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摄像机的定焦和变焦镜头

2011-01-20 12:10:41 htcview 35

  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(FixedFocalLens)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(autoiris)和手动光圈(manualiris)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Videodriver(withAmp),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(DCdrivernoAmp),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(ZoomLens)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(VariFocalLens)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(AsphericalLens),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A VENIA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。