《安防系统规范与技术 7 视频监控系统设备与技术》.ppt

一、镜头及其选择应用技术 （一）镜头的基本概念 镜头的作用是从被摄物体收集光信号到摄像机光电传感器的光敏区。 1．镜头的组成 镜头是由一组透镜和光阑组成的。透镜分为凸透镜和凹透镜。 凸透镜对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜、正透镜。 常用的凸透镜有双凸、平凸、正弯月三类， 变焦镜头 既要使镜头的焦距在很大范围内连续可调， 要保证成像面固定地落在摄像机光电传感器的光敏区。 非球面镜头 是镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线， 具有变倍高、物距短、光圈大的特点。 一、镜头及其选择应用技术 （一）镜头的基本概念 2．镜头的光阑 能进入镜头成像的光束，其大小是由透镜框和其他金属框决定的。 还要在镜头中设置一些带孔的金属薄片来限制光束，称为光阑。 光圈调节环调节镜头的进光量，调节环的转动带动镜头内的黑色叶片 以光轴为中心作伸缩运动，这一套装置称为可变孔径光阑。 物方空间可以被镜头清晰成像的范围称为镜头的视场， 镜头中限定成像面大小的光阑叫视场光阑。 不在中心轴上点的成像光束小于轴上点的成像光束， 从而使成像面边缘的光照度降低而变暗，这种现象称为轴外点的渐晕。 对轴外点产生渐晕的光阑称为渐晕光阑。 由非成像物点射入镜头的光束或由折射面和镜头内壁反射产生的光束称为杂光。 。 一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数 镜头的基本参数有焦距、最大相对孔径、视场角、接口形式等。 1．焦距（Focus） 由物方射入一束平行光轴的光，经镜头后交于光轴F点，称为焦点。 焦点到镜头中心的距离是焦距，焦距一般用f表示。 焦点到镜头最后一面的距离称为镜头的后截距。 变焦镜头的焦距是连续可变的，手动调焦镜头调节调焦环并不改变焦距。 调焦环上标有0.5、1、2、4、∞ 表示物体距离为0.5m、1m、2m、4m、∞时调焦最好，图像最清晰。 一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数 2．相对孔径 相对孔径A是入射光瞳直径D与焦距f之比。即A=D/f 镜头都标出相对孔径最大值 例如一个镜头标有“TV LENS 8mm 1∶1.4”表示这是一个电视镜头， 焦距为8mm，最大相对孔径是1∶1.4， 也就说镜头允许的最大入射光束直径为：8×1/1.4=5.7mm。 为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设置了光圈。 光圈是相对孔径的倒数，用F表示，F16就是相对孔径D/f=1∶16， 镜头调节环上将字母F省略，标有1.4、2、2.8、4、5.6、8…是光圈数 F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大。 所以在焦距f相同的情况下，F值越小，表示镜头越好。 一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数 3．视场角 摄像机的光电传感器是4∶3的矩形，宽为w、高为h，对角线长为d。 镜头的水平视角ωw、垂直视角ωh、对角线视角ωd分别表示为： 1/2’镜头装在1/3’摄像机上，摄像机的视角比镜头标明的视角小； 1/3’镜头装在1/2‘摄像机上，摄像机的图像不能充满监视器全屏幕。 一般的手动调焦镜头，调节调焦环时，视场角不变； 而变焦镜头，调整变焦环时，视场角跟着改变。 一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数 4．C和CS安装接口 C和CS安装接口是国际标准接口，对螺纹长度、制造精度、公差有规定 C和CS安装都是25.4mm（1英寸）-32UN英制螺纹连接， C型接口的装座距离（安装基准面至像面的空气光程）为17.526mm， CS型接口的装座距离为12.5mm。 C接口的镜头可以通过一个C型接口适配器再安装在CS接口的摄像机上， 如果不用适配器强行安装会损坏摄像机的光电传感器。 CS接口的镜头不能安装在C接口的摄像机上。 有的摄像机有后截距调整环，允许使用C接口或CS接口的镜头。 一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数 1．光圈（Aperture） 光圈是一个用来控制光线透过镜头进入机身内感光面的光量的装置。 已经制造好的镜头不能改变镜头直径， 可在镜头内加多边形或圆型面积可变的孔状光栅来达到控制通光量的装置。 完整的光圈值系列如下： F1，F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11，F16，F22，F32，F44，F64。 光圈F值愈小，单位时间内进光量愈多，上一级的进光量是下一级的两倍。 一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数 2．快门（Shutter） 快门是镜头前阻挡光线进来的装置，一般快门的时间范围越大越好。 快门与光圈在一起，被称作确定曝光时间的重要机件。 快门的种类有装在镜头部分的镜头快门， 靠电子手段控制开闭时间的电子快门， 靠近片膜的焦平面快门等。 3．景深（Depth of field） 聚