CCTV光学镜头设计的若干问题

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CCTV镜头新技术的实际应用

CCTV镜头新技术的实际应用镜头的一个比较常见但又非常重要的应用，便是与社会安全息息相关的安防监控镜头，即Close Circuit TeleVison Lense简称CCTV镜头。

本文将简单介绍CCTV镜头对监控系统的重要性，并浅议CCTV镜头的两个技术方向。

CCTV镜头质量与画面质量的关系现在，不管哪个产业，画质都受到高度的重视。

但是如何获得高品质的画面质量呢？通过平时与一些客户的接触发现，在实际使用中存在一些误区。

有一些客户非常重视摄像机的品牌、品质，但是容易忽略或是忽视镜头的选择。

作为一个常识，画质是镜头性能和摄像机性能相乘得出的结果。

优质的摄像机如果配上不好的镜头，就不能得到高品质的监控画质。

同样，如果仅仅是镜头好，却配上不好的摄像机，也不能得到好的监控画质。

另外监视器也是一个制约因素。

简而言之，镜头、摄像机、监视器的品质对画面的质量可谓“一个都不能少”。

那么作为监控系统最前端的镜头，就像系统的眼睛一样，一只高品质的镜头可以显著地提升成像质量。

例如在使用同一台显示器和同一只摄像机的前提下，假设F1.4是1Lux，那么F1.0的镜头就可以达到0.5Lux，即F1.0的镜头与F1.4的镜头相比通光亮增大1倍。

图1与图2就是在同样光线条件下，使用同样的摄像机拍摄的，左边使用的是13VG308AS手动变焦镜头，焦距f=3.0-8mm，F1.0，右边使用的是F1.4镜头。

优质的镜头应该具备的条件一只优质的镜头应该具备的条件很多，在这里只是简单的列举几点以供参考。

·优良的成像质量：镜头成像画面清晰度高，对比度高，亮度高，色彩还原度高，变形量小；·优良的光圈性能：光圈范围大，即大光圈很大，小光圈很小，光圈对外界光照条件的适应能力强，而且在各种光圈条件下都能保证良好的画面质量；·复合型镀膜：高质量的镜片的镀膜并非单纯的蓝膜、红膜等单层镀膜，而是复合型镀膜。

因为复合型镀膜可以有效地抑制逆光，杂散光等对画面质量有害的光线。

监控摄像机CCTV基础参数新手入门

1 CCTV的含义是什么——难度:中等答： CCTV 是英文Closed Circuit Television的缩写,意思是闭路电视监控系统2 什么是镜头的焦距——难度:中等答：从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离;即焦距长度;如"f=8-24mm,",就是指镜头的焦距长度为8-24mm3 焦距长短与成像大小视角大小有什么关系——难度:容易答：焦距长短与成像大小成正比,焦距越长成像越大,焦距越短成像越小;镜头焦距长短与视角大小成反比,焦距越长视角越小,焦距越短视角越大;4 焦距长短与景深透视感又什么关系——难度:容易答：焦距长短与景深成反比,焦距越长景深越小,焦距越短景深越大;焦距长短与透视感的强弱成反比,焦距越长透视感越弱,焦距越短透视感越强5 什么是摄像机的后焦调整——难度:容易答：当安装上标准镜头,要使被摄景物的成像恰好成在CCD图像传感器的靶面上,可以采用固定镜头,而调整ccd的位置的方法这种方法叫摄像机的后焦条整6 什么是镜头F值——难度:容易答： F 值即指镜头之明亮度;镜头规格中所显示＜最大口径比1:＞之＜＞即为F 值;F值越小表示镜头之明亮度越高;F值每缩小一级距,明亮度即增加两倍;镜头之射入光量与光束之断面积镜头的有效口径D的平方成比例,因此影像明亮度为F值平方之反比;由此推算,F值每缩小一级距,明亮度即增加两倍;7 什么是镜头的光圈——难度:容易答：光圈的功能就如同我们人类眼睛的虹蟆,主要用来调整摄像机的进光量,F 表示镜头的孔径,较小的F值表示较大的光圈8 什么是景深——难度:容易答：当某一物体聚焦清晰时,从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也都当清晰的;焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深9 什么是广角镜头Wide Angle——难度:容易答：广角镜头因焦距非常短,所以投射到底片上的景物就变小了扩阔镜头拍摄角度,除可拍摄更多景物,更能在狭窄的环境下拍摄出宽阔角度的影像;视角90度以上,观察范围较大,近处图像有变形;10 什么是长焦镜头——难度:容易答：视角20度以内,焦距可达几十毫米或上百毫米11 什么是变焦镜头——难度:容易答：镜头焦距连续可变,焦距可以从广角变到长焦,焦距越长成像越大;12 什么是光学变焦——难度:容易答：是依光学镜头结构来实现变焦,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远13 什么是三可变镜头——难度:容易答：光圈、聚焦、焦距均需人为调节14 什么是二可变镜头——难度:容易答：通常是自动光圈镜头,而聚焦和焦距需人为调节15 什么是镜头的视频驱动Video driver——难度:容易答：它将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈,这种视频输入型镜头内包含有放大器电路,用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制16 什么是镜头的直流驱动DC driverno Amp——难度:容易答：它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈,这种镜头内只包含电流计式光圈马达,摄像机内没有放大器电路;二种驱动方式产品不具可互换性,但现已有通用型自动光圈镜头推出17 C型接口与CS型接口的区别是什么——难度:容易答：镜头安装有C型和CS型两种,C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm 调整光圈值的环;C型安装的摄像机可用CS型镜头,但CS安装的摄像机不能使用C型镜头18 什么是非球面镜头Aspherical Lens——难度:容易答：镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线,并且在设计时就考虑到了镜头的相差、色差、球差等校正因素,通常一片非球面镜片就能达到多个球面镜片矫正像差的效果,因此可以减少镜片的数量,使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更为准确、镜头内的光线反射得以降低,镜头体积也相应缩小;非球面镜头具有变倍高、物距短、光圈大的特点;变倍高可以简化镜头的种类,物距短可以应用在近距离摄像的场合,光圈大则可以适应光线较暗的场所,因此应用领域日渐宽广;日本AVENIA的非球面镜头产品SSV0770,近摄距离可到30cm,19 什么是镜头的相对孔径——难度:容易答：为了控制通过镜头的光通量的大小,在镜头的后部均设置了光圈;假定光圈的有效孔径为d,由于光线折射的关系,镜头实际的有效孔径为D,比d大,D与焦距f之比定义为相对孔径A,即A=D/f,镜头的相对孔径决定被摄像的照度,像的照度与镜头的相对孔径的平方成正比,一般习惯上用F=f/D,即相对光径的倒数来表示镜头光圈的大小;F值越小,光圈越大,到达CCD芯片的光通量就越大;所以在焦距f相同的情况下,F值越小,表示镜头越好;20 什么是CMOS技术——难度:容易答： CMOS全称为Complementary Metal-Oxide Semiconductor,中文翻译为互补性氧化金属半导体;CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N带–电和 P带+电级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像21 什么是CCD——难度:容易答： CCD全称为Charge Coupled Device,中文翻译为"电荷藕合器件";它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷;因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点;而其上的感光元件则称之为“像素”;CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大,收集到的图像就会越清晰22 CCD芯片的尺寸有那些——难度:容易答： CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3" 1/4" 尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些;在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大; 芯片规格成像面大小宽X高对角线 1/2 4.8mm 8mm 1/3 3.6mm 6mm23 什么是HAD传感器——难度:较难答： HADHOLE-ACCUMULATION DIODE传感器是在N型基板,P型,N+2极体的表面上,加上正孔蓄积层,这是SONY独特的构造;由于设计了这层正孔蓄积层,可以使感测器表面常有的暗电流问题获得解决;另外,在N型基板上设计电子可通过的垂直型隧道,使得开口率提高,换句换说,也提高了感度;在80年代初期,索尼将其领先使用在可变速电子快门产品中,在拍摄移动快速的物体也可获得清晰的图象;24 什么是SUPER HAD CCD——难度:较难答： CCD的单位面积也越来越小,微小镜片技术,已经无法再提升感亮度,如果将CCD组件内部放大器的放大倍率提升,将会使杂讯也被提高,画质会受到明显的影响;索尼在CCD技术的研发上又更进一步,将以前使用微小镜片的技术改良,提升光利用率,开发将镜片的形状最优化技术,即索尼 SUPER HAD CCD技术;基本上是以提升光利用效率来提升感亮度的设计,这也为目前的CCD基本技术奠定了基础;25 什么是EXVIEW HAD CCD ——难度:容易答：比可视光波长更长的红外线光,也可以在半导体硅芯片内做光电变换;可是至当前为止,CCD无法将这些光电变换后的电荷,以有效的方法收集到感测器内;为此,索尼在1998年新开发的“EXVIEW HAD CCD”技术就可以将以前未能有效利用的近红外线光,有效转换成为映像资料而用;使得可视光范围扩充到红外线,让感亮度能大幅提高;利用“EXVIEW HAD CCD”组件时,在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片;而且之前在硅晶板深层中做的光电变换时,会漏出到垂直CCD部分的SMEAR成分,也可被收集到传感器内,所以影响画质的杂讯也会大幅降低26 什么是扫描制式,常用的有那些——难度:容易答：电视制式是指一个国家的电视系统所采用的特定制度和技术标准;具体来说就是对现在世界上共有三种电视制式,目前全世界大部分国家包括欧洲多数国家、非洲、澳洲和中国采用PAL制, 采用25fps帧率；美国、日本、加拿大等国采用的是由国家电视标准委员会NTSC制定的NTSC制,采用30fps帧率精确地讲为 fps；另一种制式SECAM制主要用于法国、前苏联及东欧国家;27 CCD摄像机的工作方式是什么——难度:容易答：被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出;视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像;28 什么是摄像机的像素——难度:中等答：像素是衡量摄像头CCD的一个重要指标之一;一般来说,像素较高的产品其图像的品质越好;但另一方面也并不是像素越高越好,对于同一个画面,像素越高的产品它的解析图像的能力越强,为了获得高分辨率的图像或画面,它记录的数据量也必然大得多,对于存储设备的要求也就高得多;29 什么是摄像机的分辨率——难度:中等答：通常是指水平解晰度,除非特别指定"垂直"时;评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目;常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为330-540,其数值越大成像越清晰;30 什么是摄像机的垂直解晰度——难度:容易答：垂直解晰度vertical resolusion 其数目是由明显的水平交互黑白线条之最大数目而得;31 什么是摄像机的光谱响应特性——难度:中等答： CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至左右;其响应峰值为绿光550nm;夜间隐蔽监视时,可以用近红外灯照明,人眼看不清环境情况,在监视器上却可以清晰成像;由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感;彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感;32 摄像机的数字信号DSP处理指的是什么——难度:容易答： DSPDigital Signal Processing是数字信号处理的缩写;其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式;它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,源源超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片;它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色; DSP芯片提高了摄像机的视频处理及操作性能 ;33 什么是摄像机的曝光量——难度:中等答：曝光量是图像构成,最原始的关键因素,它主要由光圈Aperture以及快门Shutter两方面决定;34 什么是摄像机的最低照度——难度:中等答：最低照度也称为灵敏度;是CCD对环境光线的敏感程度,或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线;照度的单位是勒克斯LUX,数值越小,表示需要的光线越少,摄像头也越灵敏;黑白摄像机的灵敏度大约是勒克斯,彩色摄像机多在1Lux以上;的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时,推荐使用的摄像机;与近红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机;35 什么是摄像机的数字变焦Digital Zoom——难度:容易答：实际上是画面的电子放大,把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用"插值"处理手段做放大,将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面;通过数码变焦,拍摄的景物放大了,但它的清晰度会有一定程度的下降,有点像VCD或DVD中的ZOOM功能,所以数码变焦并没有太大的实际意义;36 什么是摄像机的快门Shutter——难度:中等答：快门是镜头前阻挡光线进来的装置,一般而言快门的时间范围越大越好;秒数低适合拍运动中的物体,某款摄像机就强调快门最快能到1/16000秒,可轻松抓住急速移动的目标;不过当你要拍的是夜晚的车水马龙,快门时间就要拉长,常见照片中丝绢般的水流效果也要用慢速快门才能拍出来;37 什么是光学变焦Optical Zoom——难度:容易答：数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦;数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远;38 什么是摄像机的白平衡White Balance、W/B——难度:中等答：物体颜色会因投射光线颜色产生改变,在不同光线的场合下拍摄出的照片会有不同的色温;例如以钨丝灯电灯泡照明的环境拍出的照片可能偏黄,一般来说,CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线的改变;所以通过白平衡的修正,它会按目前画像中图像特质,立即调整整个图像红绿蓝三色的强度,以修正外部光线所造成的误差;有些摄像机除了设计自动白平衡或特定色温白平衡功能外,也提供手动白平衡调整;39 什么是摄像机的自动白平衡——难度:中等答：白平衡设置将随着景物色景物彩温度的改变而连续地调整,范围为2800~6000K;这种方式对于的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的,使色彩表现自然,但对于景物中很少甚至没有白色时,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果;40 什么是摄像机的r枷马校正——难度:中等答：所谓枷马校正就是检出图象信号中的深色部分和浅色部分,并使两者比例增大,从而提高图象对比度效果;41 什么是摄像机的背景光补偿 BLC——难度:中等答： Black Light Compensation不可见光补偿、逆光补偿通常,摄像机的AGC 工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的,但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的,背景光补偿有可能改善前景目标显示状况; 当背景光补偿为开启时,摄像机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点,此时如果前景目标位于该子区域内时,则前景目标的可视性有望改善;42 什么是摄像机的自动增益控制AGC——难度:中等答： Automatic Gain Control自动增益控制自动增益控制摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即,为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节;这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路;具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显;这是由于信号和噪声被同时放大的缘故;43 什么是摄像机的信噪比S/NRatio——难度:较难答： Signal-to-Noise Ratio信号杂讯比,信噪比是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示;由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非常大,信噪比的单位用DB来表示;一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC自动增益控制关闭时的值,因为当AGC接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高; 信噪比的典型值为45~55db,若为50db,则图像有少量噪声,但图像质量良好；若为60db,则图像质量优良,不出现噪声;;典型值为46db,若为50db,则图像有少量噪声,但图像质量良好；若为60db,则图像质量优良,不出现噪声;44 常用的同步方式有那几种之间有什么区别——难度:容易答：常用的方式有：内同步和外同步,外同步包含有：电源同步、复合视频同步等45 什么是摄像机的垂直同步——难度:较难答：垂直同步是最简单的方法来同步两部摄像机,通过垂直驱动频率来保证视频能够采用老式的切换期或者四分割机器,在同一个监视器上显示几个影像源;垂直驱动信号通常由重复频率20/毫秒50/60赫兹和脉冲1~3毫秒宽度的脉冲组成;46 什么是彩色视频复合信号同步——难度:较难答：彩色视频复合信号同步彩色视频复合信号代表视频和彩色触发信号,意味着摄像机能和外部的复合彩色视频信号同步;然而尽管称作彩色视频复合信号同步,实际上只进行水平同步和垂直同步,而没有色彩触发同步47 什么是摄像机的内同步internal synchronization——难度:中等答：内同步是由摄影机的内同步信号产生电路之同步信号来完成操作;48 什么是摄像机的外同步——难度:中等答：使用外界同步信号,电源或同步信号发生器,将同步信号送入摄像机的外同步输入端;将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步; 多台摄像机外同步对多台摄像机固定外同步,使每一台摄像机可以在同样的条件下作业,因各摄像机同步,这样即使其中一台摄像机转换到其他景物,同步摄像机的画面亦不会失真49 什么是摄像机的直流线锁定——难度:较难答：直流线锁定是一种古老的技术,利用直流50/60赫兹电源线电流来同步摄像机;因为直流24伏电源广泛使用于多数建筑物防火警报系统,由于非常容易获得;由于老型号的切换器和分割系统没有数字记忆功能,要保持稳定的影像,摄像机之间的同步非常必要,直流线锁定就是摄像机同步于交流50/60赫兹,50 什么是线锁定同步LINE LOCK——难度:较难答：线锁定同步LINE LOCK是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式;当图像出现因交流电源造成的网波干扰时,将此开关拨到线锁定同步LL的位置,就可消除交流电源的干扰;51 什么是超宽动态摄像机——难度:中等答：超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色;宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍;自然光线排列成从120,000Lux 到星光夜里的;当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1;这个对比人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度,然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉全白；或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除全黑;52 什么是摄像机的峰值感应模式——难度:中等答：峰值感应模式是用通过影像亮点代替整个影像的平均值来决定曝光指数,使用规则系统的用户能应对最苛刻的要求,如在黑夜抓取一个白点的影像,而且还要看到这个小亮白点的细节和色彩;53 什么是无色滚动——难度:较难答：数字信号处理器视频摄像机使用在荧光灯下时,只能产生严重色滚动的影像;影像会从白色转变成蓝色、粉红色再回到白色,如此循环;这是因为交流电源运行在50/60赫兹所引起的问题;白热灯泡能提供稳定的光线,而日光灯的光线由于交流电的强度和色彩以的速度在变换而波动;传统摄像机计算出白平衡需要100~150ms~ ,比交流电慢了,因此永远不能赶上;对当前影像通过8次循环周期才能清楚地产生色滚动;54 什么是动态侦测——难度:容易答：动态侦测整个监控画面被分成多个小区域,用户可以任意选择区其中的区域,并且可以对选中的监控区域进行1-20级的敏感度设置; 这样当有东西移动时将被摄像机服务器检测到,同时进行录像;55 什么是摄像机的低照度摄像机——难度:容易答：由于一般的摄像机在夜间低照度较恶劣的使用场所中监控效果不良,因此低照度作为摄像机的一项重要指标;一般的摄像机的低照度指标都在彩色以下,黑白以下; 照度能低到多少,不仅要看镜头的光圈大小F 值,更要看是在什么条件限制下才能出现所标示的LUX 值;以光圈大小F值而言,光圈愈大则其所代表的F 值愈小,所需的照度愈低;56 什么是一体化摄像机——难度:容易答：一体化摄像机指镜头内建、可自动聚焦的一体化摄像机;一体化摄像机种类繁多,目前的市场主体可分为彩色高解型和日夜转换型,以16、18、20、22、27倍变倍最多;总体来说,一体机的趋势是照度越来越低,倍数越来越高;57 什么是网络摄像机——难度:容易答：网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机,它可以将影像通过网络传至有网络连接端口的另一端,且远端的浏览者不需用任何专业软件,只要标准的网络浏览器如“Microsoft IE或Netscape即可监视其影像;网络摄像机内置一个嵌入式芯片,采用嵌入式实时操作系统;摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过网络总线传送到Web服务器;网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像,授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作;58 什么是摄像机的云台——难度:容易答：云台就是两个交流电机组成的安装平台,可以水平和垂直的运动;59 云台的分类有那些——难度:容易答：按使用环境分为室内型和室外型,主要区别是室外型密封性能好,防水、防尘,负载大;安装方式分为侧装和吊装,就是把云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上;外形分为普通型和球型,球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中,除了防止灰尘干扰图像外,还隐蔽、美观、快速;60 什么是摄像机的防护罩——难度:容易答：用于保护摄像机的装置叫防护罩;61 云台的分类有那些及其功能——难度:容易答：有室内、室外之分,室内防护罩主要作用是防尘；而室外防护罩除防尘之外,更主要的作用是保护摄像机在较恶劣自然环境如雨、雪、低温、高温等下工作;这不仅要求严格的密封结构,还要有雨刷、喷淋装置等,同时具有升温和降温功能;由此决定了室外防护罩的价格远高于室内防护罩;选择防护罩时还应注意的是：防护罩的标称尺寸与摄像机标称尺寸一致;若难于一致时,可用大尺寸防护罩配小尺寸摄像机；反之不行;62 什么是摄像机的支架及分类——难度:容易答：用于固定摄像机的部件,有壁装、吊装等型式;支架的选择比较简单,只要其负荷能力大于其上所装设备总重量即可,否则易造成支架变形,云台转动时产生抖动,影响监视图像质量63 什么是云镜控制解码器——难度:容易答：解码器是将前端发出的控制信号转换为电压信号从而控制云台、镜头的的装置;64 什么是同轴电缆——难度:容易答：同轴电缆COARIAL CABLE的得名与它的结构相关;同轴电缆也是监控中最常见的传输介质之一;它用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体一根细芯外面,两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制选的,外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上,所以叫做同轴电缆,阻抗为75欧,同轴电缆之所以设计成这样,也是为了防止外部电磁波干扰异常信号的传递;65 同轴电缆的传输距离是多少——难度:容易答：按照我国PAL-D视频失真度基本要求,传输线无补偿传输距离实测值是：75-7同轴电缆为200-250 m左右,75-5为100-150m左右,66 同轴电缆的规格有那些——难度:容易答：国内的同轴电缆有SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7、SYV75-9等规格67 什么是双绞线传输——难度:容易。

CCTV系统中摄像机镜头的选择

CCTV系统中摄像机镜头的选择随着我国智能建筑行业的发展，安保技术在智能建筑中的地位与作用也与日俱增。

闭路监控电视(简称CCTV)系统作为一种安保技术，在星级宾馆、涉外办公楼、银行、政府机关等场所越来越发挥着它的重要作用，包括现在的智能小区亦将CCTV系统作为安保及物业管理的一个重要手段。

为了让CCTV技术在智能建筑中发挥更好的作用，国家及地方的有关法规，例如DBJ08－16－90《涉外宾馆监视电视系统设计规范》、DBJ08－47－95《智能建筑设计标准》对CCTV的应用和技术要求都作了详细的规定。

笔者这几年来参加了上海市及外地的一些大中型工程CCTV系统的设计与安装调试工作，从实践中深刻体会到，在每项闭路电视监控工程中，如何正确选择摄像机镜头，对于经济指标与技术性能都是十分重要的。

本文着重对镜头的的选择问题作一些总结，并对手动、自动光圈选择等方面提出一些看法。

1 镜头的分类根据民用建筑的应用场合镜头的种类大致可分为：(1)广角镜头：视角在90度以上，一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所；(2)标准镜头：视角在30度左右，一般用于走道及小区周界等场所；(3)长焦镜头：视角在20度以内，焦距的范围从几十毫米到上百毫米，用于远距离监视；(4)变焦镜头：镜头的焦距范围可变，可从广角变到长焦，用于景深大，视角范围广的区域；(5)针孔镜头：用于隐蔽监控。

2 镜头焦距的确定在选择镜头时，有以下五个因素确定镜头标准：a.监控现场的大小；b.被摄物体的大小；c.物距；d.焦距；e.C CD靶面尺寸。

前4点可由现场测量并通过计算来确定镜头的焦距标准，其计算方法如下：a.1/3″CCD F=4.8×L/W或F=3.6×L/Hb.1/2″CCD F=6.4×L/W或F=4.8×L/H其中，W为被摄物体的宽度；H为被摄物体的高度；L为镜头到被摄物体间的距离；F为镜头焦距。

以上镜头的焦距亦可通过图1、图2快速获得。

企业专题片高清拍摄技巧——光学问题

举个例子，我们在同样的距离、用相应的镜头焦距拍摄同一大小的画面，如果电影摄影机用T4光圈，高清就要放大到 T1.6光圈，才能得到相近的景深效果。正因为摄像机本身就比35毫米电影摄影机的景深大很多，其中一个解决方法，就是把光圈开大2 23档，这样做整个打光的控制要改变，打光亮度要降低。在室外拍摄时要加多一些密度镜。另外一个补偿的方法就是用较长的焦距镜头，如果我们用电影摄影机的50mm镜头、距离1米拍摄一个特写，为了要获得相似的景深效果，现在要把摄像机挪后2 23倍的距离，用摄像机的50mm 镜头拍摄(同焦距的电影镜头涵盖角约是摄像镜头的2 23倍)。当然我们这样做，两者的透视效果会不一样，这是目前没有理想的解决办法中的一个补偿方法。德国P＋S Technik公司生产了一个转换器，把普通35毫米电影摄影机镜头，转换到家用DV的摄像机上使用，保留了原镜头的景深和透视的效果，将来这个半专业产品的技术如果能改良到高清的摄像机上使用，就可能会突破今天的局限。
企业专题片高清拍摄技巧——光学问题
摄像机用的镜头几乎全是变焦镜头，而且是高倍率的变焦镜头，这是因为电视行业的传统习惯，当然也有其工作上的实际意义。法国安琴(ANGENIEUX)镜头的设计师对我说，设计变焦镜头基本上是一个妥协的过程。制作镜头时，只能选择某个焦距或某个距离作出最佳光学纠正，其它范围就要作相对的牺牲。虽然，今天的HD高清的镜头清晰度的线数已经比过去有所提高，但是实际上高倍率变焦镜头如16倍、20倍等，严格来说影像还是有各种不同程度的变形和其它缺点。最常见的例子如广角镜头，现在流行的9倍、10倍广角变焦镜头，广角端的桶状变形非常严重。此外，长焦距端光圈会变小，反差及锐度下降也很明显。在标清的世界里，这些缺点都会被隐藏起来。高清用的变焦镜头产量少，富士、安琴以及佳能公司各只生产了几款，而且设计是由标清产品延伸过来，质量还未能完全显示高清的威力。反过来，定焦镜头的质量比变焦镜头好得多，如果我们打算用高清拍摄电影或电视剧，将来作高倍率放大的话，可以考虑用定焦镜头。定焦镜头的光圈较大，锐度较高，而且变形纠正较好，耀光控制甚佳，只是涵概范围固定，不能在拍摄中途变换，当然不适合很多其它类型电视节目制作。目前只有富士和佳能生产这类产品，美国PANAVISION公司也设计了一套给他们改装的Sony高清摄像机使用的镜头，但并不鶽EISS公司将会于今年NAB发布一套新的、为B4接环高清摄像机而制的定焦镜头。此外，法国安琴公司则做了一个转换器，把35毫米用的电影摄影机镜头用在B4接环的摄像机上。

CCTV中的特殊镜头

CCTV中的特殊镜头在特殊的CCTV安全镜头族群中，值得一提的品种包括光纤镜头、管道镜头、分像镜头、拐角镜头、中继镜头、自动聚焦镜头、安定镜头和长程镜头。

这些镜头各有所长，可以实现普通镜头所无法完成的特殊功能。

㈠光纤镜头和管道镜头设计难度较大的监控系统中往往需要使用粘连光纤束镜头。

与通常用于视频信号传输的单模光纤和多模光纤不同，这种光纤束是由上千根单独的玻璃光纤粘连在一起组成的。

它可以将物镜得到的光学图像传输到十几厘米到几米远的地方。

中继镜头从光纤束处理到图像后，再将其传送到摄像机的传感器上。

通过光纤镜头取得的画面，其质量不如通过普通镜头取得的画面好。

因此，这种镜头只能用在普通镜头无法解决问题的场合。

光纤镜头分为刚性和柔性两种。

高分辨率（450线）的粘连光纤束中有几万根玻璃纤维，光学图像就是通过这些纤维从一端传输到另一段，每根光纤在光纤束两端的几何阵列中所处的位置完全相同。

完整的“光纤镜头”除了包括这个光纤束外，还需要在前面加装成像用的物镜，在后端加装传递图像用的中继镜头（以便图像会聚到传感器上）。

光纤镜头通常用于穿过厚墙对隔壁房间的监视，有时也用在必须将摄像机与镜头分开一端距离的场合。

另一种常用的长距离采光镜头是管道（borescope）镜头。

管道镜头由直径为0.04～0.5英寸、长6～30英寸的通光管、杆状镜头和多联式中继镜头共同组成。

中间的镜头用于将物镜形成的光学图像传送给后面的镜头，进而传送到摄像机传感器上。

单杆镜头使用的是独特的GRIN（graded index，渐变折射率）玻璃杆，光学图像在通过它之间能够重新聚焦。

由于杆和镜头的直径都很小，只有少量的光线能透入摄像机内部，因此这种系统的光学速度较慢，通常为f/11和f/30。

这一特性使得管道镜头只能与光线充足的场景和高灵敏度的摄像机配用。

因为管道镜头中使用的都是玻璃透镜，它的图像质量比光纤镜头要好一些。

㈡分像镜头能够将两个单独场景同时成像的同一摄像机上的镜头称作分像镜头或双焦镜头。

中国CCTV光学镜头

中国CCTV光学镜头中国CCTV光学镜头情况CCTV镜头是镜头大家族中的一员，它是伴随着监控行业的发展而新兴的一个分支，相对还十分年轻，但却充满了诱人的前景。

众所周知，摄像机是监控系统的重要设备，如果没有摄像机，监控，就无从谈起。

如果说CCD芯片是摄像机的心脏，那么镜头就是摄像机的"眼睛"。

相对于DC(数码照相机)和DV(数码摄像机)镜头，监控系统对镜头的要求更专业、更严格。

在电视监控系统中如何根据现场被监视环境，正确选用镜头是非常重要的，因为它直接影响到摄像机的摄像质量，因此也会直接影响到监控的效果。

众所周知，德国镜头是行业中的"老大"，有着一百多年的历史和制造经验，众多的知名数码相机生产商与德国顶尖的镜头结缘，日本索尼率先在数码相机产品中采用最优秀的德国镜头卡尔蔡司(蔡司Carl Zeiss从1846年就已开始生产显微镜)，并大获成功。

其后，柯达、三星选择了德国施耐德(施耐德Schneider具有生产大幅镜头的悠久历史)，松下与著名的莱卡结盟。

在其它指标，如像素数、光学变焦等都一样的情况下，采用德国镜头的相机要比采用日本镜头的价格高近千元，足见德国镜头的实力。

但由于德国的镜头很少涉及安防领域，所以在安防行业，它的影响力远不及日本镜头。

日本镜头目前在全球CCTV镜头市场占有60%以上的份额，而十年前，这一份额更高达90%，是当之无愧的龙头。

日本人是最具学习和创新精神的民族，他们一开始主要是向德国同行学习镜头制造技术，经过"偷师学艺"和摸索，在镜头的技术与创新以及市场占有率上，逐渐开始领先，尤其是在CCTV镜头领域，逐渐成为世界的领导者。

目前，CCTV镜头世界一流品牌基本都集中在日本，如精工、computar、Tamron、FUJINON等，都是CCTV镜头的佼佼者。

近年，镜头市场上又出现了一批新的生力军，后起的韩国与中国的镜头制造商在上世纪末和本世纪初纷纷崛起并迅速成长，打破了日本镜头一统天下的局面。

cctv镜头常见问题解答

问题1：设计透镜直径时，要考虑透镜的固定，从而确定直径的大小。

请问滚边法和压圈法到底是什么样的呢？谁有图上传一下看看啊？谢谢
就是用来固定镜片用的，没用过滚边，所以只提供压圈，斜线区域即为压圈。

问题2. 监视器镜头,屡次出现重影问题,有的可以通过重组来改正,请问这是哪里的问题?谢谢
重影？确定CCD处理电路没有问题，视频制式无误，显示器良好？
那问题会不会出在光路中的玻璃平板上（分光片、滤光片等），既然是重影，那么镜片的加工和安装应该没什么问题，反倒是光路中的平板可能由于镀的增透膜不够好，导致光线在其内部反射两次形成二次像。

这个可能出现的情况比较多，以上建议仅供参考。

排除法，细心查找，呵呵。

问题3.请教各位镜头怎么去除光晕，谢谢分享！
1. 透镜支架部分的表面光洁度，会引起杂光反射，出现光晕；
2.透镜边缘涂黑
如果是设计可以用ZEMaX进行模拟镜片和镜片反射，镜片和机械结构表面反射的可能都有
内部消光消除杂散光的影响黑色件消光纹透明件发毛或涂亚光黑漆
问题4.请教，镜片偏心对光学系统的成像会造成什么影响，产生什么像差？
这个问题太笼统了，很难一两句话说得清。

就共轴系统而言，它本身是一个轴对称系统，当出现镜片偏心时，至少在像面就得不到均匀的清晰成像范围(失去了对称性)，同时像中心也会出现偏移现象.
成像质量下降，像散影响严重，会出现成像不对称，偏芯是共轴系统的天敌。

镜头设计的标准和考虑因素

镜头设计的标准和考虑因素添加日期：2002-10-29今天的镜头设计(或者像光学设计者称之为光路设计)似乎是小菜一碟：在镜头的资料库中有成千上万的设计专利的展示，并且有许多是公开发表的。

你似乎可以从大致的设计构思着手，然后利用高速的计算机系统为你的设计草图进行优化，达到你实际想要达到的目标。

但问题是，计算机能够生成一个优秀的镜头设计吗？当然是不可能的。

真正的设计其实是源自于人的大脑，就如导航仪器只能在你给它指定明确的目标之后才可以帮助你找到正确的航线一样。

商业镜头设计系统当然可以为你优化镜头设计，但如果设计的出发点本身是不足的，那么你是很难更正它的。

在光学设计部门中目前大量使用了计算机，但它也毫不例外地表明了计算机及其计算机程序本身是无法给你找到全部答案的。

镜头设计是极具创造力的工作，它必须基于经验和敏锐的洞察力来了解各种各样光学象差的特性。

首先让我们来看一些镜头设计的基本原理任何镜头，不管是新的还是老的，都可以用“镜头描述”这个术语来区分镜片的数量、玻璃的种类、镜片的曲面半径、镜片的厚度、镜片与镜片之间的距离、以及每个镜片的直径等等。

这些都是用来全面描述一个镜头的参数。

当发自于某个物体的光线穿过玻璃表面时，该束光线会被折射，就如我们在中学物理课本中学到的物理知识所描述的那样。

光线折射量取决于玻璃的折射率。

如果镜头设计者能知道光线射入镜头前镜片时的确切入射位置以及入射角度，他就可以通过光线理论系统精确地追踪光路。

角度和距离可以通过三角函数的正弦和余弦算出来。

因此通过简单的平面几何，光线途经的线路就可以被追踪到。

我们知道任何一个点光源发出的能量都是散射的，并无任何方向行可言。

只有部分能量通过镜头，而且设计者也假设通过简单的数学来计算通过镜头的能量(那些被视为一系列的各自独立的光线)可以追踪那些光线的路径。

镜头设计者首先从光轴上的某点开始追踪少量的光线。

这里所假设的是每个物象点都会在胶片平面上形成于之相对应的点，所以发自物体的光线都将被转化为这样的成相点，并且具有同样的相对位置。

CCTV镜头

CCTV镜头简介1）CCTV的含义是什么？CCTV 是英文Closed Circuit Television的缩写，意思是闭路电视监控系统2）什么是镜头的焦距？从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离。

即焦距长度。

如"f=8-24mm，"，就是指镜头的焦距长度为8-24mm3）焦距长短与成像大小视角大小有什么关系？焦距长短与成像大小成正比，焦距越长成像越大，焦距越短成像越小。

镜头焦距长短与视角大小成反比，焦距越长视角越小，焦距越短视角越大。

4）焦距长短与景深透视感又什么关系?焦距长短与景深成反比，焦距越长景深越小，焦距越短景深越大。

焦距长短与透视感的强弱成反比，焦距越长透视感越弱，焦距越短透视感越强。

5）什么是摄像机的后焦调整？当安装上标准镜头，要使被摄景物的成像恰好成在CCD图像传感器的靶面上，可以采用固定镜头，而调整ccd 的位置的方法这种方法叫摄像机的后焦条整。

6）什么是镜头F值？F 值即指镜头之明亮度。

镜头规格中所显示＜最大口径比1:1.2＞之＜1.2＞即为F值。

F值越小表示镜头之明亮度越高。

F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。

镜头之射入光量与光束之断面积[镜头的有效口径[D]的平方]成比例，因此影像明亮度为F值平方之反比。

由此推算，F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。

7）什么是镜头的光圈？光圈的功能就如同我们人类眼睛的虹蟆，主要用来调整摄像机的进光量，F表示镜头的孔径，较小的F值表示较大的光圈8）什么是景深？当某一物体聚焦清晰时，从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也都当清晰的。

焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。

9）什么是广角镜头？（Wide Angle）广角镜头因焦距非常短，所以投射到底片上的景物就变小了扩阔镜头拍摄角度，除可拍摄更多景物，更能在狭窄的环境下拍摄出宽阔角度的影像。

视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。

10）什么是长焦镜头？视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。

电视新闻摄像中镜头语言运用存在的问题及优化路径

电视新闻摄像中镜头语言运用存在的问题及优化路径作者：高鹏来源：《传播力研究》2019年第29期摘要：随着我国经济体系的不断完善，经济水平得到了有效的提高，在此背景下，人们的生活水平有了明显的改善。

当前，电视节目是人们业余时间消遣的主要方式，其也是丰富人们生活和精神世界的重要“工具”。

同时随着电视节目的不断发展，人们对其要求也越来越高，尤其是对新闻类节目的要求。

因此，为了能够满足观众的要求，电视台在制作节目的过程中要注重节目的创作和拍摄，而且在此过程中，要明确摄像镜头的重要性，因为其对电视镜头语言的表达有着积极作用，并且摄像镜头还能够促进节目之间的融合，有利于对镜头拍摄的内容进行精细化处理。

随着科技水平的提升，人们对于拍摄技术的掌握也越来越完善，其也促进了拍摄技术的健康发展。

与此同时在拍摄技术的支持下，镜头语言在电视新闻中的表现逐渐多样化。

这种情况下，想要实现对镜头语言的灵活运用，相关人员必须加强研究。

基于此，本文围绕电视新闻摄像中镜头语言运用时存在的问题和相关的优化路径进行探析，以此为镜头语言的合理运用奠定良好的基础。

关键词：电视新闻;摄像;镜头语言;问题;优化路径随着经济和科技的发展，传媒节目越来越完善，其影像画面、视觉和语言逐渐完善，且特征突出较为显著，同时利用良好的创作与拍摄通过电视向广大观众进行展示。

电视节目的质量想要提升，相关人员必须重视拍摄和创作的环节，并在此过程中将不同的镜头语言进行熟练应用。

如今在技术的支持下，传媒节目的发展十分迅速，而且其影响的范围越来越广，与此同时，传媒节目在社会中的地位也越来越高。

由于视觉表现和记录，是新闻传媒的主要特點，所以两者之间的联系较为密切，在电视媒体叙事的过程中，具有先进的叙述方式和拍摄技术，这也是增加叙事效果的主要途径。

本文对电视新闻摄像镜头语言应用的原则和存在的问题进行描述，并对这两点进行分析，总结出电视新闻摄像中镜头语言的优化路径，以供有关人员参考。

cctv camera 基本资料

监控摄像机-专业摄像机术语知识问答！监控摄像机种类繁多，其工作的基本原理都是一样的：把光学图象信号转变为电信号，以便于存储或者传输。

当我们拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面（例如摄像管的靶面）上，再通过摄像器件把光转变为电能，即得到了“视频信号”。

光电信号很微弱，需通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。

1.问：什么是最低照度？什么是感光度？0.0001Lux代表什么？答：最低照度是测量摄像机感光度的一种方法，换句话说，摄像机能在多黑的条件下看到可用的影像。

但是因为没有管理的国际标准，因此每个大型CCD制造商都有自己测量CCD 感光度的方法。

标注为(1Lux，F1.0）的摄像机能和标注为（0.01Lux，F1.0）的摄像机就有可能完全一样！！！2.问：F2.0、f3.4毫米代表什么意思？我如何通过这些数字来选择镜头？答：F表示镜头的孔径，F停止2:1和f3.4毫米表示镜头的焦距是3.4毫米。

镜头F2.0和f3.4~4采用非常经济的形式，应此价格较低，广泛应用于单板摄像机，F2.0的镜头的孔径能收集人眼一半的光线，f3.4毫米的镜头在1/4英寸CCD上有60度的视角，在1/3英寸CCD上有90度视角，非常接近于人眼的视角。

人眼的两只眼睛能包含更大的视角，就像是上帝巧妙的设计，从人到人一般有150到180的角度，但是请记住，F停止和f焦距只是一个镜头的基本参数，并不代表质量。

一个具有同样F停止和焦距的优质镜头能比具有同样参数的劣质镜头贵100倍，请参阅下一个问答详细了解。

3.问：漏光排斥比的物理含义是什么？答：漏光是由CCD传感器设计的缺陷造成的，每个摄像机有一个CCD传感器，由于CCD 传感器的缺陷，进入CCD传感器的强光将会穿透抵抗层产生过度的影像，这些不需要的影像称做拖光，CCD摄像机抵抗强光的能力称为漏光排斥比。

4K节目录制对灯光设计提出的问题与处理方式--以2018年央视春节晚会为例

39Advanced TelevisionEngineering2018/4过程中的4K 超高分辨率还配合了HDR 、高帧率（50p ）和广色域（ST2020）等技术以录制出更为优质的画面。

其中HDR 技术是一种会根据摄影机的不同曝光时间的低动态范围图像来合成出一张细节最为饱满、动态范围最大的图像的技术，它会自动合成数个低动态范围图像中细节最丰富的部分，是一种能够使照片、视频的高光和阴影区域呈现出更丰富细节的技术；高帧率的录制方式则可以使画面更为流畅，给观众带来更好的视频质感；而广色域则是在既有的色域定义上提升了一个层次，使得画面能够呈现的色彩更为丰富，色域越广，则能够显示的色彩就更为丰富。

2. 4K 录制中HDR 、高帧率、广色域对灯光的新要求更高的画面质量可以为荧幕前的观众带来更加优秀的视觉体验，但在节目录制的过程中也对灯光设计者提出了更高要求。

如果不能完美处理好这些问题，那么高画质不仅不会帮助遮掩住这些失误，反而会在荧幕中更加放大灯光设计过程中出现的各种问题，从而破坏观众的视觉体验。

本次央视春晚在4K 录制、转播的过程中，遇到的新问题主要有：第一，4K 超高清分辨率配合HDR ，能够使画面呈现出更多高亮度部分和阴影部分的细节，同样也使得不同照度2018年2月15日晚八点，2018年中央电视台春节联欢晚会（以下简称央视春晚）准时与观众们见面。

直到此时，所有的灯光效果程序才完全固定下来，准备好与节目一起，展现到全场观众的面前，并通过电视信号和网络，接受全世界荧幕前观众的检阅。

本届春晚首次采用了4K HDR 的转播，分辨率是高清信号的4倍。

然而，更高的分辨率在给观众带来更为优良的节目效果的同时，也为灯光系统提出了新问题、新挑战。

本文将结合2018年央视春晚的灯光设计过程进行分析，探讨在4K 电视文艺晚会的录制中，如何处理好4K 超高清所带来的各种问题。

一 4K 录制灯光编程中遇到的新问题1. 4K 简述4K 分辨率即4096×2160的像素分辨率（本届春晚转播使用的分辨率为UHDTV 标准的3840×2160），是高清电视分辨率1080p 的4倍，属于超高清分辨率。

CCTV系统中摄像机镜头的选择与施工中应注意的事项

CCTV系统中摄像机镜头的选择与施工中应注意的事项任红斌
【期刊名称】《智能建筑与城市信息》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】本文主要介绍闭路电视系统中摄像机镜头的选择与施工现场应注意的问题.
【总页数】3页(P55-57)
【作者】任红斌
【作者单位】大连亿达房地产股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN943
【相关文献】
1.浅谈暖通工程施工中应注意的事项 [J], 王维平
2.农村380／220V系统设计施工中必须特别注意的事项 [J], 赵令骥
3.暖通工程施工中应注意的事项分析 [J], 付勇
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CCTV光学镜头设计的若干问题

CCTV光学镜头设计的若干问题许正光赵一菲梁来顺（公安部第一研究所光电技术事业部，北京,100044）摘要:本文综述了CCTV光学镜头设计和生产制造当中涉及到一些值得关注的问题。

这些问题包括设计指导思想、先进光学生产技术、CCTV镜头安全环保性能和RoSH指令、符合使用效果的儿点设计经验等。

本文对以上问题进行有益的总结和探讨，对设计人员有一定参考价值。

关键词:CCTV光学镜头先进光学生产技术非球面技术RoSH指令20世纪70年代以来，以先进加工技术、先进材料技术和自动优化设计软件为代表的先进光学生产技术得到了长足发展，安防产业中广泛使用的CCTV镜头充分分享到了这门先进的技术带来的好处，传统的设计和生产制造也由此发生了重大的变化。

然而，和生产、制造、使用紧密相关的镜头设计过程并没有完全脱离实践当中积累的经验，许多经验总结今天看来仍旧可以作为最基本的设讣原则，而这些对刚刚入门或正陷入困惑的业内设计人员有一定的指导意义。

此外，日益受到各国重视的CCTV镜头安全环保性能和欧洲正在推行的RoSH指令,使得安防镜头的材料和制造工艺也将面临严峻考验。

本文总结了一些笔者在CCTV光学镜头研制过程中的心得体会,供大家参考。

1设计和使用必须紧密结合[1]评价CCTV光学镜头的好坏，直接涉及到使用、设计和制造三个方面，它们之间的关系极为密切。

为了获得一个较理想的光学镜头，光学设讣人员首先清晰明确地了解使用要求、使用效果和设讣结果转入加工制造时的可能性。

在使用和设讣要求方面，设计人员对CCTV镜头所要求的焦距、孔径、视场、最近成像距离等光学特性参数和分辨率、畸变、光学传递函数等成像质量特性参数都比较熟悉。

而当涉及使用效果方面的专业术语时，如有关像质方面的亮度范围、调子、反差、质感等等概念，或者“放大倍率、观察距离”等使用效果中的综合感觉，光学设讣人员就显得有些不其熟悉或者概念模糊。

山此可见,CCTV镜头的设讣人员必须深入实践,克服与使用者的沟通障碍，能够站在他们的角度考虑设讣思路。

CCTV镜头的选择

简单说,自动光圈就是镜头根据实际的通光量来自动变化光圈的概念!自动光圈镜头适用于光线变化比较大的现场!自动光圈镜头分为视频驱动自动光圈镜头和直流驱动光圈镜头两种!计算公式:公式计算法：视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。

1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下；f=wl/W 2、f=hl/Hf；镜头焦距 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成像宽度）W：被摄物体宽度l：被摄物体至镜头的距离h：图像高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度H：被摄物体的高度ccd靶面规格尺寸：单位mm规格 w h1/3 4.8 3.61/2 6.4 4.82/3 8.8 6.61 12.7 9.63...标准镜头：典型水平视场角为30度，与人类肉眼视场角相同。

广角镜头：典型水平视场角64度，短焦距镜头提供宽角度视场。

长焦镜头：典型水平视场角15度，长焦距镜头提供高倍放大。

4...1.镜头的种类(根据应用场合分类)· 广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。

· 标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。

· 长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。

· 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。

· 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。

2.被摄物体的大小、距离与焦距的关系设被摄物体的高度和宽度分别为H、W，被摄物体与镜头间的距离为d，镜头的焦距为f。

靶面成像的高度和宽度分别为h、w，则计算公式如下： f=h×d/H f=w×d/W 根据上述公式，也可以很容易地计算出视场角，下表为靶面尺寸和成像大小对照表靶面规格 1" 2/3" 1/2" 1/3" h 9.6mm 6.6mm 4.8mm 3.6mm w 12.8mm 8.8mm 6.4mm 4.8mm3.相对孔径为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设置了光圈。

高分辨率摄像头中的光学设计挑战及解决方案

高分辨率摄像头中的光学设计挑战及解决方案摄像头是现代科技中不可或缺的组成部分，随着科技的不断进步，人们对摄像头的要求也越来越高。

其中，高分辨率摄像头在安防监控、医学影像、工业检测等领域有着广泛的应用。

然而，要实现高分辨率摄像头的光学设计并不容易，存在着一系列挑战。

首先，光学设计中的挑战之一是光学系统的复杂性。

高分辨率摄像头需要具备较长的焦距以及较大的光圈，以捕捉更多的细节和增加景深。

然而，随着元件数量的增加，光路的复杂度也随之增加，光学设计师需要找到一个平衡点，以在光学系统的复杂性和性能之间取得最佳的折中。

其次，高分辨率摄像头需要克服色差问题。

色差是由于透镜的折射率随波长的变化而引起的，会导致成像质量下降。

为了解决这个问题，光学设计师通常会使用一系列具有不同折射率的透镜元件，以消除色差并提高成像质量。

此外，还可以采用特殊的光学材料或涂层来减小色差。

第三个挑战是光学设计中的畸变。

畸变是指摄像头在成像过程中出现的形状扭曲或尺寸变换。

这会导致图像边缘的扭曲和失真，影响图像质量。

光学设计师可以通过选择适当的透镜类型和形状，以及使用多个透镜组合来减小畸变，并提高图像质量。

此外，高分辨率摄像头还面临着需要在较小的物理尺寸内实现高分辨率的挑战。

摄像头的物理尺寸越小，所能容纳的光学元件数量就越少，从而限制了成像质量和分辨率的提高。

为了解决这个问题，光学设计师需要运用微型光学元件和复杂的光学设计技术，以在有限的空间内实现高分辨率成像。

解决这些挑战的方案是多方面的。

首先，光学设计师可以利用先进的设计工具和仿真软件来辅助设计和优化光学系统。

这些工具可以帮助设计师模拟和分析不同的光学设计，并预测系统性能，从而提高设计的效率和准确性。

其次，采用优质的光学材料和涂层也是解决这些挑战的重要方法之一。

对于色差问题，选择适当的折射率和色散特性的材料可以有效减小色差。

而使用高反射率和抗反射涂层可以提高光学元件的透明度和成像质量。

此外，光学设计师还可以通过优化透镜类型和形状，以及调整透镜组合中的各个元件的位置和参数，来降低畸变，并实现高分辨率成像。

Ch 11 镜头设计的缺陷和解决方案(上)

Mr.OH!主述/ ANAN 編譯鏡頭設計者所面臨的難題在上一單元中，我們提到以鏡片取代針孔來集中更多的光線，加快顯影速度的技巧。

在這一單元中，我們將分（上）（下）兩個單元來討論，如何將鏡片集結成鏡頭，鏡頭設計者又如何將各種鏡片所產生的正副作用結合，計算出一支完美成像的作品。

由於光線是直線前進，要讓光產生折射效果有兩種方式，一是兩種不同介質的介面，例如：當光通過空氣，進入水或玻璃時，由於兩個透明介質的物性和密度不同，這些光束即會彎曲或折射。

最明顯的例子，就是觀察一下湯匙半插放入一杯水中，你可以看到湯匙柄變成兩段的影像，這是因為反射自湯匙的光線，經過水和玻璃的折射，使得部分的湯匙柄變得扭曲。

另一種折射的發生是光入射的角度，當光線在進入和穿過媒介時，與其表面互相垂直的光束將直線穿過。

如果光線以斜角進入在通過媒介時，光線可折射到一個可以計算的角度。

當光線穿過時，超過直角越多，它們折射的角度越大。

因此，當鏡片的集光效應不符所需時，鏡片設計者開始思考，如何讓鏡片達到更好的集光效果。

結果從光學物理實驗，他們發現當光貫穿一個有彎曲弧度的透明物體時；如透鏡，它會依照每一條光束進入和穿透透鏡表面的角度，以幾個不同的角度來進行折射。

這樣的效果以击透鏡最為明顯。

因此，球面击透鏡最早被拿來做為鏡頭的組成。

透鏡的問題理論上，透鏡雖然可以有效的集中光線，但卻也連帶的產生一些問題。

理想化的完美鏡片至今尚未被設計成功，主要的問題在於實際生產時，限於材料和條件因素，製造出來的光學鏡片並不能達到完全理想的狀態，多少存在偏差( Aberration )現象。

一般球面鏡片的像差，可以分成下述的五種﹕1.球面像差一個透鏡理論上應能夠聚焦於一點(見上圖)，但實際上當不同高度之平行光線入射時，並不能真正匯集於一點(見上圖黑色實線)，這個的差異量，稱為球面像差。

球面像差將導致成像模糊無法辨認。

而其最近端的對焦點與最遠端對焦點的這個距離（藍色箭頭），稱為LSF，也就是最小包圍區。