《摄像机发展史与主要技术16847.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《摄像机发展史与主要技术16847.docx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、前言 什么是CCD？ 在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合元器件。严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。 摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄象元件。是代替摄像管传感器的新型器件。 摄物体
2、的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。 第一章摄像机发展史 第一节CCCD发展展简史 CCD产品品问世已已有300多年，从从当时的的20万万像素发发展到目目前的55008000万像素素，无论论其市场场规模还还是其应应用面，都都得到了了巨大的的发展，可可以说是是在平稳稳中逐步步提高，特特别是近近几
3、年来来，在消消费领域域中的应应用发展展速度更更快。 由于CCDD的技术术生产工工艺复杂杂，目前前业界只只有索尼尼、飞利利浦、柯柯达、松松下、富富士和夏夏普家家厂商可可以批量量生产，而而其中最最主要的的供商应应是索尼尼，飞利利浦和柯柯达，其其中，在在各厂商商市占率率方面，索索尼以550的的市占率率，成为为市场领领导厂商商。索尼尼从700年代研研发CCCD以来来，即将将其广泛泛运用在在摄录放放影机及及广播电电视等专专业用摄摄影机等等器材上上，目前前索尼的的研发水水平仍是是领先于于其它公公司之上上 目前的CCCD组件件，每一一个像素素的面积积和开发发初期比比较起来来，己缩缩小到11/100以下。今今
4、后在应应用产品品趋向小小型化，高高像素的的要求下下，单位位面积将将会更加加的缩小小。在小小型化的的同时，利利用各种种新开发发的技术术，使其其感光度度不会因因为单位位面积缩缩小而受受到影响响，也同同时要求求其性能能维持或或向上提提升。 以下是索尼尼公司按按年代划划分而发发展的CCCD传传感器简简介： 1、HADD感测器器 HAD（HHOLEE-ACCCUMMULAATIOON DDIODDE）传传感器是是在N型型基板，PP型，NN+2极极体的表表面上，加加上正孔孔蓄积层层，这是是SONNY独特特的构造造。由于于设计了了这层正正孔蓄积积层，可可以使感感测器表表面常有有的暗电电流问题题获得解解决。另
5、另外，在在N型基基板上设设计电子子可通过过的垂直直型隧道道，使得得开口率率提高，换换句换说说，也提提高了感感度。在在80年年代初期期，索尼尼将其领领先使用用在可变变速电子子快门产产品中，在在拍摄移移动快速速的物体体也可获获得清晰晰的图象象。 2、ON-CHIIP MMICRRO LLENSS 80年代后后期，因因为CCCD中每每一像素素的缩小小，将使使得受光光面积减减少，感感度也将将变低。为为改善这这个问题题，索尼尼在每一一感光二二极管前前装上微微小镜片片，使用用微小镜镜片后，感感光面积积不再因因为感测测器的开开口面积积而决定定，而是是以微小小镜片的的表面积积来决定定。所以以在规格格上提高高了
6、开口口率，也也使感亮亮度因此此大幅提提升。 3、SUPPER HADD CCCD 进入年年代后期期以来，CCCD的的单位面面积也越越来越小小，19989年年开发的的微小镜镜片技术术，已经经无法再再提升感感亮度，如如果将CCCD组组件内部部放大器器的放大大倍率提提升，将将会使杂杂讯也被被提高，画画质会受受到明显显的影响响。索尼尼在CCCD技术术的研发发上又更更进一步步，将以以前使用用微小镜镜片的技技术改良良，提升升光利用用率，开开发将镜镜片的形形状最优优化技术术，即索索尼 SSUPEER HHAD CCDD技术。基基本上是是以提升升光利用用效率来来提升感感亮度的的设计，这这也为目目前的CCCD基
7、基本技术术奠定了了基础。 4、NEWW STTRUCCTURRE CCCD 在摄影机的的光学镜镜头的光光圈F值值不断的的提升下下，进入入到摄影影机内的的斜光就就越来越越多，使使得入射射到CCCD组件件的光无无法百分分之百的的被聚焦焦到感测测器上，而而CCDD感测器器的感度度将会降降低。年索尼尼公司为为改善这这个问题题，将彩彩色滤光光片和遮遮光膜之之间再加加上一层层内部的的镜片。加加上这层层镜片后后可以改改善内部部的光路路，使斜斜光也可可以被聚聚焦到感感光器。而而且同时时将硅基基板和电电极间的的绝缘层层薄膜化化，让会会造成垂垂直CCCD画面面杂讯的的讯号不不会进入入，使SSMEAAR特性性改善。
8、 5、EXVVIEWW HAAD CCCD 比可视光波波长更长长的红外外线光，也也可以在在半导体体硅芯片片内做光光电变换换。可是是至当前前为止，CCCD无无法将这这些光电电变换后后的电荷荷，以有有效的方方法收集集到感测测器内。为为此，索索尼在119988年新开开发的“EEXVIIEW HADD CCCD”技技术就可可以将以以前未能能有效利利用的近近红外线线光，有有效转换换成为映映像资料料而用。使使得可视视光范围围扩充到到红外线线，让感感亮度能能大幅提提高。利利用“EEXVIIEW HADD CCCD”组组件时，在在黑暗的的环境下下也可得得到高亮亮度的照照片。而而且之前前在硅晶晶板深层层中做的的
9、光电变变换时，会会漏出到到垂直CCCD部部分的SSMEAAR成分分，也可可被收集集到传感感器内，所所以影响响画质的的杂讯也也会大幅幅降低。 第一节 CCCD芯芯片的选选择 CCD芯片片就像人人的视网网膜，是是摄像头头的核心心。 目前市场上上大部分分摄像头头采用的的是日本本SONNY、SSHARRP、松松下、LLG等公公司生产产的芯片片，现在在韩国也也有能力力生产，但但质量就就要稍逊逊一筹。 因为芯片生生产时产产生不同同等级，各各厂家获获得途径径不同等等原因，造造成CCCD采集集效果也也大不相相同。在在购买时时，可以以采取如如下方法法检测：接通电电源，连连接视频频电缆到到监视器器，关闭闭镜头光光
10、圈，看看图像全全黑时是是否有亮亮点，屏屏幕上雪雪花大不不大，这这些是检检测CCCD芯片片最简单单直接的的方法，而而且不需需要其它它专用仪仪器。然然后可以以打开光光圈，看看一个静静物，如如果是彩彩色摄像像头，最最好摄取取一个色色彩鲜艳艳的物体体，查看看监视器器上的图图像是否否偏色，扭扭曲，色色彩或灰灰度是否否平滑。好好的CCCD可以以很好的的还原景景物的色色彩，使使物体看看起来清清晰自然然；而残残次品的的图像就就会有偏偏色现象象，即使使面对一一张白纸纸，图像像也会显显示蓝色色或红色色。个别别CCDD由于生生产车间间的灰尘尘，CCCD靶面面上会有有杂质，在在一般情情况下，杂杂质不会会影响图图像，但
11、但在弱光光或显微微摄像时时，细小小的灰尘尘也会造造成不良良的后果果，如果果用于此此类工作作，一定定要仔细细挑选。 第二章 摄摄像机的的主要技技术参数数 一、CCDD尺寸 即摄象机靶靶面。目目前采用用的芯片片大多数数为1/3”和和1/44”。在在购买摄摄像头时时，特别别是对摄摄像角度度有比较较严格要要求的时时候，CCCD靶靶面的大大小，CCCD与与镜头的的配合情情况将直直接影响响视场角角的大小小和图像像的清晰晰度。在在相同的的光学镜镜头下，成成像尺寸寸越大，视视场角越越大。 1英寸寸靶靶面尺寸寸为宽112.77mm*高9.6mmm，对角角线166mm。 2/33英寸靶面面尺寸为为宽8.8mmm*
12、高6.6mmm，对角角线111mm。 1/22英寸靶面面尺寸为为宽6.4mmm*高4.8mmm，对角角线8mmm。 1/33英寸靶面面尺寸为为宽4.8mmm*高3.6mmm，对角角线6mmm。 1/44英寸靶面面尺寸为为宽3.2mmm*高2.4mmm，对角角线4mmm。 二、CCDD像素 是CCD的的主要性性能指标标，它决决定了显显示图像像的清晰晰程度，分分辨率越越高，图图像细节节的表现现越好。CCCD是是由面阵阵感光元元素组成成，每一一个元素素称为像像素，像像素越多多，图像像越清晰晰。现在在市场上上大多以以25万万和388万像素素为划界界，388万像素素以上者者为高清清晰度摄摄象机。 三、
13、水平平分辨率率 分辨率是用用电视线线（简称称线TVV LIINESS）来表表示的。彩彩色摄象象机的典典型分辨辨率是在在3200到5000电视视线之间间，主要要有3330线、3380线线、4220线、4460线线、5000线等等不同档档次。 分辨率与CCCD和和镜头有有关，还还与摄像像头电路路通道的的频带宽宽度直接接相关，通通常规律律是1MMHz的的频带宽宽度相当当于清晰晰度为880线。 频带越越宽，图图像越清清晰，线线数值相相对越大大。 四、 最小小照度 照度又称灵灵敏度。是是CCDD对环境境光线的的敏感程程度，或或者说是是CCDD正常成成像时所所需要的的最暗光光线。照照度的单单位是勒勒克斯（
14、LLUX），数数值越小小，表示示需要的的光线越越少，摄摄像头也也越灵敏敏。照度度是反映映光照强强度的一一种单位位，单位位是每平平方米的的流明数数，1LLUX大大约等于于1烛光光在1米米距离的的照度 1LUX=1Lmm/M*M（LLm是光光通量的的单位） 黑白摄像机机的灵敏敏度大约约是0.02-0.55Luxx(勒克克斯)，彩彩色摄像像机多在在1Luux以上上。摄像像的灵敏敏度与镜镜头F值值有关，00.977Luxx/F00.755相当于于2.55Luxx/F11.2相相当于33.4LLux/F1.0 普普通型：正常工工作所需需照度113LLUX 月光型型：正常常工作所所需照度度0.11LUXX
15、左右 星光型型：正常常工作所所需照度度0.001LUUX以下下 红外外型：采采用红外外灯照明明，在没没有光线线的情况况下也可可以成像像 参考环境与与照度： 夏日阳光下下 10000000Luux 室内日光灯灯 1000Luux 阴天室外 100000LLux 黄昏室内 10LLux 电视台演播播室 110000Luxx 20cm处处烛光 10-15LLux 距60W台台灯600cm桌桌面 3300LLux 夜间路灯 0.11Luxx 照度值不仅仅与镜头头的光圈圈大小（FF值）有有关，与与测试时时的周边边环境也也有着较较大的关关系，以以光圈大大小（FF值）而而言，光光圈愈大大则其所所代表的的F值
16、愈愈小，所所需的照照度愈低低。 五、扫描制制式 根据各国供供电所采采用的频频率不同同，有PPAL制制和NTTSC制制之分。 50HZ：PALL制，隔隔行扫描描（PAAL）制制式（黑黑白为CCCIRR），标标准为6625行行，500场。 60HZ：NTSSC制式式，5225行，660场（黑黑白为EEIA）。 六、 摄象象机电源源 交流有2220V、1110VV、244V，直直流为112V 或9VV。 七、信噪比比 当摄像机摄摄取较亮亮场景时时，监视视器显示示的画面面通常比比较明快快，观察察者不易易看出画画面中的的干扰噪噪点；而而取较暗暗场景时时，监视视器显示示的画面面就比较较昏暗，观观察者很很容
17、易看看到画面面中雪花花状的干干扰噪点点。干扰扰噪点的的强弱与与摄像机机的信噪噪比指标标有直接接关系，即即信噪比比越高，干干扰噪点点对画面面的影响响就越小小。 信噪比是信信号电压压对于噪噪声电压压的比值值，通常常用符号号S/NN来表示示。由于于在一般般情况下下，信号号电压远远高于噪噪声电压压，比值值非常大大，信噪噪比的单单位用DDB来表表示。一一般摄像像机给出出的信噪噪比值均均是在AAGC（自自动增益益控制）关关闭时的的值，因因为当AAGC接接通时，会会对小信信号进行行提升，使使得噪声声电平也也相应提提高。 信噪比的典典型值为为4555ddb，若若为500db，则则图像有有少量噪噪声，但但图像质
18、质量良好好；若为为60ddb，则则图像质质量优良良，不出出现噪声声。 八、 视频频输出 1Vp-pp、755，采采用BNNC接头头。 九、镜头安安装方式式 有C和CSS方式，两两者的螺螺纹均为为1英寸寸32牙牙，直径径为1英英寸，差差别是镜镜头距CCCD靶靶面的距距离不同同。 C式安装座座从基准准面到焦焦点的距距离为117.5562毫毫米，比比CS式式距离CCCD靶靶面多一一个专用用接圈的的长度，CCS式距距焦点距距离为112.55毫米。在在安装镜镜头前，先先看一看看摄像头头和镜头头是不是是同一种种接口方方式，如如果不是是，就需需要根据据具体情情况增减减接圈。有有的摄像像头不用用接圈，而而采用
19、后后像调节节环（如如松下产产品），调调节时，用用螺丝刀刀拧松调调节环上上的螺丝丝，转动动调节环环，此时时CCDD靶面会会相对安安装基座座向后（前前）运动动，也起起到接圈圈的作用用。另外外（如SSONYY，JVVC）采采用的方方式类似似后像调调节环，它它的固定定螺丝一一般在摄摄像机的的侧面。拧拧松后，调调节顶端端的一个个齿轮，也也可以使使图象清清晰而不不用加减减接圈。 十、同步方方式对单单台摄象象机而言言，主要要的同步步方式有有下列三三种： 内同步步利利用摄象象机内部部的晶体体振荡电电路产生生同步信信号来完完成操作作。 外外同步利用用一个外外同步信信号发生生器产生生的同步步信号送送到摄象象机的外
20、外同步输输入端 来实现现同步。 电源同同步也称之之为线性性锁定或或行锁定定，是利利用摄象象机的交交流电源源来完成成垂直推推动同步步，即摄摄象机和和电源零零线同步步。 十一、自动动增益控控制 所有摄象机机都有一一个将来来自CCCD的信信号放大大到可以以使用水水准的视视频放大大器，其其放大量量即增益益，将微微弱的信信号放大大到能正正常使用用，从而而使摄像像机能在在亮度较较低的环环境下使使用。然然而在亮亮光照的的环境中中放大器器将过载载，使视视频信号号畸变。 需利用摄象象机的自自动增益益控制（AAGC）电电路去探探测视频频信号的的电平，适适时地开开关AGGC，从从而使摄摄象机能能够在较较大的光光照范
21、围围内工作作，即在在低照度度时自动动增加摄摄象机的的灵敏度度，从而而提高图图像信号号的强度度来获得得清晰的的图像。 而照度度较高时时能自动动降低增增益放大大倍数，保保证图像像不发生生畸变。 自动增益打打开时，售售叼电压压和噪声声电压被被同时放放大，信信噪比将将会减小小。此时时的噪点点也会比比较明显显。 十二、背光光补偿 通常，摄象象机的自自动增益益控制是是通过对对整个视视场的平平均亮度度来调节节增益的的，但如如果视场场中包含含一个很很亮的背背景区域域，而观观察的主主体目标标处于亮亮场的包包围中，画画面会显显示一片片昏暗，无无层次。放放大器检检测到的的信号平平均电平平很高，增增益的倍倍数也随随之
22、减少少，无法法改进画画面主体体目标的的明暗度度。 当当背景光光补偿为为开启时时，摄象象机仅对对整个视视场的部部份区域域进行检检测，来来得到整整个视场场的平均均信号电电平，从从而确定定AGCC电路的的工作值值。由于于子区域域的平均均电平很很低，所所以增益益也会较较高。整整个画面面都会更更加明亮亮。 十三、电子子快门 这是一一个类比比于照像像机的机机械快门门功能提提出的一一个术语语，相当当于控制制CCDD图像传传感受器器的感光光时间，感感光时间间越长，电电荷积累累时间也也就越长长，输出出信号电电流的强强度也就就越大。在在照度较较高的地地方，感感光时间间要求短短些，否否则画面面会偏白白。在照照度较低
23、低的地方方，感光光时间要要求长些些，这样样画面会会积累较较多的电电荷，从从而使图图像变得得清晰。 CCD摄像像机的电电子快门门还可以以有效的的防止高高速移动动物体的的拖影现现象。 十四、白平平衡 图图像的各各种色彩彩是由红红、绿、蓝蓝三种颜颜色组成成的，当当电路中中的红、绿绿、蓝三三种色彩彩各自的的的信号号电压相相等时，可可以在监监视器上上输出纯纯白色的的被摄景景物，此此时称之之为白平平衡。此此时，摄摄像机能能够显示示最真实实的被摄摄物体。白白平衡如如果未调调节好，显显示的画画面将出出现偏色色（红、蓝蓝、绿）的的情况。 白平衡设置置有两种种方式，自自动白平平衡和手手动白平平衡 A、 自动动白平
24、衡衡 连续续方式此时时白平衡衡设置将将随着景景物色彩彩温度的的改变而而连续地地调整，范范围为22800060000KK。这种种方式对对于景物物的色彩彩温度在在拍摄期期间不断断改变的的场合是是最适宜宜的，使使色彩表表现自然然，但对对于景物物中很少少甚至没没有白色色时，连连续的白白平衡不不能产生生最佳的的彩色效效果。 按钮方方式先将摄摄象机对对准诸如如白墙、白白纸等白白色目标标，然后后将自动动方式开开关从手手动拨到到设置位位置，保保留在该该位置几几秒钟或或者至图图像呈现现白色为为止，在在白平衡衡被执行行后，将将自动方方式开关关拨回手手动位置置以锁定定该白平平衡的设设置，此此时白平平衡设置置将保持持
25、在摄象象机的存存储器中中，直至至再次执执行被改改变为止止，其范范围为2230001000000K，在在此期间间，即使使摄象机机断电也也不会丢丢失该设设置。以以按钮方方式设置置白平衡衡最为精精确和可可靠，适适用于大大部分应应用场合合。 BB、手动动白平衡衡 开手手动白平平衡将关关闭自动动白平衡衡，此时时改变图图像的红红色或兰兰色状况况有多达达1077个等级级供调节节，如增增加或减减少红色色各一个个等级、增增加或减减少兰色色各一个个等级。除除次之外外，有的的摄象机机还有将将白平衡衡固定在在32000K（白白炽灯水水平）和和55000K（日日光水平平）等档档次命令令。 十五、低速速快门（SSLOWW
26、/SHHUTTTER） 此类的的摄影机机获得低低照度下下图像的的方法是是通过电电荷单帧帧累积方方式增加加CCDD在单帧帧图 像像的爆光光量，从从而提高高摄像机机对单帧帧图像的的灵敏度度。这种种方式也也可以获获得较低低的照度度指针，但但是需要要降低图图像的连连贯程度度，所以以选择这这种摄像像机时要要注意尽尽可能不不要同云云台一起起使用，否否则会造造成丢失失画面的的现象。在在获得低低照度下下图像上上还有一一些其它它的办法法，但都都不能从从根本上上解决照照度问题题。 此此类摄像像机又称称为（画画面）累累积型摄摄像机，是是利用计计算机内内存的技技术，连连续将几几个因光光线不足足而较显显模糊的的画面累累
27、积起来来，成为为一个影影像清晰晰的画面面，运用用SLOOW SSHUTTTERR技术降降低摄像像机照度度至0.0088LUXX/F11.2（1288），并并且画面面能够累累积的帧帧数 (1288帧)是是属于甚甚至包括括进口品品牌再内内的领先先水平。此此类型低低照度摄摄像机适适用于禁禁止红、紫紫外线破破坏的博博物馆，夜夜间生物物活动观观察，夜夜间军事事海岸线线监视等等，属性性较静态态场所的的监视。 第一章 各各种摄像像机的概概念及分分析 一、彩色CCCD摄摄像机 二、黑白CCCD摄摄像机 三、一体化化摄像机机 四、日夜两两用型CCCD摄摄像机 五、超低照照度摄像像机 六、高速球球型摄像像机 七、
28、DSPP摄像机机 在模拟制式式的基础础上引入入部分数数字化处处理技术术，称为为数字信信号处理理（DSSP，DDIGIITALL SIIGNAAL PPROCCESSSOR）摄摄象机。该该种摄象象机具有有以下优优点： 、由于采采用了数数字检测测和数字字运算技技术而具具有智能能化背景景光补偿偿功能。常常规摄象象机要求求被摄景景物置于于画面中中央并要要占据较较大的面面积方能能有较好好的背景景光补偿偿，否则则过亮的的背景光光可能会会降低图图像中心心的透明明度。而而DSPP摄象机机是将一一个画面面划分成成48个个小处理理区域来来有效地地检测目目标，这这样即使使是很小小的、很很薄的或或不在画画面中心心区域
29、的的景物均均能清楚楚地呈现现。 、由于DDSP技技术而能能自动跟跟踪白平平衡，即即可以在在任何条条件检测测和跟踪踪“白色色”，并并以数字字运算处处理功能能来再现现原始的的色彩。传传统的摄摄象机因因系对画画面上的的全部色色彩作平平均处理理，这样样如果彩彩色物体体在画面面上占据据很大面面积，那那么彩色色重现将将不平衡衡，也就就是不能能重现原原始色彩彩。DSSP摄象象机是将将一个画画面分成成48个个小处理理区域，这这样就能能够有效效地检测测白色，即即使画面面上只有有很小的的一块白白色，该该摄象机机也能跟跟踪它从从而再现现出原始始的色彩彩。 在在拍摄网网格状物物体时，可可将由摄摄象机彩彩色噪声声引起的
30、的图像混混叠减至至最少。 八、网络摄摄像机 九、自动跟跟踪的球球型摄像像机 十、超感度度摄像机机（EXXVIEEW/HHAD）。 一般的的超低照照度摄像像机大都都采用EExviiew HADD 技术术，采用用Exvvieww HAAD CCCD的的摄像机机， 对对外界光光线的敏敏感程度度会大大大提高，在在近红外外区域，其其感度可可以提高高到普通通摄像机机的4倍倍。因此此，即使使在非常常暗的环环境下，这这种摄像像机通常常可以看看到人眼眼看不到到的物体体，这一一技术的的出现受受到了监监控市场场的欢迎迎，对各各种光照照环境下下均可表表现出最最佳的效效果，特特别是配配合专用用的红外外照明设设备，可可以
31、得到到高清晰晰度的黑黑白图像像，实现现0照度度的监控控（完全全无光的的情况下下）。在在近红外外7600mm-11000mmm的近红红外区域域，如果果配合合合适波长长的红外外照明，就就可以实实现清晰晰的黑白白图像。 超感度度摄像机机（EXXVIEEW/HHAD），又又称244小时摄摄像机，其其彩色照照度可达达0.005LUUX，黑黑白则可可达0.0033-0.0011LUXX（亦可可搭配红红外线以以达 00LUXX）不仅仅能清晰晰的辩识识影像，更更是实时时连续的的画面。 第一章 镜镜头 第一节 镜镜头的主主要功能能 摄像机镜头头是视频频监视系系统的最最关键设设备，它它的质量量（指标标）优劣劣直接
32、影影响摄像像机的整整机指标标，因此此，摄像像机镜头头的选择择是否恰恰当既关关系到系系统质量量，又关关系到工工程造价价。 镜头相相当于人人眼的晶晶状体，如如果没有有晶状体体，人眼眼看不到到任何物物体；如如果没有有镜头，那那么摄像像头所输输出的图图像就是是白茫茫茫的一片片，没有有清晰的的图像输输出，这这与我们们家用摄摄像机和和照相机机的原理理是一致致的。 当人眼的肌肌肉无法法将晶状状体拉伸伸至正常常位置时时，也就就是人们们常说的的近视眼眼，眼前前的景物物就变得得模糊不不清；摄摄像头与与镜头的的配合也也有类似似现象，当当图像变变得不清清楚时，可可以调整整摄像头头的后焦焦点，改改变CCCD芯片片与镜头
33、头基准面面的距离离（相当当于调整整人眼晶晶状体的的位置），可可以将模模糊的图图像变得得清晰。 由此可见，镜镜头在闭闭路监控控系统中中的作用用是非常常重要的的。工程程设计人人员和施施工人员员都要经经常与镜镜头打交交道：设设计人员员要根据据物距、成成像大小小计算镜镜头焦距距，施工工人员经经常进行行现场调调试，其其中一部部分就是是把镜头头调整到到最佳状状态。第一节 镜镜头的分分类 镜头的分类类方法很很多，从从外形、安安装方式式、使用用场所、实实际功能能、使用用效果等等都可以以进行分分类。 一、基础分分类表 二、各类镜镜头详解解 1安装方方式 所有的摄象象机镜头头均是螺螺纹口的的，摄象象机的镜镜头安装
34、装有两种种工业标标准，即即安装装座和安装装座。两两者螺纹纹部分相相同，但但两者从从镜头到到感光表表面的距距离不同同。 安装座：从镜头头安装基基准面到到焦点的的距离是是17.5266mm。 安装座座：特种种安装装，此时时应将摄摄象机前前部的垫垫圈取下下再安装装镜头。其其镜头安安装基准准面到焦焦点的距距离是112.55mm。 如果要将一一个安安装座镜镜头安装装到一个个安安装座摄摄象机上上时，则则需要使使用镜头头转换器器。 2镜头规规格 摄象机镜头头规格应应视摄象象机的尺尺寸而定定，两者者应相对对应。即即 摄象象机的靶靶面大小小为英寸寸时，镜镜头应选选英寸。 摄象机机的靶面面大小为为英寸时时，镜头头
35、应选英英寸。 摄象机机的靶面面大小为为英寸时时，镜头头应选英英寸。 如果镜镜头尺寸寸与摄象象机靶面面尺寸不不一致时时，观察察角度将将不符合合设计要要求，或或者发生生画面在在焦点以以外等问问题。 3镜头光光圈 镜头有手动动光圈（mmanuual iriis）和和自动光光圈（aautoo irris）之之分，配配合摄象象机使用用。 手动光圈镜镜头适合合于亮度度不变的的应用场场合，自自动光圈圈镜头因因亮度变变更时其其光圈亦亦作自动动调整，故故适用亮亮度变化化的场合合。 自动光圈镜镜头有两两类：一一类是将将一个视视频信号号及电源源从摄象象机输送送到透镜镜来控制制镜头上上的光圈圈，称为为视频输输入型；另
36、一类类则利用用摄象机机上的直直流电压压来直接接控制光光圈，称称为输入型型。 自动光圈镜镜头上的的（自动动镜头控控制）调调整用于于设定测测光系统统，可以以以整个个画面的的平均亮亮度，也也可以以以画面中中最亮部部分（峰峰值）来来设定基基准信号号强度，供供给自动动光圈调调整使用用。 已已在出厂厂时经过过设定，可可不作调调整，但但是对于于拍摄景景物中包包含有一一个亮度度极高的的目标时时，明亮亮目标物物之影像像可能会会造成白电平平削波现象，而而使得全全部屏幕幕变成白白色，此此时可以以调节来来变换画画面。 自动光圈镜镜头装有有光圈环环，转动动光圈环环时，通通过镜头头的光通通量会发发生变化化，光通通量即光光
37、圈，一一般用表示，其其取值为为镜头焦焦距与镜镜头通光光口径之之比，即即：f（焦焦距）（镜镜头实际际有效口口径），值越小小，则光光圈越大大。 采采用自动动光圈镜镜头， 在诸如太阳阳光直射射等非常常亮的情情况下，用用自动光光圈镜头头可有较较宽的动动态范围围。 要要求在整整个视野野有良好好的聚焦焦时，用用自动光光圈镜头头有比固固定光圈圈镜头更更大的景景深。 要求在在亮光上上因光信信号导致致的模糊糊最小时时，应使使用自动动光圈镜镜头。 4镜头的的视场大大小 标准镜头：视角度左左右，在在英寸摄摄象机中中，标准准镜头焦焦距定为为mmm，在在英寸摄摄象机中中，标准准镜头焦焦距定为为mmm。 广角镜头：视角度
38、以以上，焦焦距可小小于几毫毫米，可可提供较较宽广的的视景。 远摄镜镜头：视视角度以内内，焦距距可达几几米甚至至几十米米，此镜镜头可在在远距离离情况下下将拍摄摄的物体体影响放放大，但但使观察察范围变变小。 变倍镜头（zzoomm leens）：也称为为伸缩镜镜头，有有手动变变倍镜头头和电动动变倍镜镜头两类类。 可变焦点镜镜头（vvarii-foocuss leens）：它介于于标准镜镜头与广广角镜头头之间，焦焦距连续续可变，即即可将远远距离物物体放大大，同时时又可提提供一个个宽广视视景，使使监视范范围增加加。变焦焦镜头可可通过设设置自动动聚焦于于最小焦焦距和最最大焦距距两个位位置，但但是从最最小
39、焦距距到最大大焦距之之间的聚聚焦，则则需通过过手动聚聚焦实现现。 针孔镜头：镜头直直径几毫毫米，可可隐蔽安安装。 5镜头焦焦距 短焦距镜头头：因入入射角较较宽，可可提供一一个较宽宽广的视视野。 中焦距镜头头：标准准镜头，焦焦距的长长度视的的尺寸而而定。 长焦距镜头头：因入入射角较较狭窄，故故仅能提提供狭窄窄视景，适适用于长长距离监监视。 变焦距镜头头：通常常为电动动式，可可作广角角、标准准或远望望等镜头头使用。 第二节 镜镜头常用用术语及及其意义义 1. Irris ( 光光圈 ) 2. Foocuss ( 聚焦 ) 3. Zooom ( 变变焦 ) 4. F-stoop ( 光圈圈孔径 )
40、5. Foocuss leengtth ( 焦距距 ) 6F :代表光光圈孔徑徑 : F1.2 , F11.4 , FF1.66 , F1.8 , F22.0,數值越越小代表表光圈可可開啟越越大進光光量越強強; 7. F. 代表表焦距范范围 ff : 4mmm ; f : 6mmm ; f : 88mm 等; 8. zooom lenns ff : 8-448 ; f : 88-800 ; f : 7.5-1120 等 此主题相关关图片如如下：镜头的主要要性能指指标 一、焦距 焦距的大小小决定着着视场角角的大小小，焦距距数值小小，视场场角大，所所观察的的范围也也大，但但距离远远的物体体分辨不不
41、很清楚楚；焦距距数值大大，视场场角小，观观察范围围小，只只要焦距距选择合合适，即即便距离离很远的的物体也也可以看看得清清清楚楚。 由于焦距和和视场角角是一一一对应的的，一个个确定的的焦距就就意味着着一个确确定的视视场角，所所以在选选择镜头头焦距时时，应该该充分考考虑是观观测细节节重要，还还是有一一个大的的观测范范围重要要，如果果要看细细节，就就选择长长焦距镜镜头；如如果看近近距离大大场面，就就选择小小焦距的的广角镜镜头。 二、光光阑系数数 光阑系数即即光通量量，用FF表示，以以镜头焦焦距f和和通光孔孔径D的的比值来来衡量。每每个镜头头上都标标有最大大F值，例例如6mmm/FF1.44代表最最大
42、孔径径为4.29毫毫米。 光通量与FF值的平平方成反反比关系系，F值值越小，光光通量越越大。镜镜头上光光圈指数数序列的的标值为为1.44，2，22.8，44，5.6，88，111，166，222等，其其规律是是前一个个标值时时的曝光光量正好好是后一一个标值值对应曝曝光量的的2倍。也也就是说说镜头的的通光孔孔径分别别是1/1.44，1/2，11/2.8，11/4，11/5.6，11/8，11/111，1/16，11/222，前一一数值是是后一数数值的根根号2倍倍，因此此光圈指指数越小小，则通通光孔径径越大，成成像靶面面上的照照度也就就越大。 三、手动光光圈镜头头和自动动光圈镜镜头 镜头的光圈圈还
43、有手手动（MMANUUAL IRIIS）和和自动光光圈（AAUTOO IRRIS）之之分。配配合摄像像头使用用，手动动光圈适适合亮度度变化不不大的场场合，它它的进光光量通过过镜头上上的光圈圈环调节节，一次次性调整整合适为为止。自自动光圈圈镜头会会随着光光线的变变化而自自动调整整，用于于室外、入入口等光光线变化化大且频频繁的场场合。 自动光光圈镜头头：自动动光圈镜镜头目前前分为两两类：一一类称为为视频（VVIDEEO）驱驱动型，镜镜头本身身包含放放大器电电路，用用以将摄摄像头传传来的视视频幅度度信号转转换成对对光圈马马达的控控制。另另一类称称为直流流（DCC）驱动动型，利利用摄像像头上的的直流电
44、电压来直直接控制制光圈。这这种镜头头只包含含电流计计式光圈圈马达，要要求摄像像头内有有放大器器电路。 对于各类自自动光圈圈镜头，通通常还有有两项可可调整旋旋钮，一一是ALLC调节节（测光光调节），有有以峰值值测光和和根据目目标发光光条件平平均测光光两种选选择，一一般取平平均测光光档；另另一个是是LEVVEL调调节（灵灵敏度），可可将输出出图像变变得明亮亮或者暗暗淡。 四、手动变变倍镜头头和电动动变倍镜镜头 变变倍镜头头分为手手动（MMANUUAL ZOOOM LLENSS）和电电动（AAUTOO ZOOOM LENNS）两两种，手手动变倍倍镜头一一般用于于科研项项目而不不用在闭闭路监视视系统中
45、中。在监监控很大大的场面面时，摄摄像头通通常要配配合电动动镜头和和云台使使用。电电动镜头头的好处处是变焦焦范围大大，既可可以看大大范围的的情况，也也可以聚聚焦某个个细节，再再加上云云台可以以上下左左右的转转动，可可视范围围就非常常大了。电电动镜头头有6倍倍、100倍、115倍、220倍等等多种倍倍率，如如果再知知道基准准焦距，就就可以确确定镜头头焦距的的可变范范围。例例如一个个6倍电电动镜头头，基准准焦距为为8.55毫米，那那么其变变焦范围围就是88.5到到51毫毫米连续续可调，视视场角为为31.3到55.5度度。电动动镜头的的控制电电压一般般是直流流8V16VV，最大大电流为为30毫毫安。所
46、所以在选选控制器器时，要要充分考考虑传输输线缆长长度，如如果距离离太远，线线路产生生的电压压下降会会导致镜镜头无法法控制，必必须提高高输入控控制电压压或更换换视频矩矩阵主机机配合解解码器控控制。 第一章摄像像机配置置方法 第一节 摄摄像机的的选择 第二节 镜镜头的选选择 一、焦距的的计算 视场和焦距距的计算算 视场场系指被被摄取物物体的大大小，视视场的大大小是以以镜头至至被摄取取物体距距离，镜镜头焦头头及所要要求的成成像大小小确定的的。 11、镜头头的焦距距，视场场大小及及镜头到到被摄取取物体的的距离的的计算如如下； f=wwL/WW 2、ff=hLL/h f；镜镜头焦距距 w：图象的的宽度（
47、被被摄物体体在cccd靶面面上成象象宽度） W：被被摄物体体宽度 L：被被摄物体体至镜头头的距离离 h：图象高高度（被被摄物体体在cccd靶面面上成像像高度）视视场（摄摄取场景景）高度度 H：被摄物物体的高高度 由由于摄像像机画面面宽度和和高度与与电视接接收机画画面宽度度和高度度一样，其其比例均均为4:3,当当L不变变，H或或W增大大时，ff变小，当当H或WW不变，LL增大时时，f增增大。 二、视场角角的选择择 选择镜头时时，如果果镜头的的视场角角太小，可可能会出出现监视视死角。但但是如果果选择的的镜头视视场角太太大的庆庆，又可可能造成成被子监监视的主主体画面面尺寸太太小，难难以辩认认，且画画面边缘缘出现畸畸变。选选择一个个合适的的视场角角，能保保证画面面尽可能能的大而而清晰。 几种常用镜镜头的水水平视场场角 此主题相关关图片如如下：