ccd攝像機(jī)基礎(chǔ)知識Word版

1、ccd攝像機(jī)基礎(chǔ)知識前言  什么是ccd？    在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)又稱攝像頭或ccd（charge coupled device）即電荷耦合元器件。嚴(yán)格來說，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱，而實際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的，用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過計算得到鏡頭的焦距，所以每個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實際情況而定的，不要以為攝像機(jī)（頭）上已經(jīng)有鏡頭。    攝像頭的主要傳感部件是ccd，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點，ccd能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛Υ?/p>

2、及轉(zhuǎn)移，也可將儲存之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝象元件。是代替攝像管傳感器的新型器件。    攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至ccd芯片上，ccd根據(jù)光的強(qiáng)弱積累相應(yīng)比例的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下，逐點外移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機(jī)的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。這個標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家用的錄像機(jī)、vcd機(jī)、家用攝像機(jī)的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機(jī)上觀看。第一章攝像機(jī)發(fā)展史第一節(jié)ccd發(fā)展簡史    ccd產(chǎn)品問世已有30多年，從當(dāng)時的20萬

3、像素發(fā)展到目前的500800萬像素，無論其市場規(guī)模還是其應(yīng)用面，都得到了巨大的發(fā)展，可以說是在平穩(wěn)中逐步提高，特別是近幾年來，在消費領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展速度更快。     由于ccd的技術(shù)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，目前業(yè)界只有索尼、飛利浦、柯達(dá)、松下、富士和夏普家廠商可以批量生產(chǎn)，而其中最主要的供商應(yīng)是索尼，飛利浦和柯達(dá)，其中，在各廠商市占率方面，索尼以50的市占率，成為市場領(lǐng)導(dǎo)廠商。索尼從70年代研發(fā)ccd以來，即將其廣泛運用在攝錄放影機(jī)及廣播電視等專業(yè)用攝影機(jī)等器材上，目前索尼的研發(fā)水平仍是領(lǐng)先于其它公司之上    目前的cc

4、d組件，每一個像素的面積和開發(fā)初期比較起來，己縮小到1/10以下。今后在應(yīng)用產(chǎn)品趨向小型化，高像素的要求下，單位面積將會更加的縮小。在小型化的同時，利用各種新開發(fā)的技術(shù)，使其感光度不會因為單位面積縮小而受到影響，也同時要求其性能維持或向上提升。以下是索尼公司按年代劃分而發(fā)展的ccd傳感器簡介：1、had感測器  had（hole-accumulation diode）傳感器是在n型基板，p型，n+2極體的表面上，加上正孔蓄積層，這是sony獨特的構(gòu)造。由于設(shè)計了這層正孔蓄積層，可以使感測器表面常有的暗電流問題獲得解決。另外，在n型基板上設(shè)計電子可通過的垂直型隧道，使得開口率

5、提高，換句換說，也提高了感度。在80年代初期，索尼將其領(lǐng)先使用在可變速電子快門產(chǎn)品中，在拍攝移動快速的物體也可獲得清晰的圖象。2、on-chip micro lens2 / 19    80年代后期，因為ccd中每一像素的縮小，將使得受光面積減少，感度也將變低。為改善這個問題，索尼在每一感光二極管前裝上微小鏡片，使用微小鏡片后，感光面積不再因為感測器的開口面積而決定，而是以微小鏡片的表面積來決定。所以在規(guī)格上提高了開口率，也使感亮度因此大幅提升。3、super had ccd    進(jìn)入年代后期以來，ccd的單位面積也越來越小，198

6、9年開發(fā)的微小鏡片技術(shù)，已經(jīng)無法再提升感亮度，如果將ccd組件內(nèi)部放大器的放大倍率提升，將會使雜訊也被提高，畫質(zhì)會受到明顯的影響。索尼在ccd技術(shù)的研發(fā)上又更進(jìn)一步，將以前使用微小鏡片的技術(shù)改良，提升光利用率，開發(fā)將鏡片的形狀最優(yōu)化技術(shù)，即索尼 super had ccd技術(shù)?；旧鲜且蕴嵘饫眯蕘硖嵘辛炼鹊脑O(shè)計，這也為目前的ccd基本技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。4、new structure ccd     在攝影機(jī)的光學(xué)鏡頭的光圈f值不斷的提升下，進(jìn)入到攝影機(jī)內(nèi)的斜光就越來越多，使得入射到ccd組件的光無法百分之百的被聚焦到感測器上，而ccd感測

7、器的感度將會降低。年索尼公司為改善這個問題，將彩色濾光片和遮光膜之間再加上一層內(nèi)部的鏡片。加上這層鏡片后可以改善內(nèi)部的光路，使斜光也可以被聚焦到感光器。而且同時將硅基板和電極間的絕緣層薄膜化，讓會造成垂直ccd畫面雜訊的訊號不會進(jìn)入，使smear特性改善。5、exview had ccd    比可視光波長更長的紅外線光，也可以在半導(dǎo)體硅芯片內(nèi)做光電變換。可是至當(dāng)前為止，ccd無法將這些光電變換后的電荷，以有效的方法收集到感測器內(nèi)。為此，索尼在1998年新開發(fā)的“exview had ccd”技術(shù)就可以將以前未能有效利用的近紅外線光，有效轉(zhuǎn)換成為映像資料而用。使得

8、可視光范圍擴(kuò)充到紅外線，讓感亮度能大幅提高。利用“exview had ccd”組件時，在黑暗的環(huán)境下也可得到高亮度的照片。而且之前在硅晶板深層中做的光電變換時，會漏出到垂直ccd部分的smear成分，也可被收集到傳感器內(nèi)，所以影響畫質(zhì)的雜訊也會大幅降低。 第一節(jié)      ccd芯片的選擇 ccd芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。目前市場上大部分?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)在韓國也有能力生產(chǎn)，但質(zhì)量就要稍遜一籌。     因為芯片生產(chǎn)時產(chǎn)生不同等級，

9、各廠家獲得途徑不同等原因，造成ccd采集效果也大不相同。在購買時，可以采取如下方法檢測：接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關(guān)閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點，屏幕上雪花大不大，這些是檢測ccd芯片最簡單直接的方法，而且不需要其它專用儀器。然后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，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，使物體看起來清晰自然；而殘次品的圖像就會有偏色現(xiàn)象，即使面對一張白紙，圖像也會顯示藍(lán)色或紅色。個別ccd由于生產(chǎn)車間的灰塵，ccd靶面上會有雜質(zhì)，在一般情況下，雜質(zhì)不會影響圖像，但在弱光或顯微攝像

10、時，細(xì)小的灰塵也會造成不良的后果，如果用于此類工作，一定要仔細(xì)挑選。第二章     攝像機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)一、ccd尺寸     即攝象機(jī)靶面。目前采用的芯片大多數(shù)為1/3”和1/4”。在購買攝像頭時，特別是對攝像角度有比較嚴(yán)格要求的時候，ccd靶面的大小，ccd與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。在相同的光學(xué)鏡頭下，成像尺寸越大，視場角越大。1英寸靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm，對角線16mm。2/3英寸靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm，對角線11mm。1/2英寸靶面尺寸為寬6.4mm

11、*高4.8mm，對角線8mm。1/3英寸靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm，對角線6mm。1/4英寸靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm，對角線4mm。 二、ccd像素    是ccd的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。ccd是由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰?，F(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界，38萬像素以上者為高清晰度攝象機(jī)。三、 水平分辨率    分辨率是用電視線（簡稱線tv lines）來表示的。彩色攝象機(jī)的典型分辨率是在320到500電視線

12、之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。    分辨率與ccd和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1mhz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。四、 最小照度    照度又稱靈敏度。是ccd對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是ccd正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯（lux），數(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。照度是反映光照強(qiáng)度的一種單位，單位是每平方米的流明數(shù)，1lux大約等于1燭光在1米距離的照度1lux=1lm/m*m（l

13、m是光通量的單位）黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是0.02-0.5lux(勒克斯)，彩色攝像機(jī)多在1lux以上。攝像的靈敏度與鏡頭f值有關(guān)，0.97lux/f0.75相當(dāng)于2.5lux/f1.2相當(dāng)于3.4lux/f1.0普通型：正常工作所需照度13lux 月光型：正常工作所需照度0.1lux左右 星光型：正常工作所需照度0.01lux以下 紅外型：采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像 參考環(huán)境與照度：參照環(huán)境大概照度參照環(huán)境大概照度夏日陽光下100000lux室內(nèi)日光燈100lux陰天室外10000lux 黃昏室內(nèi)10lux電視臺演播室1000lux20cm處燭光10-15lux距60w臺燈

14、60cm桌面300lux夜間路燈0.1lux照度值不僅與鏡頭的光圈大?。╢值）有關(guān)，與測試時的周邊環(huán)境也有著較大的關(guān)系，以光圈大小（f值）而言，光圈愈大則其所代表的f值愈小，所需的照度愈低。五、掃描制式根據(jù)各國供電所采用的頻率不同，有pal制和ntsc制之分。50hz：pal制，隔行掃描（pal）制式（黑白為ccir），標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場。60hz：ntsc制式，525行，60場（黑白為eia）。 六、 攝象機(jī)電源交流有220v、110v、24v，直流為12v 或9v。 七、信噪比    當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場景時，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面

15、中的干擾噪點；而取較暗場景時，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強(qiáng)弱與攝像機(jī)的信噪比指標(biāo)有直接關(guān)系，即信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越小。    信噪比是信號電壓對于噪聲電壓的比值，通常用符號s/n來表示。由于在一般情況下，信號電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓，比值非常大，信噪比的單位用db來表示。一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在agc（自動增益控制）關(guān)閉時的值，因為當(dāng)agc接通時，會對小信號進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)提高。    信噪比的典型值為4555db，若為50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)

16、量良好；若為60db，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。 八、 視頻輸出1vp-p、75，采用bnc接頭。 九、鏡頭安裝方式有c和cs方式，兩者的螺紋均為1英寸32牙，直徑為1英寸，差別是鏡頭距ccd靶面的距離不同。    c式安裝座從基準(zhǔn)面到焦點的距離為17.562毫米，比cs式距離ccd靶面多一個專用接圈的長度，cs式距焦點距離為12.5毫米。在安裝鏡頭前，先看一看攝像頭和鏡頭是不是同一種接口方式，如果不是，就需要根據(jù)具體情況增減接圈。有的攝像頭不用接圈，而采用后像調(diào)節(jié)環(huán)（如松下產(chǎn)品），調(diào)節(jié)時，用螺絲刀擰松調(diào)節(jié)環(huán)上的螺絲，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)環(huán)，此時ccd靶面會相對安裝基座向后

17、（前）運動，也起到接圈的作用。另外（如sony，jvc）采用的方式類似后像調(diào)節(jié)環(huán)，它的固定螺絲一般在攝像機(jī)的側(cè)面。擰松后，調(diào)節(jié)頂端的一個齒輪，也可以使圖象清晰而不用加減接圈。十、同步方式 對單臺攝象機(jī)而言，主要的同步方式有下列三種：內(nèi)同步利用攝象機(jī)內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。外同步利用一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機(jī)的外同步輸入端  來實現(xiàn)同步。電源同步也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機(jī)的交流電源來完成垂直推動同步，即攝象機(jī)和電源零線同步。十一、自動增益控制    所有攝象機(jī)都有一個將來自ccd的信號放大到可以使用

18、水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，將微弱的信號放大到能正常使用，從而使攝像機(jī)能在亮度較低的環(huán)境下使用。然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。    需利用攝象機(jī)的自動增益控制（agc）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)agc，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，即在低照度時自動增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。而照度較高時能自動降低增益放大倍數(shù)，保證圖像不發(fā)生畸變。    自動增益打開時，售叼電壓和噪聲電壓被同時放大，信噪比將會減小。此時的噪點也會比較明顯。十二、背光補(bǔ)償 通常，攝象機(jī)的自動

19、增益控制是通過對整個視場的平均亮度來調(diào)節(jié)增益的，但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域，而觀察的主體目標(biāo)處于亮場的包圍中，畫面會顯示一片昏暗，無層次。放大器檢測到的信號平均電平很高，增益的倍數(shù)也隨之減少，無法改進(jìn)畫面主體目標(biāo)的明暗度。     當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時，攝象機(jī)僅對整個視場的部份區(qū)域進(jìn)行檢測，來得到整個視場的平均信號電平，從而確定agc電路的工作值。由于子區(qū)域的平均電平很低，所以增益也會較高。整個畫面都會更加明亮。十三、電子快門   這是一個類比于照像機(jī)的機(jī)械快門功能提出的一個術(shù)語，相當(dāng)于控制ccd圖像傳感受器的感光時間，感光時間越長，電荷積累時間

20、也就越長，輸出信號電流的強(qiáng)度也就越大。在照度較高的地方，感光時間要求短些，否則畫面會偏白。在照度較低的地方，感光時間要求長些，這樣畫面會積累較多的電荷，從而使圖像變得清晰。ccd攝像機(jī)的電子快門還可以有效的防止高速移動物體的拖影現(xiàn)象。十四、白平衡     圖像的各種色彩是由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成的，當(dāng)電路中的紅、綠、藍(lán)三種色彩各自的的信號電壓相等時，可以在監(jiān)視器上輸出純白色的被攝景物，此時稱之為白平衡。此時，攝像機(jī)能夠顯示最真實的被攝物體。白平衡如果未調(diào)節(jié)好，顯示的畫面將出現(xiàn)偏色（紅、藍(lán)、綠）的情況。白平衡設(shè)置有兩種方式，自動白平衡和手動白平衡a、 &#

21、160;自動白平衡 連續(xù)方式此時白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為28006000k。這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。 按鈕方式先將攝象機(jī)對準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo)，然后將自動方式開關(guān)從手動撥到設(shè)置位置，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動方式開關(guān)撥回手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時白平衡設(shè)置將保持在攝象機(jī)的存儲器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?，其范圍?30010000k，在此期間，即使攝象機(jī)斷電也不會丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白

22、平衡最為精確和可靠，適用于大部分應(yīng)用場合。 b、手動白平衡 開手動白平衡將關(guān)閉自動白平衡，此時改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達(dá)107個等級供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少蘭色各一個等級。除次之外，有的攝象機(jī)還有將白平衡固定在3200k（白熾燈水平）和5500k（日光水平）等檔次命令。十五、低速快門（slow/shutter）    此類的攝影機(jī)獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加ccd在單幀圖  像的爆光量，從而提高攝像機(jī)對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指針，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機(jī)

23、時要注意盡可能不要同云臺一起使用，否則會造成丟失畫面的現(xiàn)象。在獲得低照度下圖像上還有一些其它的辦法，但都不能從根本上解決照度問題。    此類攝像機(jī)又稱為（畫面）累積型攝像機(jī)，是利用計算機(jī)內(nèi)存的技術(shù)，連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個影像清晰的畫面，運用slow shutter技術(shù)降低攝像機(jī)照度至0.008lux/f1.2（×128），并且畫面能夠累積的幀數(shù) (128幀)是屬于甚至包括進(jìn)口品牌再內(nèi)的領(lǐng)先水平。此類型低照度攝像機(jī)適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜間生物活動觀察，夜間軍事海岸線監(jiān)視等，屬性較靜態(tài)場所的監(jiān)視。 各種攝像機(jī)的

24、概念及分析 一、彩色ccd攝像機(jī)二、黑白ccd攝像機(jī)三、一體化攝像機(jī)四、日夜兩用型ccd攝像機(jī)五、超低照度攝像機(jī)六、高速球型攝像機(jī)七、dsp攝像機(jī)在模擬制式的基礎(chǔ)上引入部分?jǐn)?shù)字化處理技術(shù)，稱為數(shù)字信號處理（dsp，digital signal processor）攝象機(jī)。該種攝象機(jī)具有以下優(yōu)點：、由于采用了數(shù)字檢測和數(shù)字運算技術(shù)而具有智能化背景光補(bǔ)償功能。常規(guī)攝象機(jī)要求被攝景物置于畫面中央并要占據(jù)較大的面積方能有較好的背景光補(bǔ)償，否則過亮的背景光可能會降低圖像中心的透明度。而dsp攝象機(jī)是將一個畫面劃分成48個小處理區(qū)域來有效地檢測目標(biāo)，這樣即使是很小的、很薄的或不在畫面中心區(qū)域的景

25、物均能清楚地呈現(xiàn)。 、由于dsp技術(shù)而能自動跟蹤白平衡，即可以在任何條件檢測和跟蹤“白色”，并以數(shù)字運算處理功能來再現(xiàn)原始的色彩。傳統(tǒng)的攝象機(jī)因系對畫面上的全部色彩作平均處理，這樣如果彩色物體在畫面上占據(jù)很大面積，那么彩色重現(xiàn)將不平衡，也就是不能重現(xiàn)原始色彩。dsp攝象機(jī)是將一個畫面分成48個小處理區(qū)域，這樣就能夠有效地檢測白色，即使畫面上只有很小的一塊白色，該攝象機(jī)也能跟蹤它從而再現(xiàn)出原始的色彩。在拍攝網(wǎng)格狀物體時，可將由攝象機(jī)彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少。八、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)九、自動跟蹤的球型攝像機(jī)十、超感度攝像機(jī)（exview/had）。      

26、一般的超低照度攝像機(jī)大都采用exview had 技術(shù)，采用exview had ccd的攝像機(jī)， 對外界光線的敏感程度會大大提高，在近紅外區(qū)域，其感度可以提高到普通攝像機(jī)的4倍。因此，即使在非常暗的環(huán)境下，這種攝像機(jī)通常可以看到人眼看不到的物體，這一技術(shù)的出現(xiàn)受到了監(jiān)控市場的歡迎，對各種光照環(huán)境下均可表現(xiàn)出最佳的效果，特別是配合專用的紅外照明設(shè)備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實現(xiàn)0照度的監(jiān)控（完全無光的情況下）。在近紅外760mm-1100mm的近紅外區(qū)域，如果配合合適波長的紅外照明，就可以實現(xiàn)清晰的黑白圖像。    超感度攝像機(jī)（exview/had），又稱24小時攝像

27、機(jī)，其彩色照度可達(dá)0.05lux，黑白則可達(dá)0.003-0.001lux（亦可搭配紅外線以達(dá) 0lux）不僅能清晰的辯識影像，更是實時連續(xù)的畫面。鏡頭的主要功能攝像機(jī)鏡頭是視頻監(jiān)視系統(tǒng)的最關(guān)鍵設(shè)備，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)，因此，攝像機(jī)鏡頭的選擇是否恰當(dāng)既關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量，又關(guān)系到工程造價。        鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體，如果沒有晶狀體，人眼看不到任何物體；如果沒有鏡頭，那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一片，沒有清晰的圖像輸出，這與我們家用攝像機(jī)和照相機(jī)的原理是一致的。 當(dāng)人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時，也就是人們常說

28、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，可以調(diào)整攝像頭的后焦點，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。由此可見，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)計人員和施工人員都要經(jīng)常與鏡頭打交道：設(shè)計人員要根據(jù)物距、成像大小計算鏡頭焦距，施工人員經(jīng)常進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，其中一部分就是把鏡頭調(diào)整到最佳狀態(tài)。 鏡頭的分類    鏡頭的分類方法很多，從外形、安裝方式、使用場所、實際功能、使用效果等都可以進(jìn)行分類。 一、基礎(chǔ)分類表 二、各類鏡頭詳解 1安裝方式 所有的攝象機(jī)鏡頭均

29、是螺紋口的，攝象機(jī)的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即安裝座和安裝座。兩者螺紋部分相同，但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。 安裝座：從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點的距離是17.526mm。 安裝座：特種安裝，此時應(yīng)將攝象機(jī)前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點的距離是12.5mm。 如果要將一個安裝座鏡頭安裝到一個安裝座攝象機(jī)上時，則需要使用鏡頭轉(zhuǎn)換器。 2鏡頭規(guī)格 攝象機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝象機(jī)的尺寸而定，兩者應(yīng)相對應(yīng)。即 攝象機(jī)的靶面大小為英寸時，鏡頭應(yīng)選英寸。 攝象機(jī)的靶面大小為英寸時，鏡頭應(yīng)選英寸。攝象機(jī)的靶面大小為英寸時，鏡頭應(yīng)選英寸。 如果鏡頭尺寸與攝象機(jī)靶面尺寸不一致時，觀察角度將不符合設(shè)計

30、要求，或者發(fā)生畫面在焦點以外等問題。 3鏡頭光圈 鏡頭有手動光圈（manual iris）和自動光圈（auto iris）之分，配合攝象機(jī)使用。 手動光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用場合，自動光圈鏡頭因亮度變更時其光圈亦作自動調(diào)整，故適用亮度變化的場合。 自動光圈鏡頭有兩類：一類是將一個視頻信號及電源從攝象機(jī)輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，稱為視頻輸入型；另一類則利用攝象機(jī)上的直流電壓來直接控制光圈，稱為輸入型。 自動光圈鏡頭上的（自動鏡頭控制）調(diào)整用于設(shè)定測光系統(tǒng)，可以以整個畫面的平均亮度，也可以以畫面中最亮部分（峰值）來設(shè)定基準(zhǔn)信號強(qiáng)度，供給自動光圈調(diào)整使用。    

31、;      已在出廠時經(jīng)過設(shè)定，可不作調(diào)整，但是對于拍攝景物中包含有一個亮度極高的目標(biāo)時，明亮目標(biāo)物之影像可能會造成"白電平削波"現(xiàn)象，而使得全部屏幕變成白色，此時可以調(diào)節(jié)來變換畫面。 自動光圈鏡頭裝有光圈環(huán)，轉(zhuǎn)動光圈環(huán)時，通過鏡頭的光通量會發(fā)生變化，光通量即光圈，一般用表示，其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比，即：f（焦距）（鏡頭實際有效口徑），值越小，則光圈越大。 采用自動光圈鏡頭， 在諸如太陽光直射等非常亮的情況下，用自動光圈鏡頭可有較寬的動態(tài)范圍。 要求在整個視野有良好的聚焦時，用自動光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。 要求在亮光上

32、因光信號導(dǎo)致的模糊最小時，應(yīng)使用自動光圈鏡頭。 4鏡頭的視場大小 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角度左右，在英寸攝象機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為mm，在英寸攝象機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為mm。 廣角鏡頭：視角度以上，焦距可小于幾毫米，可提供較寬廣的視景。 遠(yuǎn)攝鏡頭：視角度以內(nèi)，焦距可達(dá)幾米甚至幾十米，此鏡頭可在遠(yuǎn)距離情況下將拍攝的物體影響放大，但使觀察范圍變小。 變倍鏡頭（zoom lens）：也稱為伸縮鏡頭，有手動變倍鏡頭和電動變倍鏡頭兩類。 可變焦點鏡頭（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，同時又可提供一個寬廣視景，使監(jiān)視范圍增加。變焦鏡頭可通過設(shè)置自動

33、聚焦于最小焦距和最大焦距兩個位置，但是從最小焦距到最大焦距之間的聚焦，則需通過手動聚焦實現(xiàn)。 針孔鏡頭：鏡頭直徑幾毫米，可隱蔽安裝。 5鏡頭焦距 短焦距鏡頭：因入射角較寬，可提供一個較寬廣的視野。 中焦距鏡頭：標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距的長度視的尺寸而定。 長焦距鏡頭：因入射角較狹窄，故僅能提供狹窄視景，適用于長距離監(jiān)視。 變焦距鏡頭：通常為電動式，可作廣角、標(biāo)準(zhǔn)或遠(yuǎn)望等鏡頭使用。 鏡頭常用術(shù)語及其意義1. iris ( 光圈 ) 2. focus ( 聚焦 ) 3. zoom ( 變焦 ) 4. f-stop ( 光圈孔徑 ) 5. focus length ( 焦距 ) 6f :代表光圈孔徑 : f1

34、.2 , f1.4 , f1.6 , f1.8 , f2.0,數(shù)值越小代表光圈可開啟越大進(jìn)光量越強(qiáng); 7. f. 代表焦距范圍 f : 4mm ; f : 6mm ; f : 8mm 等; 8. zoom lens f : 8-48 ; f : 8-80 ; f : 7.5-120 等 鏡頭的主要性能指標(biāo)一、焦距焦距的大小決定著視場角的大小，焦距數(shù)值小，視場角大，所觀察的范圍也大，但距離遠(yuǎn)的物體分辨不很清楚；焦距數(shù)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(yuǎn)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(yīng)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(yīng)該充

35、分考慮是觀測細(xì)節(jié)重要，還是有一個大的觀測范圍重要，如果要看細(xì)節(jié)，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。 二、光闌系數(shù)光闌系數(shù)即光通量，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(biāo)有最大f值，例如6mm/f1.4代表最大孔徑為4.29毫米。光通量與f值的平方成反比關(guān)系，f值越小，光通量越大。鏡頭上光圈指數(shù)序列的標(biāo)值為1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其規(guī)律是前一個標(biāo)值時的曝光量正好是后一個標(biāo)值對應(yīng)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(shù)

36、值是后一數(shù)值的根號2倍，因此光圈指數(shù)越小，則通光孔徑越大，成像靶面上的照度也就越大。三、手動光圈鏡頭和自動光圈鏡頭鏡頭的光圈還有手動（manual iris）和自動光圈（auto iris）之分。配合攝像頭使用，手動光圈適合亮度變化不大的場合，它的進(jìn)光量通過鏡頭上的光圈環(huán)調(diào)節(jié)，一次性調(diào)整合適為止。自動光圈鏡頭會隨著光線的變化而自動調(diào)整，用于室外、入口等光線變化大且頻繁的場合。     自動光圈鏡頭：自動光圈鏡頭目前分為兩類：一類稱為視頻（video）驅(qū)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(zhuǎn)換成對光圈馬達(dá)的控制。另一類稱為直流（dc）驅(qū)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(dá)，要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。對于各