监控镜头的种类与应用选择

监控镜头的种类与应用选择

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镜头

镜头，这里特指监控摄像机的镜头，简称监控镜头，别名是安防镜头，安防镜头，CCTV 镜头，PeakFire镜头，英文名称是Surveillance camera，分辨率高于电脑的视频头，但赶不上专业的数码相机或dv。本章从镜头的分类、主要参数和镜头选择等多个方面进行了详细阐述，并结合工程项目中的应用进行了分析和总结。

1 镜头分类

根据应用场合分类的不同，监控镜头的种类可以分为以下几种：

广角镜头

视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形，一般用于电梯轿厢内、大厅等小视距大视角的场合。

标准镜头

视角30度左右，使用范围较广，一般用于走道及小区周界等场所。

长焦镜头

视角20度以内，焦距从几十毫米到上百毫米，用于远距离监视。

变焦镜头

镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大，用于景深大，视角范围广的区域。

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。

以上分类主要依据镜头的视角，而视角则由焦距决定，焦距越长，“看”得就越远，但同时视场角却变小，结果观看的范围变窄了。

举个简单的例子，若用标准镜头刚好看清远处某人的基本特征（是男或是女），则换用长焦距镜头则可能看清其面部特征（是否有痣或疤），但却无法看见该人穿的是什么裤子和

鞋（这部分已经“溢”出了画面），而换用广角镜头则只可能看到画面中有人（连男女都分辨不出），但却可看清该人在整个监视场景中的所处的位置，周围还有什么别的人物或参照物。

因此，关于“看多远”的较为科学的说法应该是“在屏幕上成的像大小可对应于实际观测距离处多高或多宽的景物”。例如，用8mm镜头观测10m远处的景物，如果该处有10个人站成一排则刚好可横向充满整个监视器屏幕。

图1 镜头视角与可视距离（看清人脸距离）

表1 常见镜头视角和使用距离

镜头焦距规格视角使用距离

2.1mm 1/3 150度小视距大视角

2.5mm 1/3 130度小视距大视角

2.8mm 1/3 115度小视距大视角

2.8mm 固定光圈1/3 115度小视距大视角

3.6mm 1/3 96度5*5米

4mm 1/3 78度5*5米

6mm 1/3 53度8-10米

8mm 1/3 40度10-18米

12mm 1/3 23度20-30米

16mm 1/3 17度20-30米

25mm 1/3 17度30-50米

3.5-8mm手动变焦1/3 96-45度

6-15mm 手动变焦1/3 54-23度

6-36mm 电动变倍1/3 51-9度

8.5-51mm 电动变倍1/3 57-10度

6-60mm 电动变倍1/3 52-6度

1/3" CCD镜头最远距离计算

简单估算方法：3.6MM、6MM、8MM、12MM、16MM、25MM乘上2.4就是最远多少米距离了。

2 镜头主要参数

分辨率

监控镜头上通常都有分辨率的说明，以高清镜头为例，Meag Pixel(MP)代表百万像素，前面的数字代表具体的几百万像素。镜头的分辩率是指在成像平面上1毫米间距内能分辨开的黑白相间的线条对数，单位是“线对/毫米”（lp/mm，line-pairs/mm）。

镜头对黑白等宽的测试线对图并不是无限可分辨的。当黑白等宽的测试线对密度不高的时候，成像平面处黑白线条是很清晰的。当黑白等宽的测试线对密度提高时，在成像平面处还是可以分辨出黑白线条，但是白线已不是那么白了，黑线也不是那么黑了，白线黑线的对比度就会下降。当黑白等宽的测试线对密度提高到某一程度，在成像平面处黑白线的对比度非常小，黑白线条都变成了灰的中间色了，这就到了镜头分辨的极限。

图黑白等宽的测试线

好的镜头和差的镜头的分辨率是有很大不同的。测试镜头分辨率的一种方法是将待测镜头装在一个胶片照相机上。去拍摄黑白条纹图（分辨率图版），然后用高倍放大镜（镜头分辨率检测仪）检测底片上每毫米范围内能清晰分辨的线条对数，能分辨得越多则分辨率越高。按照我国照相机检测标准（JB745-65），一般135照相机的镜头中心视场达到37线对/毫米、边缘视场达到22线对/毫米，就算是一级镜头。

靶面尺寸

监控镜头上的1/3，1/2等等代表摄像机CCD(CMOS)靶面的大小，详细说明如下：

1/4英寸：靶面尺寸为宽3.2mmx高2.4mm，对角线4mm。

1/3英寸：靶面尺寸为宽4.8mmx高3.6mm，对角线6mm。

1/2英寸：靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。

2/3英寸：靶面尺寸为宽8.8mmx高6.6mm，对角线11mm。

1英寸：靶面尺寸为宽12.8mmx高9.6mm，对角线16mm。

焦距

镜头焦距：是指镜头光学后主点到焦点的距离，是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小，视场角大小，景深大小和画面的透视强弱。

一般说：焦距就是透镜中心到焦点的距离。但这仅仅是单片薄透镜的情况，由于照相机的镜头都是由许多片透镜组合而成的，因此，情况远不是那么简单。

图镜头成像示意图

镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距。像方焦距是像方主面到象方焦点的距离，同样，物方焦距就是物方主面到物方焦点的距离。必须注意，由于照相机镜头设计，特别是变焦距镜头中广泛采用了望远镜结构，物方焦距与像方焦距不一定相等。我们平时说的照相机镜头的焦距是指像方焦距，就是从镜片光学中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距离。接口

监控镜头有C式和CS式两种，两者的螺纹均为1英寸32牙，直径为1英寸，不同是镜头距CCD靶面的间隔差异，C式安装座从基准面到核心的间隔为17.5毫米，比CS式间隔CCD 靶面多一个专用接圈的长度，CS式距核心间隔为12.5毫米。别小瞧这一个接圈，假如没有它，镜头与摄像头就不能正常聚焦，图像变得模糊不清。