监控工程中的镜头选用及安装要点

       镜头(Lens)是摄像机的眼睛,其性能的优劣直接关系到摄像机成像画面是否清晰。因而若要实现摄像机的效能最大化,除了摄像机自身摄像组件与电路设计优良外,还需为其选配一款适当的镜头。镜头是由一组或多组光学玻璃镜片所组成,其透过机械的结构以光学原理形成物像。不同的镜片组合,成像距离也各有长短。为满足用户对不同视觉距离与角度范围的需求,厂商相应产出不同类型的监控摄像机镜头。然而由于镜头应用环境各异及对其认知的缺失,部分工程商不仅在镜头选择上费尽周折,在其安装施工过程中也遭遇不少棘手的难题。本文即以笔者经验,就镜头在监控系统工程上的应用心得与业界同仁探讨与分享。

监控摄像机镜头应用类型

       因镜头的重要性,在进行监控工程设计规划前,只有先摸清镜头的类型及其应用方式,并了解其搭配应用的特性,才能发挥镜头最佳成像。以目前国内分类方式来说,镜头大致可以分为如下十种类型。

· 固定光圈镜头:定焦且固定光圈,主要用于环境光线固定的场所;

· 手动光圈镜头:定焦但光圈可调,主要用于环境光线固定但明暗不定的场所;

· 自动光圈镜头(DC-drive):固定焦距,使用DC电压驱动用于环境光线变化性的固定范围场所;

· 自动光圈镜头(Video-drive):固定焦距,使用视频信号驱动用于环境光线变化性的固定范围场所;

· 手动光圈变焦镜头:主要用于室内环境光线程度不定且范围大小不一的场所;

· 自动光圈变焦镜头:主要用于室外环境光线程度不定且范围大小不一的场所;

· 板机镜头(on-Board):以搭配红外线摄像机为主,室内外均适用;

· 鱼眼全景镜头:主要用于室内环境光线程度不定且范围大小特定的场所;

· 电动变焦镜头:可遥控焦距景深及光圈,主要用于室内外环境光线程度不定而且景深范围大小可依要求调整的场所;

· 针孔镜头(Pin-Hole): 主要用于隐匿监控及环境光线不定且范围特定的场所。

       由以上镜头分类可看出,各类镜头的区别主要在其用途及应用环境需求上。因此在实际应用上,如何完美地搭配镜头,对工程商来说也是一大考验。

镜头的目标摄像推算方式

       镜头取像成像的公式及推算方式很多,下面介绍说明其中一种相对简易的方式。当然方式公式都不尽相同,以下仅供参考。

焦距的计算

1. 公式计算法:视界大小和焦距的计算。视界大小是指被摄像物体的大小,视界的大小则是以镜头至被摄像物体距离,镜头焦距及所要看到的成像大小确定的。

2. 镜头的焦距视界大小及镜头到被摄像物体的距离的计算如下。

基本公式:f=wL/W 另一反推`f=hL/H;

其中f:镜头焦距(mm);

小写w:影像的宽度(被摄像体在摄像机CCD上成像的宽度mm);

大写W:被摄像体的实体宽度;

L:被摄像体到摄像机镜头的距离;

小写h:影像高度(被摄像体在摄像机CCD上成像高度);

视界高度(可看到的摄取场景);

H:被摄物体的高度;

CCD规格尺寸:单位mm 规格


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