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镜头的选择和主要参数详解(二)

2020.7.14
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

2、选择镜头的技术依据


(1)
镜头的成像尺寸

  应与摄像头CCD靶面尺寸相一致,如前所述,有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等规格。


(2)
镜头的分辨率

  描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变,但对用户而言,需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率,以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位,计算公式为:

镜头分辨率N=180 / 画幅格式的高度。


  由于摄像头CCD靶面大小已经标准化,如1/2英寸摄像头,其靶面为宽6.4mm*高4.8mm,1/3英寸摄像头为宽4.8mm*高3.6mm,因此对1/2英寸格式的CCD靶面,镜头的最低分辨率应为38对线/mm。对1/3英寸格式摄像头,镜头的分辨率应大于50对线,摄像头的靶面越小,对镜头的分辨率越高。


(3)
镜头焦距与视野角度

  首先根据摄像头到被监控目标的距离,选择镜头的焦距,镜头焦距f 确定后,则由摄像头靶面决定了视野。


(4)
光圈或通光量

  镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量,以F为标记,每个镜头上均标有其最大的F值,通光量与F值的平方成反比关系,F值越小,则光圈越大。所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。

3、变焦镜头(zoom lens

  变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩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,所以也常被成为变倍镜头。典型的光学放大规格有6倍(6.0~36mm,F1.2)、8倍(4.5~36mm,F1.6)、10倍(8.0~80mm,F1.2)、12倍(6.0~72mm,F1.2)、20倍(10~200mm,F1.2)等档次,并以电动伸缩镜头应用最普遍。


  为增大放大倍数,除光学放大外还可施以电子数码放大。在电动伸缩镜头中,光圈的调整有三种,即:自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其聚焦和变倍的调整,则只有电动调整和预置两种,电动调整是由镜头内的马达驱动,而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位,这样可以免除成像必须逐次调整的过程,可精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中,大部分采用带预置位的伸缩镜头。


  另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能,它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。


4
、镜头与摄像头CCD尺寸的关系

  1/2"镜头既可用于1/2"摄像头,也可用于1/3"摄像头,但视角会减少25%左右。1/3"镜头不能用于1/2"摄像头,只能用于1/3"摄像头。


5
、不同种类镜头的应用范围

手动、自动光圈镜头的应用范围:

  手动光圈镜头是最简单的镜头,适用于光照条件相对稳定的条件下,手动光圈由数片金属薄片构成。光通量通过镜头外径上的一个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户外或人工照明经常开关的地方,自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动,马达受控于摄像头的视频信号。


  手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。


  定焦距(光圈)镜头,一般与电子快门摄像头配套,适用于室内监视某个固定目标的场所作用。定焦距镜头一般又分为长焦距镜头,中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头;焦距小于成像尺寸的称为短距镜头,短焦距镜头又称广角镜头,该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头,短焦距镜头主要用于环境照明条件差,监视范围要求宽的场合;焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头,长焦距镜头又称望远镜头,这类镜头的焦距一般在150mm以上,主要用于监视较远处的景物。


  手动光圈镜头可与电子快门摄像头配套,在各种光线下均可使用。


  自动光圈镜头(EF)可与任何CCD摄像头配套,在各种光线下均可使用,特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面,一般都配自动光圈镜头。


  电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像头配套,在各种光线下均可使用,变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。


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