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1、安防知识大全-镜头篇镜头 11.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=hD/H f=wD/W根据上述公式，也可以很容易地计算出视场角，下
2、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 4.8mm3.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
3、，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
4、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
5、控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是10000-1到300000-1。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，13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(12为6.4hX4
6、.8、13为4.8hX3.6、14为3.2hX2.4)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 hX 及镜头焦距 f 之间有如下关系：水平视觉度数=2arctan (h2f) ；垂直视觉度数=2arctan (/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
7、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 Wiza
8、rd 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620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
9、景，使监视宽度增加。日本 Kowa 公司提供从1.63.4mm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
10、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7.070mm，变倍率高达十倍，可用于电视监控等领域。镜头的分类（）以镜头安装分类所有的摄象机镜头均是螺纹口的，摄象机的镜头安装有两种工业标准，即安装座和安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。安装座：特种安装，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。如果要将一个安装座镜头安装到一个安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。（）以摄象
11、机镜头规格分类摄象机镜头规格应视摄象机的尺寸而定，两者应相对应。即摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。如果镜头尺寸与摄象机靶面尺寸不一致时，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。（）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
12、一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈，称为输入型。自动光圈镜头上的（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，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，一般用表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：f（焦距）（镜头实际有效口径） ，值越小，则光圈越大。采用自动光圈镜头，对
13、于下列应用情况是理想的选择，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。（）以镜头的焦距（视场大小）分类标准镜头：视角度左右，在英寸摄象机中，标准镜头焦距定为mm，在英寸摄象机中，标准镜头焦距定为 mm。广角镜头：视角度以上，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
14、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。变焦镜头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倍（6.036mm,F1.2 ） 、倍（4.536mm,F1.6） 、倍（8.080mm,F1
15、.2） 、倍（ 6.072mm,F1.2） 、倍（10200mm,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。变焦镜头也是镜头的一种类型,它可以在不更换镜
16、头的情况下改变焦距.变焦镜头具有可以变化的焦距.比如,一只80-200mm 的变焦镜头,通常只需转动镜头筒就可以获得80-200mm 之间的任意焦距.由于产生这种多功能性所必需的复杂光学系统,给变焦镜头带来了以下三个基本问题:1. 价格昂贵;2. 体积大;3. 在任何确定的焦距下,其成像往往都不如最好的定焦镜头成像清晰.姑且不谈这些与生俱来的缺陷,当今的光学工业运用计算机进行镜头设计,已经制造出了很多非常优秀的变焦镜头.不少变焦镜头的成像已经非常清晰,而且体积也已相当小巧,只是价格仍然很贵.使用变焦镜头进行聚焦时,最好考虑首先将影像调至最大处进行聚焦;也就是说,使用镜头的最长焦距端聚焦.然后,再把焦距变小到拍摄时
