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選擇適合的鏡頭基本概念介紹
     
 

一、先了解基本參數

 
 

基本參數說明

1.視野範圍 : FOV (Field of View)
2.解析度    : Res. (Resolution)
3.工作距離 : WD (Working Distance)
4.景深        : DOF (Depth of Field)

     
  二、影像品質參數定義及影響因數對照表
   
 
 
選擇CCTV鏡頭應注意事項
 

 

 

 

一、焦距長(Focal Length)
光線從無限遠距離被鏡頭內部聚在光軸上的共同點。這個共同點就是CCD Camera的影像
Sensor位置,也叫做聚焦點(Focal Point)。鏡頭的設計有2個主要點,第一主要點及第二主要點,介於第二主要點及聚焦點的距離,就是鏡頭焦距長(Focal Length)。鏡頭的焦距長是以mm為量測單位是和視角有直接關係。短焦距提供廣角視野﹔而長焦距提供望遠視野,即窄視角。一個正常視角是和我們眼睛所看到類似。以上觀念如下圖表示就非常清楚:

     
 
     
 

二、攝影機格式(Camera Format)
CCD感光裝置大小也會影響視角,當使用相同鏡頭,較小的感光裝置會產生較窄視角。鏡頭的格式(format)是和視角沒關聯的,鏡頭只是投射影像到感光裝置的範圍內,也就是要投射到相同或更大格式的感光裝置上。這也就是說1/3"CCD攝影機能夠使用1/3"到1"的鏡頭的全部範圍。1/3"焦距8mm 鏡頭和2/3"焦距8mm 鏡頭會產生一樣的視角,但是2/3"焦距8mm鏡頭能增加解析度及影像品質,因為它大部份用到鏡頭的中心鏡頭和CCD感光裝置大小顯示關係圖式如下:

   
 
   
 

三、光圈值(F Stop)
鏡頭通常有2種量測參數F stop或Aperture,最大Aperture(即最小F值)表示鏡頭全開,最小Aperture (即最大F值)表示鏡頭全關。低F stop值表示鏡頭在暗的條件下能通過較多的光,通常在高強光、高反射狀況下高F stop值是必須的,因為能產生較好影像且能避免CCD飽和,維持固定訊號大小輸出。所有自動光圈鏡頭都會配合上Neutral Density spot filters 去增加鏡頭的最大F值。F值大小也直接影響鏡頭景深。

   
 

四、景深(Depth of Field)
景深表示聚焦清楚的範圍,長景深表示聚焦清楚範圍大,短景深表示聚焦清楚範圍小。
景深是由幾個因素影響,廣角鏡頭通常比望遠鏡頭有較大景深,高F值也有較大景深。自動光圈鏡頭開口會自動調整,也表示景深是固定的改變,在晚上時鏡頭全開,這時景深很明顯最小;但在白天時對焦清楚,晚上可能不在焦距範圍內。
下圖就很容易瞭解景深和光圈的關係:

   
 
   
 

五、自動或手動光圈(Auto or Manual Iris)
通常在外面光線變化大我們會使用自動光圈鏡頭,手動光圈鏡頭通常在保持固定光強度的室內應用。最近有電子光圈攝影機(electronic iris camera)問世,能夠使用手動光圈鏡頭在變化光條件下,攝影機會作電子補償。然而這項優點仍有幾點事項要考量,例如光圈值的設定變成很重要了,假如CCD攝影機在晚上使用時,光圈全開景深就變得很小,即使是白天也很難達到聚焦清楚影像。攝影機只能維持正常視訊強度輸出,但無法影響景深。例如光圈縮小而增加景深,攝影機的低光功能將會降低。

   
 

六、視訊驅動(Video Drive) 或直接驅動(Direct Drive)
自動光圈鏡頭能控制光圈的操作而維持較好影像水準,視訊驅動鏡頭包含放大電路去轉換從攝影機來的視訊去作光圈馬達控制。直接驅動鏡頭,攝影機必須包含放大電路,鏡頭只包含光圈馬達,因此鏡頭較便宜,決定因素依賴攝影機的自動光圈輸出。現在大部份攝影機均有這兩種型式。

   
 

七、C or CS Mount
現在CCTV攝影機鏡頭均為 CS-Mount,CS-Mount攝影機 均能使用C-Mount鏡頭或CS-Mount鏡頭
。但C-Mount鏡頭需要5mm延伸環加在鏡頭和攝影機中間才能聚焦,否則影像無法焦距。而
C-Mount攝影機是不可能使用CS-Mount鏡頭,因為CS-Mount鏡頭是不可能聚焦的。
請參考下列圖式說明:

 
     
 

八、CCD Format Size的由來
CCD Format Size一般是以Vidicon Tube早期電子式攝影機Sensor的直徑來表示。
下圖數字就是CCD的Format大小表示,一目了然。

     
 
     
 

九、視角(Angle of View)
從第二主點到影像Sensor的2條線形成的角,就叫做視角(Angle of View),因此鏡頭的聚焦長是固定的和 CCD Camera的影像格式大小無關。相反地,視角是會隨著影像格式大小改變。

   
 
 
 

十、F-Number
F數值是光通過鏡頭量大小的表示。F數值愈小表示通過的光量多,F數值是焦距長和有效開口的比值。

   
 
 

 

 

【此篇文章譯自Computar 鏡頭目錄,希望能幫您找到適合的鏡頭。】

 

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