攝像機(jī)鏡頭選擇是視頻監(jiān)視系統(tǒng)項(xiàng)目中最關(guān)鍵的要素之一，它的質(zhì)量(指標(biāo))優(yōu)劣直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo)以及整個(gè)工程項(xiàng)目的系統(tǒng)質(zhì)量，同時(shí)也關(guān)系到工程造價(jià)。由此可見(jiàn)，攝像機(jī)鏡頭在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是非常重要的。工程設(shè)計(jì)人員和施工人員都要經(jīng)常與鏡頭打交道。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)物距、成像大小計(jì)算鏡頭焦距，施工人員經(jīng)常進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，其中一部分就是把鏡頭調(diào)整到最佳狀態(tài)。

目前，國(guó)內(nèi)鏡頭需求大鏡頭(C/CS接口)與小鏡頭(M12接口)所占的比例分別為25%和75%。

鏡頭在攝像機(jī)成本構(gòu)成中的比例為20%左右，是攝像機(jī)的重要組成部分。鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體，如果沒(méi)有晶狀體，人眼看不到任何物體；如果沒(méi)有鏡頭，那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一片，沒(méi)有清晰的圖像輸出，當(dāng)人眼的肌肉無(wú)法將晶狀體拉伸至正常位置時(shí)，也就是人們常說(shuō)的近視眼，眼前的景物就變得模糊不清，攝像頭與鏡頭的配合也有類似現(xiàn)象，當(dāng)圖像變得不清楚時(shí)，可以調(diào)整攝像頭的后焦點(diǎn)，改變CCD芯片與鏡頭基準(zhǔn)面的距離(相當(dāng)于調(diào)整人眼晶狀體的位置)，可以將模糊的圖像變得清晰。鏡頭是攝像機(jī)的眼睛，為了適應(yīng)不同的監(jiān)控環(huán)境和要求，需要配置不同規(guī)格的鏡頭。比如在室內(nèi)的重點(diǎn)監(jiān)視，要進(jìn)行清晰且大視場(chǎng)角度的圖像捕捉，得配置廣角鏡頭；在室外的停車場(chǎng)，既要看到停車場(chǎng)全貌，又要能看到汽車的細(xì)部，這時(shí)候需要變焦鏡頭。?攝像機(jī)鏡頭品種繁多，從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭、長(zhǎng)焦鏡頭、變焦鏡頭；從視場(chǎng)大小分有廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)景鏡頭；結(jié)構(gòu)上分有固定光圈定焦鏡頭、手動(dòng)光圈定焦鏡頭、自動(dòng)光圈定焦鏡頭、手動(dòng)變焦鏡頭、自動(dòng)變焦鏡頭、自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭、電動(dòng)三可變鏡頭等。

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1 以鏡頭安裝方式分類

? 所有的攝像機(jī)鏡頭均是螺紋口的，CCD攝像機(jī)的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即C安裝座和CS安裝座。兩者螺紋部分相同，但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。 C安裝座：從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17.526mm。 CS安裝座：特種C安裝，此時(shí)應(yīng)將攝像機(jī)前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm。 C型安裝的攝像機(jī)可用CS型鏡頭，但CS安裝的攝像機(jī)不能使用C型鏡頭。如果要將一個(gè)C安裝座鏡頭安裝到一個(gè)CS安裝座攝像機(jī)上時(shí)，則需要使用鏡頭轉(zhuǎn)換器。 ?

2 以攝像機(jī)鏡頭規(guī)格分類 ?

攝像機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝像機(jī)的CCD尺寸而定，兩者應(yīng)相對(duì)應(yīng)。

即攝像機(jī)的CCD靶面大小為1/2英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選1/2英寸。

攝像機(jī)的CCD靶面大小為1/3英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選1/3英寸。

攝像機(jī)的CCD靶面大小為1/4英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選1/4英寸。

如果鏡頭尺寸與攝像機(jī)CCD靶面尺寸不一致時(shí)，觀察角度將不符合設(shè)計(jì)要求，或者發(fā)生畫(huà)面在焦點(diǎn)以外等問(wèn)題。1/2英寸的鏡頭可用于1/2英寸、1/3英寸的攝像機(jī)；而1/3英寸的鏡頭只能用于1/3英寸的攝像機(jī)，不能用于1/2英寸的攝像機(jī)，這是因?yàn)?/3英寸鏡頭光通量只有1/2英寸鏡頭光通量的44%，不能滿足1/2英寸的攝像機(jī)的光通量要求。

3 以鏡頭光圈分類 ?

固定光圈鏡頭、手動(dòng)光圈(manual iris)和自動(dòng)光圈(auto iris)之分，配合攝像機(jī)使用，手動(dòng)光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用場(chǎng)合，自動(dòng)光圈鏡頭因亮度變更時(shí)其光圈亦作自動(dòng)調(diào)整，故適用亮度變化的場(chǎng)合。固定光圈鏡頭，其通光量是固定不變的。主要用光源恒定或攝像機(jī)自帶電子快門(mén)的情況。

自動(dòng)光圈鏡頭有兩類：一類是將一個(gè)視頻信號(hào)及電源從攝像機(jī)輸送到透鏡來(lái)控制鏡頭上的光圈，它將一個(gè)視頻信號(hào)及電源從攝像機(jī)輸送到透鏡來(lái)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(lái)的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)光圈馬達(dá)的控制，稱為視頻輸入型Video driver(with Amp)；另一類則利用攝像機(jī)上的直流電壓來(lái)直接控制光圈，它利用攝像機(jī)上的直流電壓來(lái)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(méi)有放大器電路，稱為DC輸入型(DC driverno Amp)。二種驅(qū)動(dòng)方式產(chǎn)品不具可互換性，但現(xiàn)已有通用型自動(dòng)光圈鏡頭推出。

自動(dòng)光圈鏡頭上的ALC(自動(dòng)鏡頭控制)調(diào)整用于設(shè)定測(cè)光系統(tǒng)，可以整個(gè)畫(huà)面的平均亮度，也可以畫(huà)面中最亮部分(峰值)來(lái)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，供給自動(dòng)光圈調(diào)整使用。一般而言，ALC已在出廠時(shí)經(jīng)過(guò)設(shè)定，可不作調(diào)整，但是對(duì)于拍攝景物中包含有一個(gè)亮度極高的目標(biāo)時(shí)，明亮目標(biāo)物之影像可能會(huì)造成"白電平削波"?現(xiàn)象，而使得全部屏幕變成白色，此時(shí)可以調(diào)節(jié)ALC來(lái)變換畫(huà)面。另外，自動(dòng)光圈鏡頭裝有光圈環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)光圈環(huán)時(shí)，通過(guò)鏡頭的光通量會(huì)發(fā)生變化，光通量即光圈，一般用F表示，其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比，即：F＝ f(焦距)/D(鏡頭實(shí)際有效口徑)，F(xiàn)值越小，則光圈越大。

采用自動(dòng)光圈鏡頭，對(duì)于下列應(yīng)用情況是理想的選擇，它們是：在諸如太陽(yáng)光直射等非常亮的情況下，用自動(dòng)光圈鏡頭可有較寬的動(dòng)態(tài)范圍。要求在整個(gè)視野有良好的聚焦時(shí)，用自動(dòng)光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。要求在亮光上因光信號(hào)導(dǎo)致的模糊最小時(shí)，應(yīng)使用自動(dòng)光圈鏡頭。

4 以鏡頭的視場(chǎng)大小分類 ?

標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角30度左右，使用范圍較廣，在1/2英寸CCD攝像機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為12mm，在1/3英寸CCD攝像機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為8mm；

廣角鏡頭：視角90度以上，焦距可小于幾毫米，可提供較寬廣的視景，觀察范圍較大，近處圖像有變形；

長(zhǎng)焦鏡頭：視角20度以內(nèi)，焦距可達(dá)幾十毫米或上百毫米，此鏡頭可在遠(yuǎn)距離情況下將拍攝的物體影響放大，但使觀察范圍變??；

變倍鏡頭(zoom lens)：也稱為伸縮鏡頭，有手動(dòng)變倍鏡頭和電動(dòng)變倍鏡頭兩類；

可變焦點(diǎn)鏡頭(vari-focus lens)：它介于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與廣角鏡頭之間，焦距連續(xù)可變，即可將遠(yuǎn)距離物體放大，同時(shí)又可提供一個(gè)寬廣視景，使監(jiān)視范圍增加。變焦鏡頭可通過(guò)設(shè)置自動(dòng)聚焦于最小焦距和最大焦距兩個(gè)位置，但是從最小焦距到最大焦距之間的聚焦，則需通過(guò)手動(dòng)聚焦實(shí)現(xiàn)；

針孔鏡頭：鏡頭直徑幾毫米，可隱蔽安裝；

三可變鏡頭：可調(diào)焦距、調(diào)聚焦、調(diào)光圈；

二可變鏡頭：可調(diào)焦距、調(diào)聚焦、自動(dòng)光圈。

5 從鏡頭焦距上分類 ?

短焦距鏡頭：因入射角較寬，可提供一個(gè)較寬廣的視野；

中焦距鏡頭：標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距的長(zhǎng)度視CCD的尺寸而定；

長(zhǎng)焦距鏡頭：因入射角較狹窄，故僅能提供狹窄視景，適用于長(zhǎng)距離監(jiān)視；

變焦距鏡頭：通常為電動(dòng)式，可作廣角、長(zhǎng)焦變化。

鏡頭的主要參數(shù) ? 焦距（f，也稱視場(chǎng)角）：焦距是鏡頭和感光元件之間的距離，通過(guò)改變鏡頭的焦距，可以改變鏡頭的放大倍數(shù)，改變拍攝圖像的大小。在工程實(shí)際中，我們常用水平視場(chǎng)角來(lái)反映畫(huà)面的拍攝范圍。焦距f越大，視場(chǎng)角越小，在感光元件上形成的畫(huà)面范圍越?。环粗?，焦距f越小，視場(chǎng)角越大，在感光元件上形成的畫(huà)面范圍越大。當(dāng)物體與鏡頭的距離很遠(yuǎn)的時(shí)候，我們可用下面公式表達(dá)：鏡頭的放大倍數(shù)≈焦距/物距。增加鏡頭的焦距，放大倍數(shù)增大了，可以將遠(yuǎn)景拉近，畫(huà)面的范圍小了，遠(yuǎn)景的細(xì)節(jié)看得更清楚了；如果減少鏡頭的焦距，放大倍數(shù)減少了，畫(huà)面的范圍擴(kuò)大了，能看到更大的場(chǎng)景。 ? 光圈：光圈安裝在鏡頭的后部，光圈開(kāi)得越大，通過(guò)鏡頭的光量就越大，圖像的清晰度越高；光圈開(kāi)得越小，通過(guò)鏡頭的光量就越小，圖像的清晰度越低。通常用F（光通量）來(lái)表示。F=焦距（f）/通光孔徑(相對(duì)孔徑，鏡頭的相對(duì)孔徑?jīng)Q定被攝像機(jī)的照度，攝像機(jī)的照度與鏡頭的相對(duì)孔徑的平方成正比。)。在攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)中，我們常常可以看到6mm/F1.4這樣的參數(shù)，它表示鏡頭的焦距為6mm，光通量為1.4，這時(shí)我們可以很容易地計(jì)算出通光孔徑為4.29mm。在焦距f相同的情況下，F(xiàn)值越小，光圈越大，到達(dá)CCD芯片的光通量就越大。?鏡頭與CCD感光元件的配置 CCD的成像尺寸，也就是攝像機(jī)畫(huà)面寬度和高度的比例與電視機(jī)畫(huà)面寬度和高度比例一樣，通常為4:3。這樣保證了攝像機(jī)的視頻圖像在顯示器上的圖像不變形。 ? 鏡頭焦距的配置、確定合適的焦距，是決定圖像質(zhì)量重要因素。f=v*D/V或f =h*D/H。其中，f代表焦距，v代表CCD成像尺寸的高度，V代表被觀測(cè)物體高度，h代表CCD成像尺寸的寬度，H代表被觀測(cè)物體寬度，D代表物體到鏡頭的距離。 ? 市場(chǎng)上大部分?jǐn)z像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片，現(xiàn)在韓國(guó)也有能力生產(chǎn)，但質(zhì)量就要稍差一點(diǎn)點(diǎn)。因?yàn)樾酒a(chǎn)時(shí)產(chǎn)生不同等級(jí)，各廠家獲得途徑不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在購(gòu)買(mǎi)時(shí)，可以采取如下方法檢測(cè)：接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關(guān)閉鏡頭光圈，看圖像全黑時(shí)是否有亮點(diǎn)，屏幕上雪花大不大，這些是檢測(cè)CCD芯片最簡(jiǎn)單直接的方法，而且不需要其它專用儀器。然后可以打開(kāi)光圈，看一個(gè)靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個(gè)色彩鮮艷的物體，查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景物的色彩，使物體看起來(lái)清晰自然；而殘次品的圖像就會(huì)有偏色現(xiàn)象，即使面對(duì)一張白紙，圖像也會(huì)顯示藍(lán)色或紅色。個(gè)別CCD由于生產(chǎn)車間的灰塵，CCD靶面上會(huì)有雜質(zhì)，在一般情況下，雜質(zhì)不會(huì)影響圖像，但在弱光或顯微攝像時(shí)，細(xì)小的灰塵也會(huì)造成不良的后果，如果用于此類工作，一定要仔細(xì)挑選。

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波長(zhǎng)光電擁有多款監(jiān)控鏡頭可供客戶選擇，包括可見(jiàn)光鏡頭和不同波段的紅外鏡頭，產(chǎn)品具備大視場(chǎng)角及圖像均勻、一致性好等特點(diǎn)，我們從材料到生產(chǎn)加工，有多條自動(dòng)化產(chǎn)線和檢測(cè)品控設(shè)備，滿足不同行業(yè)需求的客戶，專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，為客戶定制光機(jī)電算軟產(chǎn)品的全套解決方案，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能家居、民用安防等場(chǎng)景。

編輯：黃飛

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