视频安防监控系统的镜头焦距、视场角、光圈等如何选择?

镜头

焦距

焦距,指平行光从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。

焦距与镜头的视角成反比,一般来说镜头的焦距越短,视场角度就越大,但视场距离也越近,镜头的焦距越长,视场角就越小,但视场距离也随之变远。

通常镜头有定焦镜头和边角镜头两种,定焦镜头指镜头的焦距是固定的,变焦镜头的焦距是可以手动或机械调焦的。

对于我们通常说的变焦,这里需要注意一点,通常说的变焦方式有两种,光学变焦和电子变焦,光学变焦是物理镜头焦距的变化,而电子变焦只是对视频图像画面的放大。

监控安防基础知识:安防安防视频监控系统的镜头详解

视场角

镜头的视场角,是指以镜头的焦点为顶点,以被测目标的物象可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角。视场角越大,视野就越大。

焦距与视场角成反比,即焦距越大,视场角越小,反之视场角越大。

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光圈

光圈是控制镜头进光量的装置,光圈越大,进光量就越充足,摄像机就可以更好的成像。

对于光圈,我们通常通过F值来衡量。光圈系数(F)=光圈直径/焦距

以光圈1.0为初始值有如下的关系:

F1.0、F1.4、F2.0、F2.8、F4.0、F5.6、F8.0、F11、F16、F22、F32、F44、F64等相邻之间的进光量是成倍数关系。

我们平时接触的夜视全彩摄像机,成像效果好的,镜头一般都是F1.0的,配合高灵敏度感光元件,才会呈现出优质的夜视全彩图像。这也是为什么有的夜视全彩摄像机(不用F1.0镜头),尽管看起来补光灯很多,但夜视全彩效果仍然不理想的一个主要原因。

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景深

景深,是指从景物到镜头之间,在一个较大的范围内均可以对焦。景深较浅可以清晰对焦范围就小。

光圈、镜头、及镜头到拍摄物的距离是影响景深的重要因素。光圈、镜头、及拍摄物的距离是影响景深的重要因素:

(1)光圈越大(光圈值f越小)景深越浅,光圈越小(光圈值f越大)景深越深。

(2)镜头焦距越长景深越浅、反之景深越深。

(3)主体越近,景深越浅,主体越远,景深越深。

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感光元件

感光元件,是摄像机的核心传感器件。感光元件在摄像机中将光信号转换为图像电信号,有互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器与电耦合器件(CCD)两种。

CCD和CMOS

CCD称为电荷耦合器件,是一种把信息转化为电荷包形式,并进行存储、转移的器件。CMOS传感器是利用硅和锗两种元素做成的半导体,通过CMOS上带正电和负电的晶体管来实现基本功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

二者比较

CMOS和CCD两者间的差异主要体现在灵敏度、成本、分辨率、功耗等几个方面。

(1)在像素尺寸相同的情况下,CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

(2)CCD传感器的成本比CMOS传感器高。

(3)相同尺寸的CCD传感器分辨通常优于CMOS传感器。

(4)与CCD传感器相比,CMOS传感器的噪声更大,在低照度环境和信噪处理方面存在不足。

(5)CCD的功耗远高于CMOS。

监控安防基础知识:安防安防视频监控系统的镜头详解

当前流行的夜视全彩摄像机,大都选用灵敏度高的CCD传感器。

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