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世界今头条!监控摄像头参数_监控摄像头的参数有哪些

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(资料图片仅供参考)

监控摄像头参数(监控摄像头的参数是什么)

摄像机是视频监控系统的关键设备,相当于我们眼中的晶状体结构,负责将外界的场景投射到一个平面上。如果没有镜头,人什么也看不见;如果没有镜头,那么相机输出的图像就是白色的,没有清晰的图像输出。类似于近视或者远视,相机和镜头的配合也有类似的现象。当镜头的成像平面不能正好位于相机的CCD芯片上时,图像就会变得不清晰。

因此,镜头在闭路监控系统中的作用非常重要。设计师和施工人员要经常和镜头打交道:设计师要根据物距和成像大小计算镜头的焦距,施工人员要经常进行现场调试,其中一项就是把镜头调整到更佳状态。

一、照相机镜头的分类

视频监控系统中的摄像机镜头有很多种,按焦距可分为短焦距镜头、中焦距镜头和长焦镜头。根据视野大小有广角、标准、长焦镜头;结构上分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三变(光圈、焦距、焦距均可变)镜头等。

二、相机镜头的主要参数

1.焦距

我们知道,平行光纤通过凸透镜会聚在一个焦点上,这个焦点距离透镜中心的长度就是焦距。现有的透镜一般可视为凸透镜组。对于固定焦距的镜头,即定焦镜头;焦距可以调节的透镜是变焦透镜。

焦距的大小决定了视角的大小。焦距小,视角大,观察范围也大,但是物体之间的距离不是很清楚。焦距大,视角小,观察范围小。只要焦距选择得当,即使很远的物体也能看得很清楚。由于焦距与视角是一一对应的,所以一定的焦距就意味着一定的视角。所以在选择镜头的焦距时,要充分考虑是观察细节重要还是观察范围大重要。如果我们想看到细节,我们应该选择长焦距镜头。如果想近距离看大场面,选择小焦距的广角镜头。

焦距不仅决定视角,还在一定程度上影响图像的景深。要了解景深,可以从“对焦”入手。在调整相机时,我们调整相机镜头,使距离相机一定距离的景物清晰成像,这就是所谓的对焦。场景所在的点称为焦点。景深是保证对焦前后景物清晰成像的范围之和,称为景深,意思是只要在这个范围内的景物都可以清晰地拍摄下来。景深首先和镜头的焦距有关。焦距长的镜头景深小,焦距短的镜头景深大。其次,景深和光圈有关。光圈越小,景深越大。光圈越大,景深越小。一般来说,前景深度小于景深,也就是说,经过精确对焦后,焦点前近距离内的景物可以清晰成像,而焦点后远距离内的景物可以清晰成像。

(1)基于焦距的分类和应用

根据镜头焦距是否可变,支持哪种变化模式,我们可以将相机镜头分为定焦镜头、手动变焦镜头和电动变焦镜头。定焦和变焦镜头的选择一般取决于被监控场景的特性和经济性。对于文物岗亭、收费窗口等监控相对固定的地方,使用定焦镜头比较经济。毕竟定焦镜头比变焦镜头便宜。

当我们无法确定哪个位置是更佳焦点时,比如一些狭窄的通道或区域,变焦镜头的使用有更大的灵活性,我们可以根据现场情况确定哪个焦距最合适。至于变焦范围,可以根据监控范围的长短来确定。常用的规格有2.8 ~ 13 mm和3.5 ~ 8 mm。

当电动变焦镜头用于监控大场景时,通常与电动镜头和云台配合使用。电动镜头的优点是变焦范围大,不仅可以看大范围的情况,还可以聚焦某个细节。另外云台可以上下左右旋转,可视范围非常大。电动镜头有6、10、15、20倍等多种放大倍数。如果知道参考焦距,就可以确定镜头焦距的可变范围。例如,如果一个6倍镜头的参考焦距为8.5毫米,则其变焦范围在8.5毫米至51毫米之间连续可调,其视场角为31.3至5.5度。电动镜头控制电压一般为8V ~ 16V DC,更大电流为30mA。因此,在选择控制器时,应充分考虑传输电缆的长度。如果距离太远,线路产生的电压降会导致镜头失控。需要提高输入控制电压或者更换视频矩阵主机配合解码器进行控制。

相机的焦距与其视场角密切相关。镜头的视角可分为图像的水平视角和垂直视角,图像的水平视角大于图像的垂直视角。通常我们所说的视角一般是指镜头的水平视角。

根据相机镜头的水平视场角,相机镜头可分为标准镜头(或中焦镜头)、广角镜头(或短焦镜头)和长焦镜头。

标准镜头:视角30度左右。在1/2寸CCD相机中,标准镜头的焦距设置为12mm,在1/3寸CCD相机中,标准镜头的焦距设置为8mm,一般用于走道、小区周界等地方。

广角镜头:视角大于90度,焦距可以小于几毫米,可以提供更广的视野。

望远镜镜头:视角在20度以内,焦距可以达到几米甚至几十米。这种镜头可以在远距离放大被摄物体的影响,但观察范围变小。

2.孔径系数

光圈系数,即光圈指数,用F表示,用镜头焦距F与通光孔径d的比值来衡量,每个镜头都标有更大F值,例如6mm/P1.4表示更大光圈为4.29mm,它与光通量F值的平方成反比。F值越小,光通量越大。镜头光圈指数序列的目标值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等。规则是前一个目标值的曝光量正好是后一个目标值的两倍。也就是说,镜头的通光孔径分别是1/1.4,1/2,1/2.8,1/4,1/5.6,1/8,1/11,1/16,1/22。前一个值是后一个值的根号的两倍,所以光圈指数越小,通光孔径和成像目标面越大。

视频监控系统的摄像机镜头光圈可分为手动光圈和自动光圈。手动光圈适用于亮度变化不大的场合,其进光量由镜头上的光圈环调节,直至一次性调节合适。自动光圈镜头会随着光线的变化自动调节光线光圈,保证相机的亮度相对稳定。用于室外、人群等光线变化大且频繁的场所。

目前自动光圈镜头分为两种:一种叫视频驱动型,镜头本身含有放大电路,将来自相机的视频幅度信号转换为光圈电机的控制。

另一种类型被称为直流(DC)驱动型,它使用相机上的DC电压来直接控制光圈。这种镜头只包含振镜式光圈电机,需要相机中有放大电路。各种自动光圈镜头,一般都有两个可调旋钮。一种是ALC调节(测光调节),根据目标光照条件有峰值测光和平均测光两种选择。一般选择平均测光档;另一个是电平调节(感光度),可以使输出图像变亮或变暗。

自动光圈镜头上的ALC(自动镜头控制)调节用于设置测光系统。参考信号强度可以通过整个画面的平均亮度或画面最亮的部分(峰值)来设置,可用于自动光圈调节。一般来说,ALC已经在工厂设定好了,所以没必要调整。但是,当拍摄场景中包含亮度极高的目标时,亮目标的图像可能会造成“白级削波”现象,使整个屏幕变成白色。这时,你可以调整ALC来改变画面。

(1)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和畸变,但对于用户来说,他们需要知道的只是镜头的空之间的分辨率,以每毫米可分辨的黑白条纹数为计量单位。计算公式为:镜头的分辨率N-180/画幅高度。由于相机的CCD靶面尺寸已经标准化,如1/2英寸相机,其靶面为6.4mm*宽4.8mn高,1/3英寸相机为4.8mm×宽3.6mm高。因此,对于1/2英寸格式的CCD目标表面,镜头的最小分辨率应为38对线/mm,对于1/3英寸格式的相机,应大于50对线。相机的目标面越小,镜头的分辨率越高。

(2)红外感应能力

因为玻璃对不同波长的光的折射率不同,所以焦点的位置也会不同。目前市面上的普通镜片可以将波长相差约250nm的光线聚焦在同一平面上,即430 ~ 650 nm或650 ~ 900 nm范围内的光线都可以成功聚焦,呈现清晰的影像,这也是普通镜片白天清晰,夜视模糊,或者夜视清晰,白天模糊的原因。

专业的红外感光镜片采用特殊镜片(超低色散),可以将430 ~ 900 nm甚至更长波长范围内的光线集中在同一平面上,因此无论白天还是夜晚都很清晰。

专业的红外敏感镜头因为镜片材料特殊,价格不菲。有些厂商为了降低价格,采用镀膜的方式,使用特殊材料进行光线矫正,也可以部分达到红外感应镜片的效果。但是不好的镀膜工艺容易脱落蒸发,会影响镜片原有的成像清晰度。

3.相机镜头的正确使用

设备选型必须结合现场环境的要求,并考虑一定的经济性。这里就来说说如何根据使用环境的不同来正确选择相机镜头。

(1)镜头焦距的选择

一般来说,相机焦距是通过计算的方法来选择的。根据摄像机成像目标的大小(宽W,高H),监控范围的大小(宽W或高H)和监控点与摄像机的距离(L),摄像机所需焦距由下式计算。

等式1: f=W*L/w(W,L单位m,f,W单位mm)

等式2: f=H*L/h(H,L单位m,f,H单位mm)

例如,当选择1/2”镜头时,图像尺寸为u=4.8mm,H = 6.4mm。

镜头到场景的距离为D = 3,500mm,场景的实际高度为U = 2,500mm(场景的实际宽度可以用下面的公式计算:H=1.333,由相机取景器的CCD片决定)。

将上述参数代入公式1,可以得到f=4.8。

300/2500 = 6.72mm,所以选择6mm的定焦镜头。(2)镜头C和CS接口的选择

相机镜头都是有螺纹的,CCD相机的镜头安装接口有两个行业标准,分别是C安装底座和CS安装底座。两者螺纹相同,只是镜片到感光面的距离不同。

c安装基座:镜头安装基准到焦点的距离为17.526毫米..

CS安装底座:特殊C安装,镜头安装基准面到焦点的距离为12.5毫米

在选型时,一定要注意相机与镜头安装方式的匹配,即镜头与相机的安装座要一致。因为C-mount的螺纹深度比CS大,所以CS的镜头不能安装在C-mount的相机上,但是当一个C-mount的镜头可以安装在CS-mount的相机上时,就需要一个镜头转换器(增加深度的垫片)。

4.镜头与CCD尺寸的匹配

那么在镜头的选择上为什么要考虑CCD目标的大小呢?为了使1/3″和1/2″CCD相机获得相同的视角,必须缩短1/3″CCD相机的镜头焦距;相反,如果1/3″CCD和1/2″CCD相机使用相同焦距的镜头会怎样?1/3”CCD相机的视角相对于1/2”CCD相机会明显缩小,1/3”CCD相机的图像在显示器上会放大,造成使用长焦距镜头的效果。

另外,在选择镜头时要注意这样一个原则:靶面大的CCD相机的镜头可以用于靶面小的CCD,反之亦然。原因是:1/2″CCD相机如果采用1/3″镜头,入射光会变小,色彩变差,甚至图像会有缺陷;反之,入射光会更大,色彩会更好,成像效果肯定会更好。当然,考虑到各种因素,相机更好选择与之相匹配的镜头。

(1)手动和自动光圈镜头的选择

手动和自动光圈镜头的选择取决于使用环境的照度是否恒定。

在环境照度不变的情况下,如电梯轿厢、封闭的楼道、没有阳光直射的房间,可以使用手动光圈镜头。这样,在系统初始安装调试时,可以根据环境的实际照度一次性调整镜头的光圈大小,获得满意的亮度画面。

对于环境照度不断变化的场合,如照度随日照时间变化较大的门厅、窗户、大堂等,需要使用自动光圈镜头(必须使用带自动光圈镜头插座的相机),这样才能实现画面亮度的自动调节,获得亮度恒定的良好监控画面。

自动光圈镜头的控制信号可分为DC和视频控制,即DC电压控制和视频信号控制。在自动光圈镜头类型的选择,相机自动光圈镜头插座的连接方式,自动光圈镜头驱动模式开关的选择上,三者要协调好。

(2)定焦和变焦镜头的选择

定焦和变焦镜头的选择取决于被监控场景范围的大小和被监控场景画面所需的清晰度。

在一定的镜头规格下(镜头规格一般分为1/3寸、1/2寸、2/3寸等。),镜头焦距与镜头视角的关系如下:镜头焦距越长,镜头视角越小;镜头焦距固定时,镜头规格与镜头视角的关系如下:镜头规格越大,镜头视角越大。所以从上面的关系可以看出:当镜头的物距固定时,随着镜头焦距的增加,在系统末端的监视器上看到的监控场景的画面范围会更小,但画面细节会越来越清晰;随着镜头规格的增加,系统末端的监视器上看到的监控场景范围会增大,但其细节会越来越模糊。

在狭窄的监控环境中,如电梯车厢,狭窄的房间应采用短焦距广角或超广角定焦镜头,如带CS接口的1/2″镜头和3.6mm或2.6mm镜头。这些镜头的视场角不小于99°或127°,这是在狭窄空室内摄像机一般仰角在2.5m左右时摄像机的视场角手动变焦镜头,如日产ComputerT2Z2814CS-2镜头,也可根据现场实际情况选择。这个镜头是1/3″CS接口手动光圈镜头,焦距可以两次调节(手动对焦)。对焦范围为2.8 ~ 6.0 mm,视场角变化范围为96° ~ 47.2°。这种镜头非常适合在狭窄的监控环境中使用。使用时,可根据实际需要,方便灵活地实现对被监控场景“点”或“面”的监控效果。

(3)电动变焦镜头的使用

对于一般的变焦镜头,由于其最小焦距通常在6.0mm左右,所以其更大视场角在45°左右。如果在这种狭窄的监控环境下使用这种镜头,其监控死角必然会增加。虽然可以通过操作控制前端云台来降低,但肯定会增加系统的工程成本(系统需要增加前端解码器,云台,云台。

在开放的监控环境中,首先要根据监控环境的开放程度,以用户在系统的末端监视器上看到的监控场景图像的清晰度,监控场景中心到摄像机镜头的直线距离作为参考。在直线距离一定且覆盖整个监控场景图像的前提下,应尽可能考虑长焦距镜头,以便在系统的末端监视器上获得细节更清晰的监控场景图像。在这种环境下,还可以考虑变焦(放大)镜头(电动三变镜头),可以根据系统的设计要求和系统的性价比来确定。选择时还应考虑两点:调整到最短焦距时(看全景),应能满足覆盖主要监控场景的要求;

当调整到最长焦距时(详见),应能满足观察监控场景细节的要求。

通常在室内仓库、车间、工厂等环境下,使用6倍或10倍镜头即可满足要求,而在室外仓储区、码头、广场、车站等环境下,可根据实际需要使用10倍、16倍或20倍镜头。(一般镜头放大倍数越高,价格越高。在系统成本允许的前提下,可以适当选择高倍变焦镜头或快球。

关键词: 摄像头

责任编辑:Rex_03

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