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攝影機鏡頭選購指南 |
在電視監控系統中如何根據現場被監視環境，正確選用攝影機鏡頭是非常重要的，因為它直接影響到系統組成後在系統末端監視器上所看到的被監視面畫的效果能否滿足系統的設計要求(就畫面範圍或圖像細節而言)，所以正確的選用攝影機鏡頭可以使系統得到最優化設計並可獲得良好的監視效果。
攝影機鏡頭就光圈而言可分為手動光圈鏡頭及自動光圈鏡頭兩種，就焦距而言又可分為定焦鏡頭及變焦鏡頭兩種。
下面就以使用環境的不同談如何正確選用攝影機鏡頭。
手動、自動光圈鏡頭的選用
手動、自動光圈鏡頭的選用取決於使用環境的照度是否恒定。
對於在環境照度恒定的情況下，如電梯轎箱內、封閉走廊裏、無陽光直射的房間內，均可選用手動光圈鏡頭，這樣可在系統初裝調試中根據環境的實際照度，一次性整定鏡頭光圈大小，獲得滿意亮度畫面即可。
對於環境照度處於經常變化的情況，如隨日照時間而照度變化較大的門廳、視窗及大堂內等，均需選用自動光圈鏡頭(必須配以帶有自動光圈鏡頭插座的攝影機)，這樣便可以實現畫面亮度的自動調節，獲得良好的較為恒定亮度的監視畫面。
對於自動光圈鏡頭的控制信號又可分為DC及VIDEO控制兩種，即直流電壓控制及視頻信號控制。這在自動光圈鏡頭的類型選用上，攝影機自動光圈鏡頭插座的連接方式上，以及選擇自動光圈鏡頭的驅動方式開關上，三者注意協調配合好即可。
定焦、變焦鏡頭的選用
定焦、變焦鏡頭的選用取決於被監視場景範圍的大小，以及所要求被監視場景畫面的清晰程度。
在鏡頭規格(鏡頭規格一般分為1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情況下，鏡頭焦距與鏡頭視場角的關係為：鏡頭焦距越長，其鏡頭的視場角就越小(見圖1所示)；在鏡頭焦距一定的情況下，鏡頭規格與鏡頭視場角的關係為：鏡頭規格越大，其鏡頭的視場角也越大。所以由以上關係可知：在鏡頭物距一定的情況下，隨著鏡頭焦距的變大，在系統末端監視器上所看到的被監視場景的畫面範圍就越小，但畫面細節越來越清晰；而隨著鏡頭規格的增大，在系統末端監視器上所看到的被監視場景的畫面範圍就增大，但其畫面細節越來越模糊。在鏡頭規格及鏡頭焦距一定的前提下，CS型介面鏡頭的視場角將大於C型介面鏡頭的視場角。
鏡頭視場角可分為圖像水平視場角以及圖像垂直視場角，且圖像水平視場角大於圖像垂直視場角，通常我們所講的視場角一般是指鏡頭的圖像水平視場角。
在狹小的被監視環境中如電梯轎箱內，狹小房間均應採用短焦距廣角或超廣角定焦鏡頭，如選用鏡頭規格為1/2″，CS型介面，鏡頭焦距為3.6mm或2.6mm鏡頭，這些鏡頭視場角均不小於99°或127°，這對於攝影機在狹小空間裏一般標高為2.5m左右時，其鏡頭的視場角範圍足以覆蓋整個近距離狹小被監視空間。也可根據現場實際情況選用手動變焦鏡頭如日產Computar
T2Z2814CS－2鏡頭，這種鏡頭為1/3″CS型介面手動光圈鏡頭，其焦距2倍可調(手動調焦)。調焦範圍為2.8∼6.0mm，視場角變化範圍為96°∼47.2°，這種鏡頭非常適合在狹小的被監視環境中使用，在使用時可方便地根據實際需要，靈活實現對被監視場景的“點”或“面”的監視效果。
對於一般變焦(倍)鏡頭而言，由於其最小焦距通常為6.0mm左右，故其變焦(倍)鏡頭的最大視場角為45°左右，如將此種鏡頭用於這種狹小的被監視環境中，其監視死角必然增大，雖然可通過對前端雲台進行操作控制，以減少這種監視死角，但這樣必將會增加系統的工程造價(系統需增加前端解碼器、雲台、防護罩等)，以及系統操控的複雜性，所以在這種環境中，不宜採用變焦(倍)鏡頭。
在開闊的被監視環境中，首先應根據被監視環境的開闊程度，用戶要求在系統末端監視器上所看到的被監視場景畫面的清晰程度，以及被監視場景的中心點到攝影機鏡頭之間的直線距離為參考依據，在直線距離一定且滿足覆蓋整個被監視場景畫面的前提下，應儘量考慮選用長焦距鏡頭，這樣可以在系統末端監視器上獲得一幅具有較清晰細節的被監視場景畫面。在這種環境中也可考慮選用變焦(倍)鏡頭(電動三可變鏡頭)，這可根據系統的設計要求以及系統的性能價格比決定。
在選用時也應考慮兩點：
(1)在調節至最短焦距時(看全景)應能滿足覆蓋主要被監視場景畫面的要求；
(2)在調節至最長焦距時(看細節)應能滿足觀察被監視場景畫面細節的要求。
通常情況下，在室內的倉庫、車間、廠房等環境中一般選用6倍或者10倍鏡頭即可滿足要求，而在室外的庫區、碼頭、廣場、車站等環境中，可根據實際要求選用10倍、16倍或20倍鏡頭即可(一般情況下，鏡頭倍數越大，價格越高，可在綜合考慮系統造價允許的前提下，適當選用高倍數變焦鏡頭)。
正確選用鏡頭焦距的理論計算
攝取景物的鏡頭視場角是極為重要的參數，鏡頭視場角隨鏡頭焦距及攝影機規格大小而變化(其變化關係如前所述)，覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計算：
f=u×D/U
f=h×D/H
f：鏡頭焦距、U：景物實際高度、H：景物實際寬度、D：鏡頭至景物實測距離、u：圖像高度、h：圖像寬度
舉例說明：
當選用1/2″鏡頭時，圖像尺寸為u=4.8mm，h=6.4mm。鏡頭至景物距離D=3500mm，景物的實際高度為U=2500mm(景物的實際寬度可由下式算出H=1.333×U，這種關係由攝影機取景器CCD片決定)。
將以上參數代入公式(1)中，可得f=4.8×3500/2500=6.72mm，故選用6mm定焦鏡頭即可。
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