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)。
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(系统需增加前端解码器、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。
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(见图1所示);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。
(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)。
CCD摄像机的电路构成及工作原理
(4) 视频处理电路:该电路与摄像管式摄像机电路具有完全相同的特点,所涉及电路有钳位放大(clamper amplifier,CLAMPER AMP)、Y校正(Y CORRECT)、白电平切割(white clip, WHT CLIP)、消隐混合(blanking max, BLK MAX)、黑白平控制(PEDCONT)、同步混合(SYNC)、输出激励(output driver)等电路。视频信号经视频处理电路处理后,形成标准的全电视信号。
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。
(6) 电源变换电路:为简化CCD摄像机的供电,一般从外部只输入一种电源(12V),而机内其他各种电压值的电源都由电源变换获得。
构成IT-CCD黑白摄像机的电路由IT-CCD摄像器件,时序脉冲发生器及驱动电路,视频的采样与保持电路,视频处理电路,同步信号发生器,电源变换电路等构成。
2. 工作原理
2、定焦、变焦镜头的选用
(1)f=u·D/U (2)f=h·D/Hf: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
(1) CCD摄像器件:其作用是进行光电转换,输出视频信号
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。
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。