红外摄像机镜头的选择和主要参数
红外摄像机镜头的选择和主要参数
红外摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响红外摄像机的整机指标，因此，红外摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。   　   
镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么红外摄像机所输出的图像就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用红外摄像机和照相机的原理是一致的。 当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；红外摄像机与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状体的位置），可以将模糊的图像变得清晰。由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。
１、 红外摄像机镜头的分类
按外形功能分 按尺寸大小分 按光圈分 按变焦类型分 按焦距长矩分
球面镜头 1" 25mm 自动光圈 电动变焦 长焦距镜头 
非球面镜头 1/2" 3mm 手动光圈 手动变焦 标准镜头
针孔镜头 1/3" 8.5mm 固定光圈 固定焦距 广角镜头 
鱼眼镜头 2/3" 17mm 　 　 　 
（１）以镜头安装分类: 所有的红外摄像机镜头均是螺纹口的，ＣＣＤ红外摄象机的镜头安装有两种工业标准，即Ｃ安装座和ＣＳ安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 Ｃ安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 ＣＳ安装座：特种Ｃ安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个Ｃ安装座镜头安装到一个ＣＳ安装座红外摄像机上时，则需要使用镜头转换器。 
（２）以红外摄像机镜头规格分类: 红外摄像机镜头规格应视摄像机的ＣＣＤ尺寸而定，两者应相对应。即 红外摄像机的ＣＣＤ靶面大小为１／２英寸时，镜头应选１／２英寸。 红外摄像机的ＣＣＤ靶面大小为１／３英寸时，镜头应选１／３英寸。 摄像机摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／４英寸时，镜头应选１／４英寸。 如果镜头尺寸与摄象机ＣＣＤ靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。 
（３）以镜头光圈分类: 镜头有手动光圈（manual iris）和自动光圈（auto iris）之分，配合红外摄像机使用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从红外摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用红外摄像机上的直流电压来直接控制光圈，称为ＤＣ输入型。 自动光圈镜头上的ＡＬＣ（自动镜头控制）调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均亮度，也可以画面中最亮部分（峰值）来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。一般而言，ＡＬＣ已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的目标时，明亮目标物之影像可能会造成"白电平削波"现象，而使得全部屏幕变成白，此时可以调节ＡＬＣ来变换画面。 另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通量即光圈，一般用Ｆ表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：Ｆ＝f（焦距）／Ｄ（镜头实际有效口径），Ｆ值越小，则光圈越大。 采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是： 在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。 要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。 
（４）以镜头的视场大小分类 :标准镜头：视角３０度左右，在１／２英寸ＣＣＤ红外摄像机中，标准镜头焦距定为１２mm，在１／３英寸ＣＣＤ红外摄像机中，标准镜头焦距定为８mm。 广角镜头：视角９０度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。 远摄镜头：视角２０度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大，但使观察范围变小。 变倍镜头（zoom lens）：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。 可变焦点镜头（vari-focus lens）：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，则需通过手动聚焦实现。 针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。 
（５）从镜头焦距上分 短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视ＣＣＤ的尺寸而定。 长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。 变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。 ` 
1)　定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。 
  · 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈
的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 
  · 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或红外摄像机自带电子快门的情况。 
  2)　变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。 
    常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。   
    三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 
    二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。   
    注释： 
    红外摄像机变焦镜头--焦平面的位置固定，而焦路可连续调节的光学系统。变焦是通过移动镜头内部的镜片，改变它们之间的相对位置而实现的。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦距长度和视角。 
    焦距--透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。如何选购摄像机` 
    光圈--位于红外摄像机镜头内部分的、可以调节的光学机械性阑也，可用来控制通过镜头的光线的多少。 
    自动光圈--镜头内的隔膜装置，可根据红外摄像机传来的视频信号自行调节，以适应光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是10000-1到300000-1。 

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