫米。 
    · 
变焦镜头:镜头焦距连续可变,焦距可以从广角变到长焦,焦距越长成像越大。 
    · 
针孔镜头:用于隐蔽观察,经常被安装在如天花板或墙壁等地方。
镜头的种类有许多种,每一种镜头都有其特点。根据功能与结构的不同,这些镜头的价格相差非常大,如电动变焦镜头要比普通定焦镜头的价格高约10倍,因此,只有正确了解各种镜头的特性,才能更加灵活地选择镜头。
A
、固定光圈定焦镜头
固定光圈定焦镜头是相对较为简单的一种镜头,该镜头上只有一个可手动调整的对焦调整环(环上标有若干距离参考值),左右旋转该环可使成在 CCD靶面上的像最为清晰,此时在监视器屏幕上得到图像也最为清晰。
由于是固定光圈镜头,因此在镜头上没有光圈调整环,也就是说该镜头的光圈是不可调整的,因而进入镜头的光通量是不能通过简单地改变镜头因素而改变,而只能通过改变被摄现场的光照度来调整,如增减被摄现场的照明灯光等。这种镜头一般应用于光照度比较均匀的场合,如室内全天以灯光照明为主的场合,在其他场合则需与带有自动电子快门功能的CCD摄像机合用(当然,目前市面上绝大多数的CCD摄像机均带有自动电子快门功能),通过电子快门的调整来模拟光通量的改变。


B
、手动光圈定焦镜头
手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环,其光圈调整范围一般可从F1. 2F1. 4到全关闭,能很方便地适应被摄现场的光照度,然而由于光圈的调整是通过手动人为地进行的,一旦摄像机安装完毕,位置固定下来,再频繁地调整光圈就不那么容易了,因此,这种镜头一般也是应用于光照度比较均匀的场合,而在其他场合则也需与带有自动电子快门功能的CCD摄像机合用,如早晚与中午、晴天与阴天等光照度变化比较大的场合,通过电子快门的调整来模拟光通量的改变。


C
、自动光圈定焦镜头
自动光圈定焦镜头在结构上有了比较大的改变,它相当于在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个由齿轮啮合传动的微型电动机,并从其驱动电路上引出3芯或4芯线传送给自动光圈镜头,至使镜头内的微型电动机相应做正向或反向转动,从而高速光圈的大小。自动光圈镜头又分为含放大器(视频驱动型)与不含放大器(直流驱动型)两种规格。


D
、手动变焦镜头
顾名思义,手动变焦镜头的焦距是可变的,它有一个焦距调整环,可以在一定范围内调整镜头的焦距,其变比一般为2~3倍,焦距一般在3. 6~8 mm。在实际工程应用中,通过手动调节镜头的变焦环,可以方便地选择监视现场的视场角,如:可选择对整个房间的监视或是选择对房间内某个局部区域的监视。当对于监视现场的环境情况不十分了解时,采用这种镜头显然是非常重要的了。


对于大多数电视监控系统工程来说,当摄像机安装位置固定下来后,再频繁地手动变焦是很不方便的,因此,工程完工后,手动变焦镜头的焦距一般很少再去调整,而仅仅起到定焦镜头的作用。因而手动变焦镜头一般用在要求较为严格而用定焦镜头又不易满足要求的场合。但这种镜头却受到工程人员的青睐,因为在施工调试过程中使用这种镜头,通过在一定范围的焦距调节,一般总可以找到一个可使用户满意的观测范围(不用反复更换不同焦距的镜头),这一点在外地施工中尤为显得方便。


E
、自动光圈电动变焦镜头
此种镜头与前述的自动光圈定焦镜头相比另外增加了两个微型电动机,其中一个电动机与镜头的变焦环啮合,当其受控而转动时可改变镜头的焦距(Zoom);另一个电动机与镜头的对焦环啮合,当其受控而转动时可完成镜头的对焦Focus)。由于该镜头增加了两个可?氐髡墓δ,因而此种镜头也称作电动两可变镜头。
自动光圈电动变焦镜头一般引出两组多芯线,其中一组为自动光圈控制线,其原理和接法与前述的自动光圈定焦镜头的控制线完全相同;另一组为控制镜头变焦及对焦的控制线,一般与云台镜头控制器及解码器相连。当操作远程控制室内云台镜头控制器及解码器的变焦或对焦按钮时,将会在此变焦或对焦的控制线上施加一个或正或负的直流电压,该电压加在相应的微型电动机上,使镜头完成变焦及对焦调整功能。
    2.
被摄物体的大小、距离与焦距的关系
    
   设被摄物体的高度和宽度分别为H、W,被摄物体与镜头间的距离为D,镜头的焦距为f。靶面成像的高度和宽度分别为h、w,则计算公式如下: f=h×D/H f=w×D/W
    
  根据上述公式,也可以很容易地计算出视场角,下表为靶面尺寸和成像大小对照表 靶面规格 1" 2/3" 1/2" 1/3" h 9.6mm 6.6mm 4.8mm 3.6mm w 12.8mm 8.8mm 6.4mm 4.8mm 
    3.
相对孔径 
    
   为了控制通过镜头的光通量的大小,在镜头的后部均设置了光圈。假定光圈的有效孔径为d,由于光线折射的关系,镜头实际的有效孔径为D,比d大,D与焦距f之比定义为相对孔径A,即A=D/f,镜头的相对孔径决定被摄像的照度,像的照度与镜头的相对孔径的平方成正比,一般习惯上用F=f/D,即相对光径的倒数来表示镜头光圈的大小。F值越小,光圈越大,到达CCD芯片的光通量就越大。所以在焦距f相同的情况下,F值越小,表示镜头越好。
    4.
镜头的焦距
    1)
 定焦距:焦距固定不变,可分为有光圈和无光圈两种。
    · 
有光圈:镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化,应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的,称为手动光圈;镜头自带微型电机自动调整光圈的,称为自动光圈。
    · 
无光圈:即定光圈,其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。
    2)
 变焦距:焦距可以根据需要进行调整,使被摄物体的图像放大或缩小。
    
   常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。 
    
   三可变镜头:可调焦距、调聚焦、调光圈。
    
   二可变镜头:可调焦距、调聚焦、自动光圈。
    5.
选配镜头原则
    
   为了获得预期的摄像效果,在选配镜头时,应着重注意六个基本要素:
        A) 被摄物体的大小 
    
    B) 被摄物体的细节尺寸
    
    C) 物距
    
    D) 焦距
    
    E) CCD摄像机靶面的尺寸
    
    F) 镜头及摄像系统的分辨率 
    
注释:
    
  变焦镜头--焦平面的位置固定,而焦路可连续调节的光学系统。变焦是通过移动镜头内部的镜片,改变它们之间的相对位置而实现的。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦距长度和视角。 
    
  焦距--透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。
    
  光圈--位于摄像机镜头内部分的、可以调节的光学机械性阑也,可用来控制通过镜头的光线的多少。
    
  自动光圈--镜头内的隔膜装置,可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节,以适应光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是10000-1300000-1。
一、公式计算法:
      
视场和焦距的计算 视场系指被摄取物体的大小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 

         1、镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下; 
                                               f=wL/W
 
                                              f=hL/h 
  f:镜头焦距 w:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度) 
  W:被摄物体宽度 
  L:被摄物体至镜头的距离 
  h:图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视。ㄉ闳〕【埃└叨 
  H:被摄物体的高度 
        ccd
靶面规格尺寸:  单位mm 
            规格     W     H 
            1/3"     4.8    3.6 
            1/2"     6.4    4.8 
            2/3"     8.8    6.6 
             1"     12.7    9.6 
  由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样,其比例均为4:3,L不变,HW增大时,f变小,当HW不变,L增大时,f增大。 

  2、视场角的计算 如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。 水平视场角β(水平观看的角度) β=2tg-1= 垂直视场角q(垂直观看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平视场角与垂直视场角的关系如下: q==q 2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值,如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如;摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f12mm,从表2中查得水平视场角为40而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和长,视场角越小,监视的目标也就小。


      
二、图解法 
      
如前所示,摄像机镜头的视场由宽(W)。高(H)和与摄像机的距离(L)决定,一旦决定了摄像机要监视的景物,正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定; *.欲监视景物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士:1/3"、1/2"、2/3"1"。 图解选择镜头步骤: 所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。 估计或实测视场的最大宽度;估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离;使用1/3”镜头时使用图2,使用1/2镜头时使用图3,使用2/3”镜头时使用图4,使用1镜头时使用图5。具体方法:在以WL为座标轴的图示2-5中,查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中,应选用座标交点上,面那条线指示的数值。例如: 视场宽50m,距离40m,使用1/3"格式的镜头,在座标图中的交点比代表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。而用2.8mm的镜头则可以完全覆盖视场。 
                                                                          f=vD/V 
                                                                          f=hD/H 
  其中,f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被观测物体高度,h代表CCD靶面水平宽度,H代表被观测物体宽度。
   举例:假设用1/2”CCD摄像头观测,被测物体宽440毫米,高330毫米,镜头焦点距物体2500毫米。由公式可以算出:
  焦距f=6.4X2500/440≈36毫米 
  焦距f=4.8X2500/330≈36毫米
   当焦距数值算出后,如果没有对应焦距的镜头是很正常的,这时可以根据产品目录选择相近的型号,一般选择比计算值小的,这样视角还会大一些。

 

 

镜头光圈分手动和自动两种。以往由于摄像机的使用在室外或其它特殊场合等缘故,所以较多选用自动光圈镜头。在目前的监控工程中,由于智能建筑大量使用CCTV系统,室内监控点占较高的比例。而许多工程商在做工程设备报价时,也同样喜欢采用自动光圈镜头。虽然自动光圈镜头对监控点的光线变化适应性较强,但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头。而现在大多数的摄像机都有电子快门,室内的光源也较为稳定,因此,智能建筑项目中大量采用自动光圈镜头没有太大的必要;另一方面,现在市场上用的自动光圈镜头分为二大类:a.电源驱动自动光圈镜头;b.视频驱动自动光圈镜头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的,其中两根为DC12VDC24V电源来驱动镜头中的马达,另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大。皇悠登远馊低吩蚴峭ü呃纯刂凭低返,其中一根为视频触发信号来起动光圈,并控制光圈大小,另二根为DC12VDC24V电源线驱动电机马达。目前市场上大多黑白或彩色摄像机虽然有自动光圈镜头接口,但除了少数可以兼容二种镜头以外,大多数摄像机不能兼容,只能使用电源驱动自动光圈镜头或视频驱动自动光圈镜头。如果在使用中当一些摄像机损坏时,新购入的摄像机就有与原来的自动光圈镜头是否兼容的问题。但当工程中的监控点在室外时,采用带自动光圈的镜头是必要的,因为室外的光线的动态范围变化较大,夏日阳光下环境照度达50000Lx100000Lx;夜间路灯时仅为10Lx,变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这么宽的照度范围,也就无法达到控制图像效果的作用。 

 

 

 

摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备,它的质量(指标)优劣直接影响摄像机的整机指标,因此,摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量,又关系到工程造价。        
镜头相当于人眼的晶状体,如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;如果没有镜头,那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片,没有清晰的图像输出,这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。 当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时,也就是人们常说的近视眼,眼前的景物就变得模糊不清;摄像头与镜头的配合也有类似现象,当图像变得不清楚时,可以调整摄像头的后焦点,改变CCD芯片与镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置),可以将模糊的图像变得清晰。由此可见,镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距,施工人员经常进行现场调试,其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。
1、 镜头的分类 
按外形功能分  按尺寸大小分  按光圈分  按变焦类型分  按焦距长矩分 
球面镜头  1” 25mm  自动光圈  电动变焦  长焦距镜头 
非球面镜头  1/2” 3mm  手动光圈  手动变焦  标准镜头 
针孔镜头  1/3” 8.5mm  固定光圈  固定焦距  广角镜头 
鱼眼镜头  2/3” 17mm          
     
(1)以镜头安装分类 所有的摄象机镜头均是螺纹口的,CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准,即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同,但两者从镜头到感光表面的距离不同。 C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 CS安装座:特种C安装,此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄象机上时,则需要使用镜头转换器。 
(2)以摄象机镜头规格分类 摄象机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定,两者应相对应。即 摄象机的CCD靶面大小为1/2英寸时,镜头应。保灿⒋。 摄象机的CCD靶面大小为1/3英寸时,镜头应。保秤⒋。 摄象机的CCD靶面大小为1/4英寸时,镜头应。保从⒋。 如果镜头尺寸与摄象机CCD靶面尺寸不一致时,观察角度将不符合设计要求,或者发生画面在焦点以外等问题。
(3)以镜头光圈分类 镜头有手动光圈(manual iris)和自动光圈(auto iris)之分,配合摄象机使用,手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合,自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整,故适用亮度变化的场合。自动光圈镜头有两类:一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透镜来控制镜头上的光圈,称为视频输入型,另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈,称为DC输入型。 自动光圈镜头上的ALC(自动镜头控制)调整用于设定测光系统,可以整个画面的平均亮度,也可以画面中最亮部分(峰值)来设定基准信号强度,供给自动光圈调整使用。一般而言,ALC已在出厂时经过设定,可不作调整,但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的目标时,明亮目标物之影像可能会造成"白电平削波"现象,而使得全部屏幕变成白色,此时可以调节ALC来变换画面。 另外,自动光圈镜头装有光圈环,转动光圈环时,通过镜头的光通量会发生变化,光通量即光圈,一般用F表示,其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比,即:F=f(焦距)/D(镜头实际有效口径),F值越小,则光圈越大。 采用自动光圈镜头,对于下列应用情况是理想的选择,它们是: 在诸如太阳光直射等非常亮的情况下,用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时,用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。 要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时,应使用自动光圈镜头。 
(4)以镜头的视场大小分类 标准镜头:视角30度左右,在1/2英寸CCD摄象机中,标准镜头焦距定为12mm,在1/3英寸CCD摄象机中,标准镜头焦距定为8mm。 广角镜头:视角90度以上,焦距可小于几毫米,可提供较宽广的视景。 远摄镜头:视角20度以内,焦距可达几米甚至几十米,此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大,但使观察范围变小。 变倍镜头(zoom lens):也称为伸缩镜头,有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。 可变焦点镜头(vari-focus lens):它介于标准镜头与广角镜头之间,焦距连续可变,即可将远距离物体放大,同时又可提供一个宽广视景,使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置,但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦,则需通过手动聚焦实现。 针孔镜头:镜头直径几毫米,可隐蔽安装。 
(5)从镜头焦距上分 短焦距镜头:因入射角较宽,可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头:标准镜头,焦距的长度视CCD的尺寸而定。 长焦距镜头:因入射角较狭窄,故仅能提供狭窄视景,适用于长距离监视。 变焦距镜头:通常为电动式,可作广角、标准或远望等镜头使用。 
2、选择镜头的技术依据 
(1)镜头的成像尺寸 应与摄象机CCD靶面尺寸相一致,如前所述,有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等规格。 
(2)镜头的分辨率 描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变,但对拥护而言,需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率,以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位,计算公式为:镜头分辨率N=180/画幅格式的高度。由于摄象机CCD靶面大小已经标准化,如1/2英寸摄象机,其靶面为宽6.4mm*高4.8mm,1/3英寸摄象机为宽4.8mm*高3.6mm。因此对1/2英寸格式的CCD靶面,镜头的最低分辨率应为38对线/mm,对1/3英寸格式摄象机,镜头的分辨率应大于50对线,摄象机的靶面越小,对镜头的分辨率越高。
(3)镜头焦距与视野角度 首先根据摄象机到被监控目标的距离,选择镜头的焦距,镜头焦距f确定后,则由摄象机靶面决定了视野。 
(4)光圈或通光量 镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量,以F为标记,每个镜头上均标有其最大的F值,通光量与F值的平方成反比关系,F值越小,则光圈越大。所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。 
3、变焦镜头(zoom lens 变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化,因此可以使被监控的目标放大或缩小,所以也常被成为变倍镜头。典型的光学放大规格有6倍(6.0~36mm,F1.2)、8倍(4.5~36mm,F1.6)、10倍(8.0~80mm,F1.2)、12倍(6.0~72mm,F1.2)、20倍(10~200mm,F1.2)等档次,并以电动伸缩镜头应用最普遍。为增大放大倍数,除光学放大外还可施以电子数码放大。 在电动伸缩镜头中,光圈的调整有三种,即:自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其聚焦和变倍的调整,则只有电动调整和预置两种,电动调整是由镜头内的马达驱动,而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位,这样可以免除成像必须逐次调整的过程,可精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中,大部分采用带预置位的伸缩镜头。   另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能,它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。  
4
、镜头与摄像机CCD尺寸的关系  1/2"镜头既可用于1/2"摄像机,也可用于1/3"摄像机,但视角会减少25%左右。1/3"镜头不能用于1/2"摄像机,只能用于1/3"摄像机。 
5
、不同种类镜头的应用范围 
手动、自动光圈镜头的应用范围 手动光圈镜头是的最简单的镜头,适用于光照条件相对稳定的条件下,手动光圈由数片金属薄片构成。光通量*镜头外径上的一个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。 在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户外或人工照明经?氐牡胤,自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动,马达受控于摄像机的视频信号。 手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 
定焦距(光圈)镜头,一般与电子快门摄像机配套,适用于室内监视某个固定目标的场所作用。 定焦距镜头一般又分为长焦距镜头,中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头;焦距小于成像尺寸的称为短距镜头,短焦距镜头又称广角镜头,该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头,短焦距镜头主要用于环境照明条件差,监视范围要求宽的场合,焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头,长焦距镜头又称望远镜头,这类镜头的焦距一般在150mm以上,主要用于监视较远处的景物。 
手动光圈镜头,可与电子快门摄像机配套,在各种光线下均可使用。 
自动光圈镜头,(EF)可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用,特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面,一般都配自动光圈镜头。 
电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用,变焦距镜头是通过?刈爸美唇泄舛越,光圈开度,改变焦距大小的。 
6
、镜头的主要性能指标有以下几个: 
     1 
焦距:焦距的大小决定着视场角的大小,焦距数值小,视场角大,所观察的范围也大,但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大,视场角小,观察范围小,只要焦距选择合适,即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的,一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角,所以在选择镜头焦距时,应该充分考虑是观测细节重要,还是有一个大的观测范围重要,如果要看细节,就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面,就选择小焦距的广角镜头。 
     2 
光阑系数:即光通量,用F表示,以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值,例如6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米。光通量与F值的平方成反比关系,F值越小,光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22等,其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4,1/2,1/2.8,1/4,1/5.6,1/8,1/11,1/16,1/22,前一数值是后一数值的根号2倍,因此光圈指数越小,则通光孔径越大,成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手动(MANUAL IRIS)和自动光圈(AUTO IRIS)之分。配合摄像头使用,手动光圈适合亮度变化不大的场合,它的进光量通过镜头上的光圈环调节,一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整,用于室外、入口等光线变化大且频繁的场合。 
    3 
自动光圈镜头:自动光圈镜头目前分为两类:一类称为视频(VIDEO)驱动型,镜头本身包含放大器电路,用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。另一类称为直流(DC)驱动型,利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包含电流计式光圈马达,要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头,通常还有两项可调整旋钮,一是ALC调节(测光调节),有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择,一般取平均测光档;另一个是LEVEL调节(灵敏度),可将输出图像变得明亮或者暗淡。 
    4 
变倍镜头:变倍镜头分为手动(MANUAL ZOOM LENS)和电动(AUTO ZOOM LENS)两种,手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场面时,摄像头通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大,既可以看大范围的情况,也可以聚焦某个细节,再加上云台可以上下左右的转动,可视范围就非常大了。电动镜头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率,如果再知道基准焦距,就可以确定镜头焦距的可变范围。例如一个6倍电动镜头,基准焦距为8.5毫米,那么其变焦范围就是8.551毫米连续可调,视场角为31.35.5度。电动镜头的控制电压一般是直流8V~16V,最大电流为30毫安。所以在选控制器时,要充分考虑传输线缆长度,如果距离太远,线路产生的电压下降会导致镜头无法控制,必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合解码器控制。 
7
、焦距的计算: 1公式计算法:视场和焦距的计算 视场系指被摄取物体的大小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 1、镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下; f=wL/W      2、f=hL/h    
f
;镜头焦距   
w
:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)     
W
:被摄物体宽度     
L
:被摄物体至镜头的距离    
h
:图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视。ㄉ闳〕【埃└叨      
H
:被摄物体的高度   
ccd
靶面规格尺寸:    单位mm 规格 
规格  1/3"  1/2"  2/3"  1" 
W  4.8  6.4  8.8  12.7 
H  3.6  4.8  6.6  9.6  


由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样,其比例均为4:3,L不变,HW增大时,f变小,当HW不变,L增大时,f增大。 2视场角的计算 如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。 水平视场角β(水平观看的角度) β=2tg-1= 垂直视场角q(垂直观看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平视场角与垂直视场角的关系如下: q==q 2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值,如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如;摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f12mm,从表2中查得水平视场角为40而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和长,视场角越小,监视的目标也就小。 图解法 如前所示,摄像机镜头的视场由宽(W)。高(H)和与摄像机的距离(L)决定,一旦决定了摄像机要监视的景物,正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定; *.欲监视景物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士:1/3"、1/2"、2/3"1"。 图解选择镜头步骤: 所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。 估计或实测视场的最大宽度;估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离;使用1/3"镜头时使用图2,使用1/2镜头时使用图3,使用2/3"镜头时使用图4,使用1镜头时使用图5。具体方法:在以WL为座标轴的图示2-5中,查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中,应选用座标交点上,面那条线指示的数值。例如: 视场宽50m,距离40m,使用1/3"格式的镜头,在座标图中的交点比代表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。而用2.8mm的镜头则可以完全覆盖视场。  
   
f=vD/V  
  f=hD/H
其中,f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被观测物体高度,h代表CCD靶面水平宽度,H代表被观测物体宽度。 
    
举例:假设用1/2"CCD摄像头观测,被测物体宽440毫米,高330毫米,镜头焦点距物体2500毫米。由公式可以算出:                     焦距f=6.4X2500/440≈36毫米  或焦距f=4.8X2500/330≈36毫米     当焦距数值算出后,如果没有对应焦距的镜头是很正常的,这时可以根据产品目录选择相近的型号,一般选择比计算值小的,这样视角还会大一些。

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