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镜头选购、调试与常见问题解决之道
2010/8/17 14:31:00   it168网站

  镜头市场的厂家和型号种类繁多,各种规格让人眼花缭乱,如何才能选择一款能满足自己需要的镜头?镜头又该如何调试?下面为大家作出解答。

  镜头选购之法

  任何一款镜头最先看到的肯定是外观。一般来说知名品牌在镜头的外观设计和外壳用料都会更加用心,多数产品采用高强度的工程塑料,这样不但保证产品具有一定的强度,而且手感细腻。另外好的镜头外壳上一般都会标明产品的主要技术参数和认证标识、品牌标志,让人一目了然。某些产品存在标识不明或者根本没有标识的情况,将会给安装、使用等带来很大困扰。好的外壳还可以保证在工作环境温度变化很大的情况下,不发生明显的热涨冷缩现象,确保内部镜片位置的精确性。

  对应CCD尺寸规格

  镜头对应CCD的尺寸规格主要有1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等,在选择时必须要考虑所配合的摄像机的CCD尺寸。正常情况下,镜头尺寸必须和摄像机的CCD尺寸保持一致,即1/2″CCD的摄像机要选择1/2″的镜头,如果选择的镜头尺寸和摄像机尺寸不匹配,如大尺寸的镜头用在小尺寸的CCD上,一般说问题尚不严重(减小了视角),但是小尺寸的镜头用在大尺寸的CCD时,则肯定不可行。由于镜头物理特性的差异,会影响实际的图像效果。所以综合各种情况,还是要选择与摄像机CCD尺寸相同的镜头。

  接口

  目前市场上的镜头主要有两种行业标准的接口:C接口和CS接口。这两种类型的螺纹相同,但是安装基准面到焦点的距离不同。C接口为17.526mm,CS接口为12.5mm。需要注意的是,C接口的镜头可以安装在CS接口的摄像机上,但是需要加装转换圈,否则镜头不能正常成像。CS接口的镜头不可以安装在C接口的摄像机上。

  镀膜

  由于任何物体对光线都有反射作用,包括透明的镜片也不例外。为了减少反射的影响,保证光线能够更多地穿过镜头在CCD上聚焦,厂家对镜头采用了镀膜工艺,用来增加镜头的透光效果。目前有少数厂家已经开始采用多层镀膜技术,用于提高图像的清晰度,对于镜头的镀膜处理,用肉眼就可以分辨,常见的镀膜颜色有淡紫罗兰色。

  镜片类型

  传统镜头主要采用球面镜片设计,新型镜头开始采用非球面镜片设计,甚至还有采用两枚非球面镜片的镜头。采用非球面镜片的镜头可以更好地实现清晰成像,提高图像边缘成像效果,并可减少镜片数量,从而减轻镜头重量,缩小镜头体积。

  光通率(F值)

  F值越小,镜头通光孔的孔径就越大,可以接受更多的光线进入镜头,从而提高图像质量,也是衡量镜头好坏的重要参考指标。一般来说,F值越小通光孔径越大,镜头的性能相应就越高。

  应用考虑

  在对镜头的基本技术有了了解后,接下来就要根据用户的实际情况来选择合适的镜头。

  应用环境

  选择一款镜头时,首先要看该镜头应用在什么环境,工作环境对镜头的要求才是最重要的选购标准。我们对常见的镜头及适用场所做一简单介绍。

  广角镜头:

  其可视角度大,可提供宽广的视景,一般在90度以上,适合监视大范围,短距离的场所,如电梯轿厢等。标准镜头:其可视角度一般在30度左右,比较常见。在1/2″CCD摄像机中,标准镜头的最大焦距为12mm,在1/3″CCD摄像机中,最大焦距为8mm.。适合应用在楼道、小区周界等环境。

  长焦镜头:

  其可视角度在20度以内,一般最小焦距在10mm左右,至少拥有5倍以上的变焦范围。镜头的体积一般很大,主要用于大范围超远距离监视的环境,如森林、体育馆、海港等高空了望监视工程。

  变焦镜头:

  该镜头的焦距范围可调节,工作状态灵活,主要可应用于景深大和视角广的场合。

  定焦镜头:

  该镜头的焦距不可调,工作状态固定,主要可应用于监视场所比较恒定的地方。

  自动/手动光圈

  光圈的类型选择也必须考虑,手动型和自动型镜头存在一定的差价,如合理选择则可以节省用户的投资。手动光圈的镜头适合应用在固定光源或者光线变化不大的环境,如封闭的走廊,有固定灯光的房间等等。在安装调试的时候,只要前期人工调节到镜头的最佳效果,正常使用时就不用再进行调节,省时省力,价格也相对便宜。自动光圈的镜头则适合使用在环境光线经常变化的环境。采用自动光圈镜头时需要配合有自动光圈镜头插孔的摄像机,才可以实现亮度的自动调节,以实现比较良好的监视效果,

  调节手感及便利性

  这个方面主要是镜头的调节控制部分,如手动调整焦距或者光圈时候的手感如何。优秀的镜头会感觉手感细腻,可以进行精确细微的转动。而过于灵活或者过于死板的镜头都会给调节带来不便。

  工作温度/湿度

  工作温度也是需要注意的项目,在寒冷、干燥、高温、潮湿等不同工作环境中,对镜头的性能都会产生一定的影响,所以请根据应用环境的实际情况来选择适合的镜头。

  镜头调试之道

  1.安装镜头:

  摄像机必须配接镜头才可使用,一般应根据应用现场的实际情况来选配合适的镜头,如定焦镜头或变焦镜头、手动光圈镜头或自动光圈镜头、标准镜头或广角镜头或长焦镜头等。另外还应注意镜头与摄像机的接口,是C型接口还是CS型接口,C型接口和CS型接口镜头的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸,差别是镜头距CCD靶面的距离不同,C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米,比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度,CS式距焦点距离为12.5毫米。别小看这一个接圈,如果没有它,镜头与摄像头就不能正常聚焦,图像变得模糊不清。所以在安装镜头前,先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式,如果不是,就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不用接圈,而采用后像调节环,调节时,用螺丝刀拧松调节环上的螺丝,转动调节环,此时CCD靶面会相对安装基座向后(前)运动,也起到接圈的作用。

  安装镜头时,首先去掉摄像机及镜头的保护盖,然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。对于自动光圈镜头,还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上,对于电动两可变镜头或三可变镜头,只要旋转镜头到位,则暂时不需校正其平衡状态(只有在后焦聚调整完毕后才需要最后校正其平衡状态)。

  2.调整镜头光圈与对焦:

  关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关,将摄像机对准欲监视的场景,调整镜头的光圈与对焦环,使监视器上的图像最佳。如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机,最好配接自动光圈镜头并将摄像机的电子快门开关(ELC)置于OFF.如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关(ELC)置于ON,并在应用现场最为明亮(环境光照度最大)时,将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳(不能使图像过于发白而过载),镜头即调整完毕。装好防护罩并上好支架即可。由于光圈较大,景深范围相对较小,对焦距时应尽可能照顾到整个监视现场的清晰度。当现场照度降低时,电子快门将自动调整为慢速,配合较大的光圈,仍可使图像满意。

  在以上调整过程中,若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大,而是关得比较小,则摄像机的电子快门会自动调在低速上,因此仍可以在监视器上形成较好的图像;但当光线变暗时,由于镜头的光圈比较小,而电子快门也已经处于最慢(1/50s)了,此时的成像就可能是昏暗一片了。

  3.后焦距的调整后焦距也称[NextPage]背焦距,指的是当安装上标准镜头(标准C/CS接口镜头)时,能使被摄景物的成像恰好成在CCD图像传感器的靶面上,一般摄像机在出厂时,对后焦距都做了适当的调整,因此,在配接定焦镜头的应用场合,一般都不需要调整摄像机的后焦。

  在有些应用场合,可能出现当镜头对焦环调整到极限位置时仍不能使图像清晰,此时首先必须确认镜头的接口是否正确。如果确认无误,就需要对摄像机的后焦距进行调整。根据经验,在绝大多数摄像机配接电动变焦镜头的应用场合,往往都需要对摄像机的后焦距进行调整。

  后焦距调整的步骤如下:

  a.将镜头正确安装到摄像机上。

  b.将镜头光圈尽可能开到最大(目的是缩小景深范围,以准确找到成像焦点)。

  c.通过变焦距调整(ZoomIn)将镜头推至望远(Tele)状态,拍摄10m以外的一个物体的特写,再通过调整聚焦(Focus)将特写图像调清晰。

  d.进行与上一步相反的变焦距调整(ZoomOut)将镜头拉回至广角(Wide)状态,此时画面变为包含上述特写物体的全景图像,但此时不能再作聚焦调整(注意:如果此时的图像变模糊也不能调整聚焦),而是准备下一步的后焦调整。

  e.将摄像机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉旋松,并旋转后焦调节环(对没有后焦调节环的摄像机则直接旋转镜头而带动其内置的后焦环),直至画面最清晰为止,然后暂时旋紧内六角螺钉。

  f.重新推镜头到望远状态,看看刚才拍摄的特写物体是否仍然清晰,如不清晰再重复上述第a、b、c步骤。

  g.在望远状态下,如果特写物体已经清楚了,旋紧内六角螺钉,将光圈调整到适当的位置。

  镜头常见问题问答

  问:无图像输出的原因?A.检查电源是否接好,电源电压是否足够。B.BNC接头或视频电缆是否接触不良。C.镜头光圈是否打开。

  问:无图像输出的原因?

  A.检查电源是否接好,电源电压是否足够。

  B.BNC接头或视频电缆是否接触不良。

  C.镜头光圈是否打开。

  D.视频或直流驱动的自动光圈镜头控制线是否接对。

  问:造成图像质量不好的原因?

  A.镜头是否有指纹或太脏。

  B.光圈有否调好。

  C.视频电缆接触不良。

  D.电子快门或白平衡设置有无问题。

  E.传输距离是否太远。

  F.电压是否正常。

  G.附近是否存在干扰源。

  H.在电梯里安装时要与电梯保证绝缘免受干扰。

  I.CS接口有否接对。

  问:什么是背光补偿?

  背光补偿能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光,无论主要的目标移到中间、上下左右或者荧幕的任一位置。一个不具有超强动态特色的普通摄像机只有如1/60秒的快门速度和F2.0的光圈的选择,然而一个主要目标后面的非常亮的背景或一个点光源是不可避免的,摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级,这并不是一个好的方法,因为当快门速度增加的时候,光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。为了克服这个问题,一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。影像首先被分割成7块或6个区域(两个区域是重复的),每个区域都可以独立加权计算曝光等级,例如中间部分就可以加到其余区块的9倍,因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰,因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。然而有一个非常大的缺陷,如果主要目标从中闲移动到画面的上下左右位置,目标会变得非常黑,因为现在它不被区别开来已经不被加权。

  问:什么是球差、畸变、色差

  球差:由为什么会出现光晕主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,若原光束不同孔径角的各光线,不能交于主轴上的同一位置,以至在主轴上的理想像平面处,形成一弥散光斑(俗称模糊圈),则此光学系统的成像误差称为球差。

  畸变:被摄物平面内的主轴外直线,经光学系统成像后变为曲线,则此光学系统的成像误差称为畸变。

  色差:由白色物点向光学系统发出一束白光,经该光学系列折射后,组成该束白光的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色光,不能会聚于同一点,即白色物点不能结成白色像点,而结成一彩色像斑的成像误差,称为色差。

  问:为什么会出现光晕球差

  慧差所引起的成像模糊现象称为光晕。由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的斜射单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,不能结成一个清晰像点,而只能结成一弥散光斑。当前后移动像平面至某一位置(弧矢像面)时,弥散光斑变成垂直于光学系统弧矢面的短线s。当前后移动像平面至另一位置(子午像面)时,弥散光斑又变成垂直于光学系统子午面的短线t。在子午像面和弧矢像面之间可以找到一弥散光斑最小的成像平面,而在其余位置只能得到一介椭圆形弥散光斑,则此光学系统的成像误差称为像散。像散的大小由子午焦线t与弧矢焦线s之间的距离表示。

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