鏡頭技術(shù)知識匯總

　　無論何種監(jiān)控工程的應(yīng)用中，視頻畫質(zhì)效果皆是考核鏡頭優(yōu)劣的核心因素。好的攝像機(jī)如果配上不好的鏡頭，就不能得到高質(zhì)量的監(jiān)控畫面。同理，如果好的鏡頭卻配上不好的攝像機(jī)，那也不會有好的視頻畫面呈現(xiàn)。

　　鏡頭技術(shù)知識匯總

　　鏡頭是監(jiān)控?cái)z像機(jī)的眼睛，正確選擇鏡頭以及良好的安裝與調(diào)整是清晰成像的第一步。當(dāng)前，1/3"鏡頭是應(yīng)用的主流，自動光圈鏡頭銷售量最多，變焦鏡頭是應(yīng)用發(fā)展的趨勢。

　　1)應(yīng)依據(jù)監(jiān)控?cái)z像機(jī)到被監(jiān)視目標(biāo)的距離，來選擇定焦鏡頭(fixed focal lens)的焦距。

　　從焦距上區(qū)分有短焦距廣角鏡頭、中焦距標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長焦距遠(yuǎn)鏡頭。鏡頭焦距通常用值來表示，鏡頭光圈一般用f表示，f取值以鏡頭的焦距/和通光孔徑d的比值來衡量，f=f/d，每個鏡頭上均標(biāo)有其最大的f值。

　　2)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的鏡頭規(guī)格應(yīng)與監(jiān)控?cái)z像機(jī)ccd靶面尺寸(1/2"為6.4hx4.8υ、1/3"為4.8hx3.6υ、1/4"為3.2hx2.4υ)相對應(yīng)。如果鏡頭尺寸與監(jiān)控?cái)z像機(jī)ccd靶面尺寸不一致時，觀察角度將不符合設(shè)計(jì)要求，或者發(fā)生畫面在焦點(diǎn)以外等問題。

　　3)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的水平視覺度數(shù)及垂直視覺度數(shù)與監(jiān)控?cái)z像機(jī)ccd靶面尺寸hxυ及鏡頭焦距f之間有如下關(guān)系：水平視覺度數(shù)=2arctan (h/2f);

　　垂直視覺度數(shù)=2arctan (υ/2f)。

　　4)鏡頭有自動光圈(auto iris)和手動光圈(manual iris)之分。自動光圈用于被照物光線變化較多場合，手動光圈用于被照物光線穩(wěn)定之處。

　　自動光圈鏡頭有二種驅(qū)動方式：一類為視頻輸入型video driver(with amp)，它將一個視頻信號及電源從監(jiān)控?cái)z像機(jī)輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，這種視頻輸入型鏡頭內(nèi)包含有放大器電路，用以將攝像機(jī)傳來的視頻信號轉(zhuǎn)換成對光圈馬達(dá)的控制，另一類稱為dc輸入型(dc driverno amp)，它利用攝像機(jī)上的直流電壓來直接控制光圈，這種鏡頭內(nèi)只包含電流計(jì)式光圈馬達(dá)，攝像機(jī)內(nèi)沒有放大器電路。二種驅(qū)動方式產(chǎn)品不具可互換性，但現(xiàn)已有通用型自動光圈鏡頭推出。

　　5)監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭安裝有c型和cs型兩種，c型安裝的鏡頭在ccd監(jiān)控?cái)z像機(jī)與鏡頭間多了5mm 調(diào)整光圈值的環(huán)。c型安裝的攝像機(jī)可用cs型鏡頭，但cs安裝的監(jiān)控?cái)z像機(jī)不能使用c型鏡頭。philips公司推出革命性的wizard鏡頭安裝向?qū)?，保證鏡頭與攝像機(jī)的完全兼容，這使得在任何環(huán)境下都可得到最優(yōu)圖像。

　　6)變焦鏡頭由于在一個鏡頭內(nèi)能夠使鏡頭焦距在一定范圍內(nèi)變化，因此可以使被監(jiān)控的目標(biāo)放大或縮小。典型的光學(xué)放大規(guī)格有諸如6～20倍等不同檔次，并以電動縮放鏡頭(zoom lens)應(yīng)用最普遍。按變焦鏡頭參數(shù)可調(diào)整的項(xiàng)目劃分有：

　　·三可變鏡頭——光圈、聚焦、焦距均需人為調(diào)節(jié)。

　　·二可變鏡頭——通常是自動光圈鏡頭，而聚焦和焦距需人為調(diào)節(jié)。

　　·單可變鏡頭——一般是自動光圈和自動聚焦的鏡頭，而焦距需人為調(diào)節(jié)。

　　7)縮放/變焦鏡頭(vari focal lens)是變焦鏡頭配合縮放鏡頭功能，焦距連續(xù)可變，可將遠(yuǎn)距離物體放大，又可提供一個寬廣視景，使監(jiān)視寬度增加。日本kowa公司提供從1.6～3.4mm的寬角度鏡頭到15.0—300mm的遠(yuǎn)距鏡頭。

　　8)監(jiān)控?cái)z像機(jī)除傳統(tǒng)的球面鏡頭外，新一代的是非球面鏡頭(aspherical lens)，鏡片研磨的形狀為拋物線、二次曲線、三次曲線或高次曲線，并且在設(shè)計(jì)時就考慮到了鏡頭的相差、色差、球差等校正因素，通常一片非球面鏡片就能達(dá)到多個球面鏡片矯正像差的效果，因此可以減少鏡片的數(shù)量，使得鏡頭的精度更佳、清晰度更好、色彩還原更為準(zhǔn)確、鏡頭內(nèi)的光線反射得以降低，鏡頭體積也相應(yīng)縮小。非球面鏡頭具有變倍高、物距短、光圈大的特點(diǎn)。變倍高可以簡化鏡頭的種類，物距短可以應(yīng)用在近距離監(jiān)控?cái)z像機(jī)的場合，光圈大則可以適應(yīng)光線較暗的場所，因此應(yīng)用領(lǐng)域日漸寬廣。日本avenia的非球面鏡頭產(chǎn)品ssv0770，近攝距離可到30cm，光圈值也可到f1.6，變焦范圍可從7.0～70mm，變倍率高達(dá)十倍，可用于電視監(jiān)控等領(lǐng)域。

　　鏡頭技術(shù)選型

　　鏡頭技術(shù)選型

　　高質(zhì)量鏡頭不但在成像清晰度、對比度及亮度、色彩還原度具備尚佳表現(xiàn)，而且畫面畸變率變形小。在與攝像機(jī)搭配上，鏡頭選型應(yīng)考慮的因素包含下列幾項(xiàng)。

　　· f值越小表示光通量越高。如果攝像機(jī)自身設(shè)有的照度計(jì)對通光量f值有一定要求，那么工程人員就更需要意識到鏡頭的光通量一定要大于攝像機(jī)的通光量，如攝像機(jī)是f1.4，則至少要選用f1.4或f1.2的鏡頭才能與之匹配;

　　· 鏡頭座的匹配。也就是c與cs mount必須相互匹配。當(dāng)然，在目前大部分采用5mm配接環(huán)下此問題不大，不過在安裝環(huán)節(jié)故障層出不窮(該部分將在安裝章節(jié)上向讀者說明);

　　· 光圈范圍大，即f值由小到大的數(shù)值范圍越大越好，由此能使搭配的攝像機(jī)對環(huán)境光線條件的適應(yīng)足夠應(yīng)付任何光照條件變化;

　　· 鏡片鍍膜要均勻。目前質(zhì)量較高的鏡片的鍍膜都是多層復(fù)合型鍍膜。復(fù)合型鍍膜可有效地抑制逆光及光線散射，以使攝像機(jī)避開光線造成的畫面不良影響;

　　· 非球面的鏡頭搭配應(yīng)用，無論百萬還是非百萬攝像機(jī)應(yīng)用，搭配非球面鏡對攝像機(jī)畫面光線的整體平均度皆有很大改善。因?yàn)榉乔虻溺R頭，在清晰度、對比度、畫面亮度上較之球面鏡頭皆有較好的效果;

　　· 最好選用有焦距、景深或光圈都有固定鎖定的調(diào)節(jié)螺絲。因?yàn)殓R頭應(yīng)用在各種不同環(huán)境及固定條件下，如果有此裝置可以避免已調(diào)節(jié)好的畫面因攝像機(jī)震動而發(fā)生畫質(zhì)變動;

　　· 選用與鏡頭安裝方便及大小結(jié)構(gòu)適合的攝像機(jī)，過大或過小的鏡頭都會給攝像機(jī)安裝調(diào)整或施工上帶來不便，尤其是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的鏡頭更需謹(jǐn)慎采用;

　　· 紅外線鏡頭的選用不是絕對的，在(day & night)日夜型攝像機(jī)與(low-light)低照度攝像機(jī)匹配上要慎之又慎。而icr(彩轉(zhuǎn)黑)攝像機(jī)對ir鏡頭沒有偏好，相反，在黑白條件下，ir鏡頭反而可能是一種過度的功能浪費(fèi);

　　· 透過攝像機(jī)對紅外線波場的感應(yīng)范圍來選擇(ld低散射光學(xué)鏡片)鏡頭。一般ir的紅外線感應(yīng)波長約是在300-750nm范圍，但如果存在透霧的需求，那么攝像機(jī)及鏡頭在紅外線感應(yīng)波長上都必須要達(dá)到700-950nm的范圍，因?yàn)橹挥胁ㄩL達(dá)到該范圍，才能發(fā)揮透霧的功效;

　　· 鏡頭在攝像機(jī)的搭配上還必須注意口徑上的搭配，過去單純的1/2、1/3及1/4英寸口徑已經(jīng)不是定律，隨著cmos感光芯片的發(fā)展，越來越多的大小取像口徑尺寸出現(xiàn)，鏡頭的搭配口徑大于攝像機(jī)的口徑這一原則依舊不變，然而該原則在工程中也時有造成錯誤的選型應(yīng)用。

　　對于工程人員來說，以上所述的鏡頭在與攝像機(jī)搭配選型時的數(shù)項(xiàng)重要參考因素內(nèi)容至關(guān)重要。同樣，在鏡頭工程施工安裝上常常出現(xiàn)的問題與錯誤施作亦不容小視。