鏡頭技術知識匯總

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

　　鏡頭技術知識匯總

　　鏡頭是監控攝像機的眼睛，正確選擇鏡頭以及良好的安裝與調整是清晰成像的第一步。當前，1/3"鏡頭是應用的主流，自動光圈鏡頭銷售量最多，變焦鏡頭是應用發展的趨勢。

　　1)應依據監控攝像機到被監視目標的距離，來選擇定焦鏡頭(fixed focal lens)的焦距。

　　從焦距上區分有短焦距廣角鏡頭、中焦距標準鏡頭、長焦距遠鏡頭。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，每個鏡頭上均標有其最大的f值。

　　2)監控攝像機的鏡頭規格應與監控攝像機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。如果鏡頭尺寸與監控攝像機ccd靶面尺寸不一致時，觀察角度將不符合設計要求，或者發生畫面在焦點以外等問題。

　　3)監控攝像機的水平視覺度數及垂直視覺度數與監控攝像機ccd靶面尺寸hxυ及鏡頭焦距f之間有如下關系：水平視覺度數=2arctan (h/2f);

　　垂直視覺度數=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定之處。

　　自動光圈鏡頭有二種驅動方式：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控攝像機輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，這種視頻輸入型鏡頭內包含有放大器電路，用以將攝像機傳來的視頻信號轉換成對光圈馬達的控制，另一類稱為dc輸入型(dc driverno amp)，它利用攝像機上的直流電壓來直接控制光圈，這種鏡頭內只包含電流計式光圈馬達，攝像機內沒有放大器電路。二種驅動方式產品不具可互換性，但現已有通用型自動光圈鏡頭推出。

　　5)監控攝像機鏡頭安裝有c型和cs型兩種，c型安裝的鏡頭在ccd監控攝像機與鏡頭間多了5mm 調整光圈值的環。c型安裝的攝像機可用cs型鏡頭，但cs安裝的監控攝像機不能使用c型鏡頭。philips公司推出革命性的wizard鏡頭安裝向導，保證鏡頭與攝像機的完全兼容，這使得在任何環境下都可得到最優圖像。

　　6)變焦鏡頭由于在一個鏡頭內能夠使鏡頭焦距在一定范圍內變化，因此可以使被監控的目標放大或縮小。典型的光學放大規格有諸如6～20倍等不同檔次，并以電動縮放鏡頭(zoom lens)應用最普遍。按變焦鏡頭參數可調整的項目劃分有：

　　·三可變鏡頭——光圈、聚焦、焦距均需人為調節。

　　·二可變鏡頭——通常是自動光圈鏡頭，而聚焦和焦距需人為調節。

　　·單可變鏡頭——一般是自動光圈和自動聚焦的鏡頭，而焦距需人為調節。

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

　　8)監控攝像機除傳統的球面鏡頭外，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，并且在設計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到多個球面鏡片矯正像差的效果，因此可以減少鏡片的數量，使得鏡頭的精度更佳、清晰度更好、色彩還原更為準確、鏡頭內的光線反射得以降低，鏡頭體積也相應縮小。非球面鏡頭具有變倍高、物距短、光圈大的特點。變倍高可以簡化鏡頭的種類，物距短可以應用在近距離監控攝像機的場合，光圈大則可以適應光線較暗的場所，因此應用領域日漸寬廣。日本avenia的非球面鏡頭產品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，變倍率高達十倍，可用于電視監控等領域。

　　鏡頭技術選型

　　鏡頭技術選型

　　高質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，而且畫面畸變率變形小。在與攝像機搭配上，鏡頭選型應考慮的因素包含下列幾項。

　　· f值越小表示光通量越高。如果攝像機自身設有的照度計對通光量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的通光量，如攝像機是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。當然，在目前大部分采用5mm配接環下此問題不大，不過在安裝環節故障層出不窮(該部分將在安裝章節上向讀者說明);

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

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

　　· 非球面的鏡頭搭配應用，無論百萬還是非百萬攝像機應用，搭配非球面鏡對攝像機畫面光線的整體平均度皆有很大改善。因為非球的鏡頭，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節螺絲。因為鏡頭應用在各種不同環境及固定條件下，如果有此裝置可以避免已調節好的畫面因攝像機震動而發生畫質變動;

　　· 選用與鏡頭安裝方便及大小結構適合的攝像機，過大或過小的鏡頭都會給攝像機安裝調整或施工上帶來不便，尤其是結構較為復雜的鏡頭更需謹慎采用;

　　· 紅外線鏡頭的選用不是絕對的，在(day & night)日夜型攝像機與(low-light)低照度攝像機匹配上要慎之又慎。而icr(彩轉黑)攝像機對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;

　　· 透過攝像機對紅外線波場的感應范圍來選擇(ld低散射光學鏡片)鏡頭。一般ir的紅外線感應波長約是在300-750nm范圍，但如果存在透霧的需求，那么攝像機及鏡頭在紅外線感應波長上都必須要達到700-950nm的范圍，因為只有波長達到該范圍，才能發揮透霧的功效;

　　· 鏡頭在攝像機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英寸口徑已經不是定律，隨著cmos感光芯片的發展，越來越多的大小取像口徑尺寸出現，鏡頭的搭配口徑大于攝像機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用。

　　對于工程人員來說，以上所述的鏡頭在與攝像機搭配選型時的數項重要參考因素內容至關重要。同樣，在鏡頭工程施工安裝上常常出現的問題與錯誤施作亦不容小視。