监控摄像头 监控系统工程

1、监控摄像头 监控系统工程监控摄像头-监控系统工程 2011年10月13日 手动光圈定焦镜头 手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，其光圈调整范围一般可 从F12或F14到全关闭，能很方便地适应被摄现场的光照度，然而由于光圈的调整是 通过手动人为地进行的，一旦摄像机安装完毕，位置固定下来，再频繁地调整光圈数就 不那么容易了，因此，这种镜头一般也是应用于光照度比较均匀的场合，而在其他场合 则也需与带有自动电子快门功能的CCD摄像机合用，如早晚与中午、晴天与阴天等光照 度变化比较大的场合，通过电子快门的调整来模拟光通量的改变。这种镜头的价格相对 也比较便宜。 3自动光圈定焦镜头 自动光

2、圈定焦镜头在结构上有了比较大的改变，它相当于在手动光圈定焦镜头的光 圈数调整环上增加一个由齿轮啮合传动的微型电动机，并从其驱动电路上引出3芯或4 芯的屏蔽线，接到摄像机的自动光圈接口座上。当进入镜头的光通量变化时，摄像机图 像传感器靶面的照度就发生变化，使传感器的光生电荷也相应变化。这一变化会导致视 频信号电平发生变化(其整流滤波后的平均电平当然也发生变化)，因而可将这一变化的 电压作为自动光圈镜头的控制信号，并通过摄像机上的自动光圈接口座经3芯或4芯线 传送给自动光圈镜头，进而使镜头内的微型电动机相应做正向或反向转动，达到自动调 整光圈大小的目的。 自动光圈镜头分为视频驱动型(内含视频信号整

3、流放大电路，引出3芯线)与Dc 驱动型(内部不含放大器，引出4芯线)两种规格。由于增加了微型电动机以及光圈控 制电路，自动光圈镜头的价格一般要比同等参数的手动光圈镜头的价格高一倍多，而视 频驱动型自动光圈镜头由于内含视频信号整流放大电路，其价格又比DC驱动型自动光 圈镜头的价格高。 4手动变焦镜头 手动变焦镜头的焦距可以通过手动调节，因而在实际应用中可以方便地选择被监视 现场的视场角，例如：调到广角状态而对整个房间监视，或是调到长焦状态而对房间内 某个局部区域进行监视。当对于实际监视现场的环境情况不十分了解时，采用这种镜头 显然是非常重要的。否则，在现场施工及调试过程中才发现选配镜头的视角不合

4、适，再 去调换不同焦距的镜头，至少要耽误工期。 手动变焦镜头中也有带自动光圈的镜头，并且也有直流驱动和视频驱动两类。其自 动光圈部分的原理与操作与自动光圈定焦镜头的原理与操作完全一样。 5自动光圈电动变焦镜头 此种镜头与前述的自动光圈定焦镜头相比另外增加了两个微型电动机，其中一个电 动机与镜头的变焦环啮合，当其受控而转动时可改变镜头的焦距(Zoom)；另一个电动 机与镜头的对焦环啮合，当其受控而转动时可完成镜头的对焦(I?OCUS)。由于该镜头增 加了两个可遥控调整的功能，因而此种镜头也称作电动两可变镜头。需要说明的是，这 种行业内的习惯性说法有时会给新用户造成误解，以为电动两可变镜头比后面介

5、绍的电 动三可变镜头少了“一可变”，因而其性能及价格都低于后者，其实电动两可变镜头的光 圈也是可变的，而且是根据光通量的变化自动调整的，因而其性能及价格都高于电动三 可变镜头。由于这种镜头比自动光圈定焦镜头增加了两个电动机且镜片组数增多，镜头 51的体积也相应增大。 自动光圈电动变焦镜头一般引出两组多芯线，其中，一组为自动光圈控制线，其原 理和接线方法与前述的自动光圈定焦镜头的控制线完全相同；另一组为控制镜头变焦及 对焦的控制线，一般与镜头控制器(通常镜头控制器与云台控制器是做在一起的)或系 统主机的前端控制解码器相连。当操作远程控制室内镜头控制器上的变焦或对焦按钮时， 将会在此变焦或对焦的控

6、制线上施加一个或正或负的直流电压。该电压加在相应的微型 电动机上，使镜头完成变焦及对焦调整功能。图3-4为该镜头控制线的接线图。 红(RED) K【一(+) 黑(BLACK) 皓(一) 白(wHlTE) 视频信号 绿(GREEN) 未用 屏蔽(SHIEL。D) 地 图34 自动光圈电动变焦镜头控制线接线图 在实际应用中，还有一种能够自动聚焦的镜头(光圈当然也是自动的)，这样，该镜 头就只剩下手动变焦这“一可变”了。但自动聚焦需要对成像的内容进行检测(通过聚 焦调整来检测图像中高频成分的强弱)，因而需要比自动光圈还要复杂的判别电路。因 此，自动聚焦镜头都是以一体化摄像机的形式出现的，由摄像机实现

7、对聚焦控制量的判 定，并输出控制电压到电动镜头的聚焦电动机，实现自动聚焦。 6电动三可变镜头 此种镜头与前述电动两可变镜头结构相差不多，只是将对光圈调整电动机的控制由 自动控制方式改为由控制器来手动控制，因此它也包含了3个微型电动机，引出一组6 芯控制线与镜头控制器相连。图3-5为该镜头控制线的接线图。 图3-5电动三可变镜头控制线接线图7针孔镜头 针孔镜头的孔径非常小，一般仅为lmm左右，主要应用于隐蔽监视的场合。 标准型针孑L镜头具有较细且很长的镜筒，镜筒前端呈锥型并有一个微小的开孑L(即 “针孔”)，其后端则与普通镜头一样，可以方便地与摄像机配接。图36示出了针孔镜头 的外形及其应用示意

8、图。图37为一种具有90转角的针子L镜头的外观。 针孔 图3与针孔镜头的外形及其应用示意图 a)针孔镜头的外形 b)针孔镜头应用示意图 还有一种微型针孔镜头，尺寸很短，通常与板式超小型 CC)摄像机配合，安放在屏风后或天花板上，透过微小的孔 隙来监视现场，也可以安放在钟表、电话机、电视机、传声 器座或装饰画等物品内，透过微小的孑L隙来监视现场。 针孔镜头一般都为定焦镜头，主要是因为其结构紧凑， 不便集成变焦距所用的驱动电动机，而且精度要求高，驱动 也复杂。我国公安部一所的神盾系列镜头便采用了世界领先 的变焦针孔技术，填补了这方面的空白。 需要说明的是，由于“针孑L”很小，因此针孔镜头的相 对孔

9、径很小(光阑F数较大)，与摄像机配合使用时，透过针 图37具有90。转角的 针孔镜头的外观 孔镜头的光通量也很小，使摄像机的成像质量下降(图像的亮度不够、信噪比变差)。因 此，配用针一孑L镜头的监控摄像机最好选用低照度型的，并尽可能保证监视场所的光照度。 322微型板式摄像机镜头 在实际应用中，微型板式摄像机镜头(Ioard Lens)通常都是用于小半球型一体化摄 像机中。由于这种镜头的环形接口座直接固定于电路板上(刚好包围住已焊于板上的图 像传感器)，因此将镜头旋入接口座并予以固定后(通过调节旋入深度实现聚焦)，即形 成了一体化结构的裸板摄像机，再将该裸板摄像机置于半球罩内就形成J、半球型一

10、体化 摄像机了。这种摄像机通常被安装于电梯轿厢、电梯问、走廊或小空间的室内，安装后 一般无需再对镜头进行调整。 5354 由于小半球型一体化摄像机的安装使用方便，图像质量也不错，在闭路电视监控系 统中很受工程商的青睐，但这种摄像机使用的镜头通常都是36mm的定焦、定光圈微型 镜头，一般不适合于中远场景的监视。为此，有些镜头厂商专门生产了不同焦距的微型 镜头，如6mm的或12mm的，供工程商在实际中选配。图3-8给出了几种微型板式摄像 机镜头的外观。 图38 几种微型板式摄像机镜头的外观 由图38可见，微型板式摄像机镜头与上述常规镜头的主要区别就是其接口尺寸小， 镜片尺寸一般也较小，因而其自身体

11、积也相对较小、重量很轻。为了像常规镜头那样有 较多的选择余地，一些新型的板式微型镜头(MTV- Mount)也开始增加新的功能，如手动对焦或手动光圈调 整功能，有些甚至增加了自动光圈功能。图3_9即给出 r一款手动变焦自动光圈板式微型镜头的外观。 图3_9所示的微型镜头可覆盖l3in靶面的图像传感 器，具有手动变焦(变焦范围为2665mm)和聚集 的调节环，并具有自动光圈功能，其光阑F值(即光圈 数)为F15360。实用中，在将该镜头旋人板式摄像 机的接口座时，同时还需将自动光圈调整电动机的引线 端子接人电路板上的相应端口，以实现自动光圈控制功 能。由图3-9可见，这种微型自动光圈镜头的驱动方

12、式 显然是DC驱动方式。 323特殊镜头 图3-9一款手动变焦自动光圈 板式微型镜头 1一体机专用镜头 一体机专用镜头通常都是自动光圈的变焦镜头，其中有很多还具有自动聚焦功能。 但是与前述的各种镜头相比，一体机专用镜头实际上属于半成品，因为它没有全封闭的 外壳，也没有C或CS接口之说，当然也不可能零售。因此，一体机镜头通常都是由一体 化摄像机生产厂家直接从镜头生产厂家定制或选购，使之与自己生产或组装的ccD或 cMOs图像传感器及相应的摄像机电路相匹配，再配以合适的外壳而构成完整的一体化 摄像机。 2光纤镜头 光纤镜头实际上是由上千根甚至上万根彼此独立的玻璃光纤粘连在一起而组成的光7安定镜头

13、在特定环境的电视监控系统中，镜头和摄像机可能会在观察场景时产生晃动或震动， 这就需要用到安定镜头了。该镜头可以抵消摄像机因外力(如风、车辆转弯、船只摇摆 等)而引起的严重晃动。镜头的内部设有活动光学器件，并通过这种器件的反向移动来 抵消摄像机与场景之间的相对移动。 324镜头附加装置 镜头附加装置主要指镜头增焦和减焦器。 1镜头增焦器 增焦器可以增加镜头的焦距，因此需配合原镜头使用，但不能单独使用。在实际应 用中，镜头增焦器安装在摄像机和原镜头之间，可使原镜头与增焦器组合后的等效镜头 焦距扩展为原镜头焦距的若干倍(通常为2倍)。日本FAMRON将镜头增焦器称为望远 转换器(17eleConve

14、rters)，有14倍及2倍两种。Cosmiear,Pentax的镜头增焦器称为2倍 扩展器(2x：Extender)，其中2Ex(：80001)用于C型接口镜头，而S2一Ex(：80034) 用于CS型接口镜头。另外，Computar的EX2CEX2CS、EXl5CEXl5CS则分别为C型 接口和cs型接口的2倍及15倍镜头扩展器。需要说明的是，长焦距镜头配用增焦器 后，镜头的增焦效果是非常可观的，例如，日本佳能(；anon)公司的70倍变焦镜头 PJ70X95BIE的焦距变化范围为95670mm，经2X增焦后的焦距范围一下子扩展到 191340mm。 2镜头减焦器 当镜头配用了某种光学附件

15、时，也可以实现减焦效果。Computar的MCA003即是一 种具有减焦效果的光学附件，又称075广角附件，它与特定型号的镜头配合使用时，可 使镜头的等效焦距减少075倍，从而使等效镜头的视场角扩大。例如，8mm的镜头配用 O75广角附件后，等效镜头焦距即变为6ram。 需要说明的是，在与变焦距镜头配合使用的场合，虽然加装增焦器减焦器可以扩展 或缩小原变焦距镜头的焦距，但不会改变原变焦距镜头的倍率。例如，一个焦距为8 80mm的10倍变焦距镜头配用2倍增焦器后，其焦距范围可扩展到16160mm，但增焦 后等效镜头的变焦倍率仍然是10倍。 33非球面镜头 非球面镜头(Aspherical L,ens)是近年开始广泛使用的新型镜头，其特点是镜头所用 的镜片为