CCTV 镜头知识

2011-04-23 21:48:10来源: 互联网

CCTV 镜头1
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。

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10000-1到300000-1。

CCTV 镜头2
镜头是摄像机的眼睛,正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步。当前,1/3"镜头是应用的主流,自动光圈镜头销售量最多,变焦镜头是应用发展的趋势。

1)应依据摄像机到被监视目标的距离,来选择定焦镜头(Fixed Focal Lens)的焦距。
从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。镜头焦距通常用值来表示,镜头光圈一般用F表示,F取值以镜头的焦距/和通光孔径d的比值来衡量,F=f/d,每个镜头上均标有其最大的F值。

2)摄像机的镜头规格应与摄像机CCD靶面尺寸(1/2"为6.4hX4.8υ、1/3"为4.8hX3.6υ、1/4"为3.2hX2.4υ)相对应。如果镜头尺寸与摄像机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)摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头焦距f之间有如下关系:水平视觉度数=2arctan (h/2f);
垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。

4)镜头有自动光圈(auto iris)和手动光圈(manual iris)之分。自动光圈用于被照物光线变化较多场合,手动光圈用于被照物光线稳定之处。

自动光圈镜头有二种驱动方式:
一类为视频输入型Video driver(with Amp),它将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈,这种视频输入型镜头内包含有放大器电路,用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制,
另一类称为DC输入型(DC driverno Amp),它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈,这种镜头内只包含电流计式光圈马达,摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不具可互换性,但现已有通用型自动光圈镜头推出。
5)镜头安装有C型和CS型两种,C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm 调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用CS型镜头,但CS安装的摄像机不能使用C型镜头。Philips公司推出革命性的Wizard镜头安装向导,保证镜头与摄像机的完全兼容,这使得在任何环境下都可得到最优图像。

6)变焦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。典型的光学放大规格有诸如6~20倍等不同档次,并以电动缩放镜头(Zoom Lens)应用最普遍。按变焦镜头参数可调整的项目划分有:
•三可变镜头——光圈、聚焦、焦距均需人为调节。
•二可变镜头——通常是自动光圈镜头,而聚焦和焦距需人为调节。
•单可变镜头——一般是自动光圈和自动聚焦的镜头,而焦距需人为调节。
7)缩放/变焦镜头(Vari Focal Lens)是变焦镜头配合缩放镜头功能,焦距连续可变,可将远距离物体放大,又可提供一个宽广视景,使监视宽度增加。日本Kowa公司提供从1.6~3.4mm的宽角度镜头到15.0—300mm的远距镜头。
8)除传统的球面镜头外,新一代的是非球面镜头(Aspherical Lens),镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线,并且在设计时就考虑到了镜头的相差、色差、球差等校正因素,通常一片非球面镜片就能达到多个球面镜片矫正像差的效果,因此可以减少镜片的数量,使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更为准确、镜头内的光线反射得以降低,镜头体积也相应缩小。非球面镜头具有变倍高、物距短、光圈大的特点。变倍高可以简化镜头的种类,物距短可以应用在近距离摄像的场合,光圈大则可以适应光线较暗的场所,因此应用领域日渐宽广。日本AVENIA的非球面镜头产品SSV0770,近摄距离可到30cm,光圈值也可到F1.6,变焦范围可从7.0~70mm,变倍率高达十倍,可用于电视监控等领域。

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编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0423/article_7544.html
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