攝像機監控鏡頭選型及參數比較
2013年01月17日 10:17:12來源:中國安防展覽網整理點擊量:5833
導讀如果把攝像機比喻為人的眼睛,鏡頭就好比是眼球,它直接關系到監看物體的遠近、范圍和效果。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。常見的監控鏡頭主要有類型,監控鏡頭的主要有焦距和光闌系數兩大參數。
中國安防展覽網訊 如果把攝像機比喻為人的眼睛,鏡頭就好比是眼球,它直接關系到監看物體的遠近、范圍和效果。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。常見的監控鏡頭主要有類型,監控鏡頭的主要有焦距和光闌系數兩大參數。
監控鏡頭應用類型
因鏡頭的重要性,在進行監控工程設計規劃前,只有先摸清鏡頭的類型及其應用方式,并了解其搭配應用的特性,才能發揮鏡頭佳成像。以目前國內分類方式來說,鏡頭大致可以分為如下十種類型。
固定光圈鏡頭:定焦且固定光圈,主要用于環境光線固定的場所;
手動光圈鏡頭:定焦但光圈可調,主要用于環境光線固定但明暗不定的場所;
自動光圈鏡頭(DC-drive):固定焦距,使用DC電壓驅動用于環境光線變化性的固定范圍場所;
自動光圈鏡頭(Video-drive):固定焦距,使用視頻信號驅動用于環境光線變化性的固定范圍場所;
手動光圈變焦鏡頭:主要用于室內環境光線程度不定且范圍大小不一的場所;
自動光圈變焦鏡頭:主要用于室外環境光線程度不定且范圍大小不一的場所;
板機鏡頭(on-Board):以搭配紅外線攝像機為主,室內外均適用;
魚眼全景鏡頭:主要用于室內環境光線程度不定且范圍大小特定的場所;
電動變焦鏡頭:可遙控焦距景深及光圈,主要用于室內外環境光線程度不定而且景深范圍大小可依要求調整的場所;
針孔鏡頭(Pin-Hole):主要用于隱匿監控及環境光線不定且范圍特定的場所。
由以上鏡頭分類可看出,各類鏡頭的區別主要在其用途及應用環境需求上。因此在實際應用上,如何地搭配鏡頭,對工程商來說也是一大考驗。
監控鏡頭主要參數
1、焦距
我們知道,平行光纖通過凸透鏡會匯聚于一個焦點,這個焦點離透鏡中心位置的長度就是焦距。現有鏡頭一般都可以看成凸透鏡組,對于焦距固定的鏡頭,即定焦鏡頭;焦距可以調節變化的鏡頭,就是變焦鏡頭。
焦距的大小決定著視場角的大小,焦距數值小,視場角大,所觀察的范圍也大,但距離遠的物體分辨不很清楚;焦距數值大,視場角小,觀察范圍小,只要焦距選擇合適,即便距離很遠的物體也可以看得清清楚楚。由于焦距和視場角是一一對應的,一個確定的焦距就意味著一個確定的視場角,所以在選擇鏡頭焦距時,應該充分考慮是觀測細節重要,還是有一個大的觀測范圍重要,如果要看細節,就選擇長焦距鏡頭;如果看近距離大場面,就選擇小焦距的廣角鏡頭。
焦距的大小不但決定著視場角的大小,也在一定程度上影響著圖像的景深。對景深的理解我們可以從“對焦”說起,在調節高清晰監控攝像機時,我們通過調節相機鏡頭,使距離高清晰監控攝像機一定距離的景物清晰成像的過程,叫做對焦。那個景物所在的點,稱為對焦點。
內容景深就是保證對焦點前后景物成像清晰的范圍的總和,就叫做景深,意思是只要在這個范圍之內的景物,都能清楚地拍攝到。景深的大小,首先與鏡頭焦距有關,焦距長的鏡頭,景深小,焦距短的鏡頭景深大。其次,景深與光圈有關,光圈越小,景深就越大;光圈越大景深就越大。一般來說,前景深小于后后景深,也就是說,對焦之后,對焦點前面只有很短一點距離內的景物能清晰成像,而對焦點后面很長一段距離內的景物,都是清晰的。
標準鏡頭:視角30度左右,在1/2英寸CCD攝象機中,標準鏡頭焦距定為12mm,在1/3英寸CCD高清晰監控攝像機中,標準鏡頭焦距定為8mm,一般用于走道及小區周界等場所。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。遠攝鏡頭:視角20度以內,焦距可達幾米甚至幾十米,此鏡頭可在遠距離情況下將拍攝的物體影響放大,但使觀察范圍變小。
2、光闌系數
光闌系數即光圈指數,用F表示,以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量。每個鏡頭上都標有大F值,例如6mm/P1.4代表大孔徑為4.29毫米。光通量與F值的平方成反比關系,F值越小,光通量越大。鏡頭上光圈指數序列的標值為1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22等,其規律是前一個標值時的曝光量正好是后一個標值對應曝光量的2倍。也就是說鏡頭的通光孔徑分別是1/1.4,1/2,1/2.8,1/4,1/5.6,1/8,1/11,1/16,1/22,前一數值是后一數值的根號2倍,因此光圈指數越小,則通光孔徑越大,成像靶面上的照度也就越大。
視頻監控系統的高清晰監控攝像機鏡頭光圈有手動(MANUALIRIS)和自動光圈(AUTOIRIS)之分。手動光圈適合亮度變化不大的場合,它的進光量通過鏡頭上的光圈環調節,一次性調整合適為止。自動光圈鏡頭會隨著光線的變化而自動調整通光孔徑,保證進入高清晰監控攝像機的亮度相對穩定,用于室外、人口等光線變化大且頻繁的場合。
自動光圈鏡頭目前分為兩類:一類稱為視頻(VIDEO)驅動型,鏡頭本身包含放大器電路,用以將攝像頭傳來的視頻幅度信號轉換成對光圈馬達的控制。另一類稱為直流(DC)驅動型,利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包含電流計式光圈馬達,要求攝像頭內有放大器電路。對于各類自動光圈鏡頭,通常還有兩項可調整旋鈕,一是ALC調節(測光調節),有以峰值測光和根據目標發光條件平均測光兩種選擇,一般取平均測光檔;另一個是LEVEL調節(靈敏度),可將輸出圖像變得明亮或者暗淡。
自動光圈鏡頭上的ALC(自動鏡頭控制)調整用于設定測光系統,可以整個畫面的平均亮度,也可以畫面中亮部分(峰值)來設定基準信號強度,供給自動光圈調整使用。一般而言,ALC已在出廠時經過設定,可不作調整,但是對于拍攝景物中包含有一個亮度極高的目標時,明亮目標物之影像可能會造成“白電平削波”現象,而使得全部屏幕變成白色,此時可以調節ALC來變換畫面。
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