01 基礎(chǔ)知識

鏡頭的組成

鏡頭由一組或多組光學(xué)玻璃鏡片組成，透過機(jī)械的結(jié)構(gòu)以光學(xué)原理形成鏡像，不同的鏡片組合成像距離也各有長短。

鏡頭的作用

從被攝物體收集光信號到攝像機(jī)光電傳感器的光敏區(qū)，是監(jiān)控攝像機(jī)的眼睛。

鏡頭的分類

鏡頭的主要參數(shù)

鏡頭的像面尺寸選擇

鏡頭像面尺寸必須大于等于傳感器尺寸，鏡頭尺寸如果小于傳感器尺寸，則會在圖像四周出現(xiàn)黑邊。

焦距和視場角

焦距：監(jiān)控攝像機(jī)中，焦距是指從鏡片中心到圖像傳感器靶面的距離。鏡頭焦距的長短決定著成像大小，視場角大小，景深大小等。 視場角：鏡頭在其接受元件上所能看到的空間范圍叫做視場角，通常我們所講的視場角一般是鏡頭的圖像水平視場角。 鏡頭焦距與鏡頭視場角的關(guān)系：焦距與視場角是一一對應(yīng)的，一個確定的焦距意味著一個確定的視場角，我們分兩種情況來看： ①鏡頭成像尺寸一定時，鏡頭焦距越長，其鏡頭的視場角就越小。 ②鏡頭焦距一定時，鏡頭成像尺寸越大，其鏡頭的視場角也越大。

不同焦距下成像效果

光闌和光闌系數(shù)

光闌：為了控制通過鏡頭的通光量大小，在鏡頭的后部均設(shè)置了一些帶孔的金屬薄片，稱為光闌(俗稱光圈)。 光闌系數(shù)：鏡頭的通光量以鏡頭的焦距f和通光孔徑D的比值來衡量，稱為光闌系數(shù)，以F為標(biāo)記，F(xiàn)=f/D。每個鏡頭上都標(biāo)有最大F值，如F1,F2,F2.8等。

光闌大小F與通光量的關(guān)系

F值與光闌大小以及通光量大小的關(guān)系(焦距一定時)，通光量與F值的平方成反比關(guān)系。 F值越小，光闌越大，到達(dá)攝像機(jī)sensor靶面的通光量就越大。

不同F(xiàn)值的鏡頭通光量比較

景深

對被攝物體聚實焦點時，聚實點前后一定范圍內(nèi)看上去景物都是清晰的，這個前后的一定范圍就成為景深。

影響景深的因素：

①焦距。焦距越長，景深越淺;焦距越短，景深越深。

②物距。距離越近，景深越淺;距離越遠(yuǎn)，景深越深。

③光圈。光圈越大，景深越淺;光圈越小，景深越深。

鏡頭接口類型

02 鏡頭選型

鏡頭像面尺寸選擇

鏡頭焦距的選擇

估算法(適用于4nm以上的鏡頭)：某人距離攝像機(jī)10米。 ①要看清人臉，用20mm左右的鏡頭。 ②要看清人體輪廓，用10mm左右的鏡頭。 ③要監(jiān)控人的活動畫面，用5mm左右的鏡頭。

各類焦距效果

手動、自動光圈鏡頭

手動光圈鏡頭：適用于光線基本保持恒定的室內(nèi)場所。手動光圈是最簡單的鏡頭，由數(shù)片金屬薄片構(gòu)成，光通量靠鏡頭外徑上的一個環(huán)調(diào)節(jié)，旋轉(zhuǎn)此圈可使光圈收小或放大。 自動光圈鏡頭：適用于光線變化大環(huán)境，如戶外或人工照明經(jīng)常開關(guān)的地方。自動光圈鏡頭目前分兩類： ①視頻驅(qū)動(VIDEO)驅(qū)動型，鏡頭本身含放大器電路，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。 ②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，只包含電流計式光圈馬達(dá)，要求攝像機(jī)內(nèi)有放大器電路。

定焦、變焦鏡頭

定焦鏡頭：一般與電子快門攝像機(jī)配套，適用于室內(nèi)監(jiān)視某個固定目標(biāo)的場所，一般分三類：

①短焦距鏡頭(焦距小于成像尺寸)，又稱廣角鏡頭，主要用于環(huán)境照明條件差，監(jiān)視范圍要求寬的場合。

②中焦距鏡頭(焦距與成像尺寸相近)，又稱標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距的長度視sensor的尺寸而定。 ③長焦距鏡頭(焦距大于成像尺寸)，又稱望遠(yuǎn)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。

變焦鏡頭：又稱變倍鏡頭，變焦鏡頭在不改變拍攝距離的情況下，一定范圍內(nèi)可以變換焦距，相當(dāng)于若干個定焦鏡頭，可分為兩種：

①手動變焦：有一個焦距調(diào)整環(huán)，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整焦距，一般用在對監(jiān)視現(xiàn)場的環(huán)境情況不十分了解，要求較為嚴(yán)格，用定焦鏡頭不易滿足要求的場合 ②電動變焦：有兩個微型電動機(jī)，其中一個電動機(jī)與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，當(dāng)其受控而轉(zhuǎn)動時可改變鏡頭的焦距(Zoom);另一個電動機(jī)與鏡頭的對焦環(huán)嚙合，當(dāng)其受控而轉(zhuǎn)動時可完成鏡頭的對焦(Focus)。由于該鏡頭增加了兩個可遙控調(diào)整的功能，因而此種鏡頭也稱作電動兩可變鏡頭。

03 鏡頭調(diào)試

鏡頭的組成

1.確認(rèn)鏡頭接口類型是否與攝像機(jī)接口一致

2.移開鏡頭防塵裝置，連接上鏡頭

3.對于自動光圈鏡頭，還應(yīng)將鏡頭的控制線連接到攝像機(jī)的自動光圈接口上

4.調(diào)節(jié)鏡頭變倍組，使鏡頭處于低倍的狀態(tài)下(大視場角)，調(diào)攝像機(jī)靶面調(diào)節(jié)環(huán)(背焦調(diào)節(jié))，使像面清晰

5.調(diào)節(jié)鏡頭聚焦組，確認(rèn)鏡頭從低倍(大視角)到高倍(小視角)變化過程中，調(diào)節(jié)調(diào)焦組均能使像面處于清晰狀態(tài)

注意事項

自動光圈鏡頭調(diào)節(jié)：關(guān)閉攝像機(jī)上電子快門及逆光補償?shù)乳_關(guān)，將攝像機(jī)對準(zhǔn)欲監(jiān)視的場景，調(diào)整鏡頭的光圈與對焦環(huán)，使監(jiān)視器上的圖像最佳。

手動光圈鏡頭調(diào)節(jié)：將攝像機(jī)的電子快門開關(guān)置于ON，并在應(yīng)用現(xiàn)場最為明亮(環(huán)境光照度最大)時，將鏡頭光圈盡可能開大并仍使圖像為最佳(不能使圖像過于發(fā)白而過載)。

變焦鏡頭調(diào)節(jié)：應(yīng)先調(diào)節(jié)鏡頭的焦距組(Far-Near)，再調(diào)節(jié)聚焦組(Wide-Tele)。