視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)鏡頭參數(shù)及選用原則

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)畫面的平均亮度，也可以畫面中最亮部分(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)變換畫面。

(1)鏡頭的分辨率

描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標(biāo)是鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)與畸變，但對(duì)用戶而言，需要了解的僅僅是鏡頭的空間分辨率，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計(jì)量單位，計(jì)算公式為：鏡頭分辨率N二180/畫幅格式的高度。由于攝像機(jī)CCD靶面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如1/2英寸攝像機(jī)，其靶面為寬6.4mm*高4.8mn，1/3英寸攝象機(jī)為寬4.8mm×高3.6mm。因此對(duì)1/2英寸格式的CCD靶面，鏡頭的最低分辨率應(yīng)為38對(duì)線/mm，對(duì)1/3英寸格式攝像機(jī)，鏡頭的分辨率應(yīng)大于50對(duì)線，攝像機(jī)的靶面越小，對(duì)鏡頭的分辨率越高。

(2)紅外感應(yīng)能力

由于玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)光線的折射率不同，故聚焦點(diǎn)的位置會(huì)有所差別，目前市面上的普通鏡頭可以做到把相差250nm左右波長(zhǎng)的光線聚集到同一平面上，即430～650nm或者650～900nm范圍內(nèi)的光可以聚焦成功，呈現(xiàn)出清晰的圖像，這就是為什么普通鏡頭白天調(diào)清晰了，夜視模糊，或者夜視調(diào)清晰了，白天模糊的原因。

專業(yè)感紅外的鏡頭采用特殊的鏡片(超低色散)，能做到把430～900nm甚至更長(zhǎng)波段范圍的光線都聚集到同一平面上，所以不管白天還是夜視都是清晰的。

專業(yè)感紅外的鏡頭由于鏡片材料特殊，所以造價(jià)是很高的，為了降低價(jià)格，有些廠商采用鍍膜的方式，利用特種材料對(duì)光線進(jìn)行修正，也能部分達(dá)到紅外感應(yīng)鏡頭的效果，但是不好的鍍膜技術(shù)很容易脫落和蒸發(fā)的，反而會(huì)影響鏡頭原本成像的清晰度。

3.攝像機(jī)鏡頭的正確使用

設(shè)備選型必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需求，并考慮到一定的經(jīng)濟(jì)性，下面就以使用環(huán)境的不同談如何正確選用攝像機(jī)鏡頭。

(1)鏡頭焦距的選用

攝像機(jī)鏡頭焦距的選用一般采用計(jì)算法，依據(jù)攝像機(jī)成像靶面尺寸(寬w，高h(yuǎn))，需要監(jiān)視范圍的尺寸(寬W或高H)，監(jiān)視點(diǎn)距離攝像機(jī)的距離(L)，通過(guò)下述公式，計(jì)算出鏡頭需要的焦距。

公式一：f=W*L/w(W，L單位M，f，w單位mm)

公式二：f=H*L/h(H，L單位M，f，h單位mm)

舉例：當(dāng)選用1/2″鏡頭時(shí)，圖像尺寸為u=4.8mm，h=6.4mm。

鏡頭至景物距離D=3500mm，景物的實(shí)際高度為U=2500mm(景物的實(shí)際寬度可由下式算出H=1.333這種關(guān)系由攝像機(jī)取景器CCD片決定)。

將以上參數(shù)代入公式一中，可得f=4.8

3500/2500=6.72mm，故選用6mm定焦鏡頭即可。(2)鏡頭C和CS接口的選擇

所有的攝象機(jī)鏡頭均是螺紋口的，CCD攝象機(jī)的鏡頭安裝接口有兩種工業(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，其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm。

在選型時(shí)，一定要注意攝像機(jī)和鏡頭安裝方式的匹配，即鏡頭和攝像機(jī)的安裝座應(yīng)該一致?；贑安裝座的螺紋深度比CS要大，CS的鏡頭是無(wú)法安裝到C安裝座的攝像機(jī)上的，但是可以將一個(gè)C安裝座鏡頭安裝到一個(gè)CS安裝座攝象機(jī)上時(shí)，則需要使用鏡頭轉(zhuǎn)換器(增加深度的墊片)。

4.鏡頭與CCD尺寸的匹配性

那么為何在鏡頭的選用中考慮CCD靶面的尺寸呢?為了從1/3″與1/2″CCD攝像機(jī)中獲取同樣的視角，1/3″CCD攝像機(jī)鏡頭焦距必須縮短;相反如果在1/3″CCD與1/2″CCD攝像機(jī)中采用相同焦距的鏡頭，情況又如何呢?1/3″CCD攝像機(jī)視角將比1/2″CCD攝像機(jī)明顯地減小，同時(shí)1/3″CCD攝像機(jī)的圖像在監(jiān)視器上將比1/2″CCD的圖像放大，產(chǎn)生了使用長(zhǎng)焦距鏡頭的效果。

另外我們?cè)谶x擇鏡頭時(shí)還要注意這樣一個(gè)原則：即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD攝像機(jī)的鏡頭，反之則不行。原因是：如1/2″CCD攝像機(jī)采用1/3″鏡頭，則進(jìn)光量會(huì)變小，色彩會(huì)變差，甚至圖像也會(huì)缺損;反之，則進(jìn)光量會(huì)變大，色彩會(huì)變好，圖像效果肯定會(huì)變好。當(dāng)然，綜合各種因素，攝像機(jī)最好還是選擇與其相匹配的鏡頭。

(1)手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的選用

手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的選用取決于使用環(huán)境的照度是否恒定。

對(duì)于在環(huán)境照度恒定的情況下，如電梯轎箱內(nèi)、封閉走廊里、無(wú)陽(yáng)光直射的房間內(nèi)，均可選用手動(dòng)光圈鏡頭，這樣可在系統(tǒng)初裝調(diào)試中根據(jù)環(huán)境的實(shí)際照度，一次性整定鏡頭光圈大小，獲得滿意亮度畫面即可。

對(duì)于環(huán)境照度處于經(jīng)常變化的情況，如隨日照時(shí)間而照度變化較大的門廳、窗口及大堂內(nèi)等，均需選用自動(dòng)光圈鏡頭(必須配以帶有自動(dòng)光圈鏡頭插座的攝像機(jī))，這樣便可以實(shí)現(xiàn)畫面亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，獲得良好的較為恒定亮度的監(jiān)視畫面。

對(duì)于自動(dòng)光圈鏡頭的控制信號(hào)又可分為DC及VIDEO控制兩種，即直流電壓控制及視頻信號(hào)控制。這在自動(dòng)光圈鏡頭的類型選用上，攝像機(jī)自動(dòng)光圈鏡頭插座的連接方式上，以及選擇自動(dòng)光圈鏡頭的驅(qū)動(dòng)方式開關(guān)上，三者注意協(xié)調(diào)配合好即可。

(2)定焦、變焦鏡頭的選用

定焦、變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場(chǎng)景范圍的大小，以及所要求被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的清晰程度。

鏡頭規(guī)格(鏡頭規(guī)格一般分為1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情況下，鏡頭焦距與鏡頭視場(chǎng)角的關(guān)系為：鏡頭焦距越長(zhǎng)，其鏡頭的視場(chǎng)角就越小;在鏡頭焦距一定的情況下，鏡頭規(guī)格與鏡頭視場(chǎng)角的關(guān)系為：鏡頭規(guī)格越大，其鏡頭的視場(chǎng)角也越大。所以由以上關(guān)系可知：在鏡頭物距一定的情況下，隨著鏡頭焦距的變大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場(chǎng)景的畫面范圍就越小，但畫面細(xì)節(jié)越來(lái)越清晰;而隨著鏡頭規(guī)格的增大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場(chǎng)景的畫面范圍就增大，但其畫面細(xì)節(jié)越來(lái)越模糊。

在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中如電梯轎箱內(nèi)，狹小房間均應(yīng)采用短焦距廣角或超廣角定焦鏡頭，如選用鏡頭規(guī)格為1/2″，CS型接口，鏡頭焦距為3.6mm或2.6mm鏡頭，這些鏡頭視場(chǎng)角均不小于99°或127°，這對(duì)于攝像機(jī)在狹小空間里一般標(biāo)高為2.5m左右時(shí)，其鏡頭的視場(chǎng)角范圍足以覆蓋整個(gè)近距離狹小被監(jiān)視空間。也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用手動(dòng)變焦鏡頭如日產(chǎn)ComputerT2Z2814CS-2鏡頭，這種鏡頭為1/3″CS型接口手動(dòng)光圈鏡頭，其焦距2倍可調(diào)(手動(dòng)調(diào)焦)。調(diào)焦范圍為2.8～6.0mm，視場(chǎng)角變化范圍為96°～47.2°，這種鏡頭非常適合在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中使用，在使用時(shí)可方便地根據(jù)實(shí)際需要，靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)視場(chǎng)景的“點(diǎn)”或“面”的監(jiān)視效果。