镜头简介

    镜头之主要功能为：收集被摄影物体反射光并将其反射光聚焦于CCD上，其投射至CCD上之图像是倒立，摄影机电路具有将其反转功能，其成像原理与人的眼睛相同。

A. LENS 种类 :
1. 固定焦距式 ( Fixed Focal lens )
2. 伸缩式 ( Zoom lens )
3. 自动光圈或手动光圈 ( auto iris or manual iris )

B. 依据焦距数字大小区分:
1. 标准镜头
2. 广角镜头
3. 望远镜头

C. 依据光圈区分:
1. 固定光圈式 ( fixed iris )
2. 手动光圈式 ( manual iris )
3. 自动光圈式 ( auto iris )
EX : 依据影像信号调整光圈大小,优点灵敏度高。
EE : 依据 photo sensor 变化调整。

D. 伸缩镜头(Zoom lens ):
伸縮調整方式:
1. 電動伸縮鏡頭 (motorized zoom lens )
2. 手動伸縮鏡頭 (manual zoom lens )
鏡頭倍數 : 6倍 , 8倍 , 10倍 , 12倍 等

E. 鏡頭特有術語及其代表意義:
1. Iris ( 光圈 )
2. Focus ( 聚焦 )
3. Zoom ( 變焦 )
4. F-stop ( 光圈孔徑 )
5. Focus length ( 焦距 )
F. F & f 代表意義
    F :代表光圈孔徑 : F1.2 , F1.4 , F1.6 , F1.8 , F2.0,數值越小代表光圈可開啟越大進光量越強;
    F. 代表焦距範圍 f : 4mm ; f : 6mm ; f : 8mm 等;zoom lens f : 8-48 ; f : 8-80 ; f : 7.5-120 等

G. 鏡頭與攝影機選用:
camera lens (標準) (廣角) (超廣角)
1/3" 6 mm 4.2 mm
1/2" 12 mm 6 mm 4.2 mm
2/3" 16 mm 8 mm 4.8 mm
1" 25 mm 12.5 mm 8 mm

H. 鏡頭搭配攝影機注意事項:
1. 安裝方式 C or CS mount , 不同規格時請加轉換環或調整攝影機鏡頭座位置
2. 鏡頭規格表上標示使用於何種尺寸攝影機 , 請依照標示使用.
3. DC drive & Video drive 請配合攝影機規格使用.
4. 鏡頭驅動電壓需使用正確 ( 6v or 9v~12v ) .
I. 決定鏡頭品質因素:
1. 採用鏡片數目(多類型鏡片組合可減少色偏改善焦聚等問題但會減少透光率)
2. 鏡片透光率(好鏡片透光率佳價格貴, 差鏡片較會阻擋光線通過)
3. 鍍層與研磨(鏡片鍍層與研磨技術影響鏡片品質)
4. 機械裝置(鏡頭內部機械結構經密度影響鏡片移動精確度及可靠度品質差機械結構會產生調整誤差及不一致性)
J. 鏡頭工作原理簡介:
1. 鏡頭是由許多凹凸鏡片組合而成.
2. 各種不同數量之鏡片經由有順序排列組合行程各種不同焦距之鏡頭.
3. 鏡頭內部有部分鏡片為可移動式 , 以利得到寬廣之使用範圍
4. 外部影像經由鏡頭鏡片組聚焦後 , 將清晰影像投射於攝影機 CCD sensor 表面上在电视监控系统中如何根据现场被监视环境，正确选用摄像机镜头是非常重要的，因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言)，所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。
摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种，就焦距而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。

下面就以使用环境的不同谈如何正确选用摄像机镜头。

 1、 手动、自动光圈镜头的选用
    手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。
    对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗及大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。
    对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种 ，即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。

2、 定焦、变焦镜头的选用
    定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小 ，以及所要求被监视场景画面的清晰程度。在镜头规格(镜头规格一般分为1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情况下 ，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。
    镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。
    对于一般变焦(倍)镜头而言 ，由于其最小焦距通常为6.0mm左右，故其变焦(倍)镜头的最大视场角为45°左右，如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中，其监视死角必然增大，虽然可通过对前端云台进行操作控制，以减少这种监视死角，但这样必将会增加系统的工程造价(系统需增加前端译码器、云台、防护罩等)，以及系统操控的复杂性，所以在这种环境中，不宜采用变焦(倍)镜头。
    在开阔的被监视环境中，首先应根据被监视环境的开阔程度，用户要求在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度，以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据，在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下，应尽量考虑选用长焦距镜头，这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦(倍)镜头(电动三可变镜头)，这可根据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定，在选用时也应考虑两点：(1)在调节至最短焦距时(看全景)应能满足覆盖主要被监视场景画面的要求；(2)在调节至最长焦距时(看细节)应能满足观察被监视场景画面细节的要求。通常情况下，在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求，而在室外的库区、码头、广场、车站等环境中，可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可(一般情况下，镜头倍数越大，价格越高，可在综合考虑系统造价允许的前提下，适当选用高倍数变焦镜头)。

正确选用镜头焦距的理论计算

摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数 ，镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化(其变化关系如前所述)，覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算：
(1) f = u · D / U
(2) f = h · D / H
f：镜头焦距、U：景物实际高度、H：景物实际宽度、D：镜头至景物实测距离、u：图像高度、h：图像宽度

举例说明：
当选用1/2″镜头时，图像尺寸为u=4.8mm，h=6.4mm。镜头至景物距离D=3500mm，景物的实际高度为U=2500mm(景物的实际宽度可由下式算出H=1.333·U，这种关系由摄像机取景器CCD片决定)。
将以上参数代入公式 (1) 中，可得f=4.8·3500/2500=6.72mm，故选用6mm定焦镜头即可。
用于决定摄影机所观测之视角，根据不同需求，使用不同焦距之镜头以得到最佳视角。

其它镜头规格说明
1． IMAGE FORMAT
如镜头为1/3″,所以只能用在1/3″ 、1/4″或1/5″以下的CAMERA上,1/2″的CAMERA就不能使用,否则摄取之景物在莹幕上的边缘会被遮盖。 2． MOUNT
目前镜头有C及CS MOUNT二种规格，目前发展之镜头，一般以CS MOUNT居多，C及CS MOUNT搭配CAMERA使用，相差5mm距离。

3． FOCAL LENGTH
根据自己需求而定, 可决定所照摄物体的远近及在莹幕的大小。

4． AAPERTURE
F value愈小，表示入光量愈多，可使CAMERA感度增强，所以一般愈低愈好。

5． ANGLE OF VIEW（视角）
视角一般有分左右（HORIZZONTAL）及上下（VERTICAL），比例为4∶3，甚至有人称之为斜对角（DIAGONAL）。视角随镜头的焦距、CAMERA SENSOR的大小（1/2″、1/3″OR…）及讲法而变,要注意清楚。 6． 自动光圈控制方式有二种：
a：VIDEO DRIVER
b：DC DRIVER

7． 目前镜头的种类大致上可分：
a：MONO FOCAL LENS (单一焦距镜头) : FIX IRIS（固定光圈）, MANUAL IRIS（手动光圈）
b：PINHOLE LENS（针孔镜头）：F值比一般大
c：AUTO IRIS LENS（自动光圈）
d：VARI－FOCAL LENS（变焦镜头）
e：MOTORIZED ZOOM LENS（电动变焦镜头）

比较如下:
FOCAL LENGTH APERTURE
MONO FOCAL LENS 固定 固定
PINHOLE LENS 固定 手动/自动
AUTO IRIS LENS 固定 手动/自动
VARI－FOCAL LENS 手动调整 手动/自动
MOTORIZED ZOOM LENS 电动调整 自动