镜头的基础知识
摄像机镜头的作用是把被观察目标的光像呈现在摄像机的靶面上，也称光学成像。将各种不同形状、不同介质（塑料、玻璃或晶体）的光学零件（反射镜、透射镜、棱镜）按一定方式组合起来，使得光线经过这些光学零件的透射或反射以后，按照人们的需要改变光线的传输方向而被接收器件接收，即完成了物体的光学成像过程。
光学镜头应满足成像清晰、透光率
强、像面照度分布均匀、图像畸变小、光
圈可调等要求。一般来说每个镜头都由多
组不同曲面曲率的透镜按不同间距组合
而成。间距和镜片曲率、透光系数等指标
的选择决定了该镜头的焦距。
一、镜头分类
摄像机镜头按其功能和操作方法分为常用镜头和特殊镜头两大类。常用镜头又分为定焦镜头（自动和手动光圈）和变焦镜头（自动和手动光圈）。特殊镜头是根据特殊工作环境而专门设计的，一般有广角镜头、针孔镜头等。
二、镜头参数
a、相对孔径
光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的合适照度。光圈越大，靶面成像照度越大，摄像机输出信号强度越大，信噪比越高。若光圈的实际孔径为ψ，由于光线通过透镜后的折射使镜头的有效孔径D 比实际孔径大，光圈的相对孔径等于有效孔径与镜头焦距之比，即：A=D/f，f 为镜头的焦距。
b、光圈系数
通常将表征镜头光圈大小的参数定义成光圈系数，用F 表示。光圈系数为镜头光圈相对孔径的倒数。F值的规律是后一个值正好是前一个数值的√2 倍，这是由于成像面中心亮度与（1/F）2成正比。F 值越小相应灵敏度越大。常用值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、
16、22等几个等级。
c、视场角
我们常用视场角来表征观察景物的范围。所谓视场角是指在视场角内的景物可全部落入成像尺寸内，而视场角以外的景物将不被摄取。因此，镜头的视场角与摄像机的靶面及镜头的焦距有关。
根据几何原理可以得到视场角的计算公式如下：
ωH＝2tg-1（h/2f）ωV＝2tg-1（v/2f）
式中ωH为水平视场角，ωV为垂直视场角，f 为镜头的焦距，h为摄像机靶面的水平宽度，v为摄像机靶面的垂直高度。具体数值可参阅摄像机一节。
当成像尺寸确定后，焦距越短，视场角越大。因此可将镜头分为长角镜头（视场角小于45°）、标准镜头（视场角为45°～50°）、广角镜头（视场角大于50°）、超广角镜头（视场角接近180°）、鱼眼镜头（视场角大于180°）等。
另外，我们还可以得到如下公式以计算其中任一未知项数据。
f/v＝D/V f/h＝D/H
其中： f───镜头焦距； D───镜头至景物距离；
h───靶面宽度； H───靶面高度。
三、镜头接口
镜头的安装方式有C型安装和CS型安装两种。C型安装接口指从镜头安装基准面到焦点的距离为17.526mm，而CS型接口的镜头安装基准面到焦点距离为12.5mm。因此将C型镜头安装到CS接口摄像机时需要加装一个5mm厚的接圈。
简单的说，摄像机的镜头数值越大，看得越远、越窄；摄像机镜头的数值越小，看得越近、越宽。
常用摄像机镜头的广角范围
安防监控镜头的种类多种多样，规格也多的让人眼花缭乱，在监控项目中选择一款合适的镜头是十分重要的。同时，在安装调试过程中要注意哪些因素，在工程中镜头出现了问题又该如何解决？本刊编辑针对以上问题搜集了大量信息，整理成文供读者参考。
选择镜头时为何要考虑CCD靶面的尺寸?
在选择镜头时，我们通常要注意一个原则：即小尺寸靶面的CCD 可使用对应规格更大的镜头，反之则不行。如果1/2″ CCD摄像机采用对应1/3″镜头，则进光量会变小，不能完全覆盖整个CCD靶面，色彩会变差，甚至图像也会缺损；反之，如果1/3″CCD摄像机采用对应1/2″镜头，进光量会变大，就可以完全覆盖整个CCD靶面，色彩会变好，图像效果肯定会更好。但是在使用过程中，一般还是选规
格相统一的产品，如1/2″CCD摄像机选用对应1/2″镜头，1/3″CCD 摄像机选用对应1/3″镜头。
为什么在工程应用中镜头无法清晰聚焦?
许多工程商反映，在工程应用中经常会碰到镜头无法清晰聚焦的问题，即使调试了摄像机的后焦距，问题也依然存在。通常，我们遇到这样的问题时，首先应该想到的是镜头接口的类型是否统一。常用摄像机，都是CS接口，在安装镜头时，如果是C接口镜头要加一个5mm接圈（通常叫C接圈），否则不能正常聚焦。注意，用C型镜头直接往CS接口摄像机上旋入时极有可能损坏摄像机的CCD芯片。如果摄像机是C接口类型，则必须选用C接口镜头，而CS镜头是不能安装的。
安装镜头时如何调节后焦距?
后焦距指的是安装镜头时，能使被摄景物经镜头成像后恰好在CCD靶面上。有些摄像机在出厂时没有调整好CCD位置，怎么调整镜头都不能清晰成像，就需调整摄像机后焦。在绝大多数摄像机接电动变焦镜头的场合，往往都需要对摄像机的后焦距进行调整。
1、拧松摄像机的后焦调节环固定螺丝（也有一些摄像机是直接通过调整侧面的螺丝来调节的）；
2、调整变焦镜头到最大远摄位置，用镜头上的聚焦环来设定焦点，直到图像最清晰；
3、调整变焦镜头到最大广角（WIDE短焦，此时镜头毫米数最小，通过摄像机看到的物体也最小）位置，旋转后焦调节环，直到图像最清晰；
4、重复步骤2和3，直到从远摄转换到广角时图像保持在焦点位置。设定完成后，拧紧后焦调节环。
注意：在进行后焦调节的时候，请务必保证镜头的光圈在最大打开位置（目的是缩小景深，以准确找到成像焦点），否则将会出现在光线较强的环境时，图像清晰，而在光线较暗的环境时，图像模糊。
注意：摄像机接通电源前请先安装好镜头，以防止摄像机接通电源时，强光照射到CCD感光靶面上，导致CCD感光器件烧毁。
为什么镜头使用一段时间后图像变模糊？
在工程应用中，出现图像模糊的问题也是比较常见的。出现这种问题的原因有很多。一是可能镜头外壳采用的材质经不起室外温差的影响，热胀冷缩造成了水雾进入到镜头内部，使画面变得模糊。也可能是镜头加工工艺不高，密封性不好，水珠凝结在镜片上造成的。一般镜头内部组件都有添加润滑油，当监控环境温度升高时，润滑油有可能挥发凝结到镜片上，使图像变模糊。出现这些问题一般需要直接与厂家进行沟通，比较难直接得到解决。
为什么光圈无法正常打开关闭？
如果说光圈无法正常打开，首先应该想到的是光圈驱动接线是否正确，如果接线接反了，光圈是无法打开的。一般来说，真正好的镜头在内壁上都涂有一种特殊的矿油（阻尼油），它不易流动而且润滑能力强。而其它油添加少了不能达到润滑作用，添加多了又会在镜头内部流动，有时会堵塞自动光圈的羽毛状叶片造成自动光圈无法正常打开关闭。
为什么到了晚上镜头的效果变差？
有一些工程商可能遇到过这样的情况，在商业街上安装摄像机，白天的时候将摄像机调试到了最佳状态，结果到了晚上图像变得模糊。其实原因很简单，商业街的霓红灯多数为卤素光源，70%的光线为红外光，当晚上霓虹灯开启的时候，由于红外光和可见光不能聚焦到同一焦平面上，因此造成图像模糊。要解决这一问题最好是采用IR镜头。IR镜头与普通镜头的镜片采用的玻璃材质是不一样，镀膜技术也不一样，可以很好地解决这个问题。
镜头还会出现的哪些问题？
在工程中，许多工程商可能常常碰到以下问题：如普通小镜头DC光圈打不开；电动变焦镜头AI光圈不起作用，或是变焦、聚焦不起作用；镜头接线错误或是摄像机菜单调整有误；甚至有些镜头的问题完全是运输过程中损坏造成的，或者是镜头的螺纹口在施工过程中
被拧坏了。镜头一旦出现了这些问题，基本上要寄回厂家去由专业人员来维修，千万不要擅自拆卸维修。
在安装大变倍镜头时需要注意什么？
大变倍镜头主要应用在森林、港口和边防等特殊场所，它观测距离十分大，因此体积也十分庞大，重量一般也有4~5KG，比摄像机重得多。因此，在安装时，要先用支架固定好镜头，然后把摄像机拧到镜头上去。这样安装可以说是最方便最快速的方法。
选购镜头时要注意哪些因素？
1、选购时要防假货。
2、要与摄像机匹配，特别是光通量F值的匹配，使摄像机灵敏度能达到预期效果。
3、百万像素摄像机一般都要选购匹配的对应百万像素镜头。
4、看外观材质，是否与CCD规格和接口匹配，看镀膜是否好，看镜片类型（球面/非球面）。
5、应用环境考虑，镜片类型涉及到选广角镜头、标准镜头、长焦镜头、变焦镜头、定焦镜头。
6、镜头的质保时间。
7、亲自测试一下镜头品质。
近年来，用于室外监控的电动变焦镜头在市场上逐渐兴起，但大多数工程商对其核心技术并不了解，本文就目前市场上热门的3-CAM技术、透雾功能、ED超低色散镜片等方面与您进行详细分析。
谈到电动变焦镜头，人们很容易就想到体积大、重量可观的大家伙，以及与安装的摄像机那种不协调的比例。电动变焦镜头的发展，经历了短焦100mm以下——中焦300mm左右——长焦700mm以上的过程，不论从市场还是技术方面都已经逐渐成熟。由于市场和技术的发展，100mm以下的市场已经被一体化摄像机垄断，所以我们讨论的重点放在中、长焦系列的镜头上面。
随着市场需求的不断提高，电动变焦镜头的焦距随之不断加长。从100mm到200mm再到300mm逐渐发展而来，现在成熟的产品已经做到了750mm。长焦镜头的发展，使单点监控的范围由“米”为单位发展到以“公里”为单位成为可能。但是，镜头设计的复杂度也成倍上升，使得在短焦时无关紧要的问题被逐渐放大，同时，新的技术问题也接踵而来。如何在客户需要和技术瓶颈中找到平衡，已成为了各家厂商思考的热点问题。
电动变焦镜头尤其是长焦镜头，为了得到更好的监控效果，一般会安装在比较高的位置，这样可以得到更好的视角。而且，很多产品是安装在野外，天气的大幅变化对设备在各种气候下的适应能力也有了更
高的要求，这些都给维护带来了麻烦。因此，有一个质量稳定可靠的产品才能减少维护成本，保证监控的不间断进行。于是，有实力的厂商引进了一些高端镜头行业采用的技术来提高产品性能。如3-CAM技术的应用就是这种趋势的代表。3-CAM技术的出现，彻底放弃了目前行业内普遍采用的传统的3轨道技术。
3-CAM技术的特点
1、解决了光学偏心
3轨道技术由于采用轨道的方式来保持变焦时镜片在一条主轴上运动。这种技术在短焦镜头中应用没有什么问题，因为镜片的相对位移比较短，目前的生产工艺可以基本保证镜片在移动时不偏离主轴。但在长焦镜头中，尤其是在300mm以上的变焦镜头中，这种镜片依靠轨道直线推进的结构可能会使镜片在移动过程中发生偏离主轴的情况。由于3-CAM技术不需要轨道来定位镜片，其镜片移动时采用螺旋推进，即镜片围绕主轴旋转前进，所以不会发生偏心的情况。这种技术特别适合于制作长焦、大变倍的镜头。
2、可延长使用寿命
由于3-CAM技术是利用镜片边缘的“销”结构在一个经过严密设计的光滑的弧形滑道上运动，不会有任何的硬性摩擦，所以机械磨损非常小。这种减少的摩擦，可以大大延长电机的寿命，同时可以降低电机
的驱动电压。有些高档镜头甚至可以使用1.5V的电压来驱动镜头电机，使电动镜头的镜片移动非常平稳、缓慢。有利于在长焦时对物体的精细聚焦，拓宽了解码器对镜头变焦、聚焦等操作的速度变化范围。
3、镜头温度变化适应能力强
3-CAM技术的“销”结构可以减少摩擦，因而只需要在“销”结构使用极少的润滑油，就可以达到理想的润滑效果。而3轨道技术为了得到相同润滑效果，需要在轨道和螺纹边缘涂抹较多的润滑油。在我们这样一个幅员辽阔、横跨多个气候带的国家，南北温差极大。在南方高温天气下，润滑油会逐渐变为液态，进而发生“漏油”等情况。北方过多的润滑油会凝结而阻碍镜片的移动。所以，减少润滑油的使用，可大大提高镜头对温度的适应能力。
4、可减少内部光反射
由于变焦镜头内部由多个镜片组组成，镜片组之间又有较大的空间。这个空间随镜头焦距的增加而逐渐变大。光线很容易会照射到内壁再反射到内层镜片上，从而干扰镜头正常的成像，出现“重影”。3轨道技术是通过内壁的螺纹旋转来驱动镜片移动的，所以内壁要做的非常光滑，即使涂抹了遮光图层，也会在使用过程中逐渐磨损掉而露出金属光亮的原色，进而产生内反射而干扰正常成像。
3-CAM技术由于不需要依靠螺旋驱动镜片移动，所以内壁可以喷涂不反光的材料来避免“内反射”的发生，使图像更加清晰、明亮。
透雾功能
过去CCTV镜头还处于300mm以下阶段时，观测距离一般限定在1公里以内，这种应用对天气能见度的要求比较低，但是焦距已经发展到750mm的今天，雾天对监控图像的影响就不得不引起我们的重视了。这种情况尤其是在森林防火、油田监控和离海面较近的港口码头等远距离监控中尤为重要。这种环境往往更容易产生雾气，使24小时不间断监控面临新的挑战。
针对这种情况，少数有设计、研发能力的厂商经过努力开发出了具有透雾功能的镜头，并成功实现了成品上市。这种技术的出现，大大拓宽了视频监控的应用范围，并且是人类依靠聪明智慧战胜自然环境的又一经典案例。市场上少数厂商在不具备生产透雾镜头产品能力的情况下，使用普通的产品充当透雾镜头来销售，宣称具有透雾功能，是极不负责任的行为。当然，在实际测试中无法蒙混过关，最终摆脱不了被淘汰的命运，但给对此功能有需求的用户在产品选择上制造了许多障碍，并浪费了许多时间。
ED超低色散镜片
1、色散的成因
当太阳光通过不同的介质时，例如：玻璃或水，不同波长的光线因为会有不同的折射率，导致蓝光、绿光和红光会聚在不同焦点上。白光进入然后七彩分色光线出来。就自然界来说，这是构成色彩的必要成
分，可是就镜头来说，这样的特质会形成影像上的大灾难！随着镜头设计越来越复杂，且具备更多的功能，镜头设计工程师必须要跟“色散”打交道。透过不断的实验和测试，光学玻璃所产生的影像色彩分散现象是聚焦中心部分会出现同心圆状的色渗现象，在聚焦影像的周围形成异色光斑，并从中心部分开始逐渐向边缘部分扩大，而当镜头的焦距越长，这种色散也就越明显。
2、ED超低色散镜片
为了解决色散给成像带来的负面影响，镜头研发人员对各种材质进行实验，通过不断的努力，通过合成不同的元素，终于找到一种可以解决色散问题的镜片。这种镜片称为“ED”（Extra-low Dispersion）镜片，它大大提高了镜片的成像画质。
长焦镜头小型化趋势和对周边设备的要求
电动变焦镜头，特别是长焦的镜头对周边配件的要求很高。一般的长焦镜头体积比较大，这也就意味着护罩的体积更大，极大的护罩意味着高昂的价格和更大的重量，小巧的外型不仅能减小护罩的尺寸，同时也给云台的载重减轻了负担。对于云台，要求载重能力要强，运转精度要高。长焦镜头重量比常规镜头要大得多，再加上护罩的重量，没有一定的载重能力是很难带动起来的。长焦镜头在焦距调到最大值时，视角不到1°，若云台的精度不足，是很难定位监控目标的。对于解码器的使用，如果预置位控制的精度不够，在多次调用预置位后
就无法准确回位。长焦电动变焦镜头的安装使用，对护罩、云台等配套设备要求不断提高，镜头的体积和重量也是控制造价的重要因素，小巧、轻便的镜头也将成为镜头厂商的重要研发方向。
结语
随着CCTV摄像系统对镜头高画质、长焦等性能需求的日益增长，各大镜头厂商之间的竞争会逐渐加剧。采用新技术提高产品质量和性能，对今后的发展起着至关重要的作用。3-CAM、透雾、ED（超低色散）镜片、体积小型化等技术在电动变焦镜头中的发展，大大拓宽了人们可视监控的范围，电动变焦镜头势必会在森林防火、油田监控和港口码头等远距离监控的高端领域得到更加广泛的应用。
CCTV镜头作为整个监视系统中的最前端，与摄像机的配合是取得高画质的关键，作为摄像机的眼睛，其重要性不言而喻。与手动变焦镜头不同，电动变焦镜头一般都使用在室外较为广阔的场景。随着安防行业的迅速发展，以及国家对基础设施投入的加大，像森林防火、海事管理、港口、边防、油田等这些行业及领域对于电动变焦镜头的需求有了明显的增长。由于其行业及施工安装的特殊性，对产品的品质有着很高的要求。那么面对众多镜头品牌以及型号，我们应该怎么样来选择合适自己需要的电动镜头呢，以及在采购中要注意些什么东西呢？
首先，我们对电动变焦镜头的定义
做一下概括，本文所讨论的是指采用
C/CS接口的，与普通枪型摄像机配合使
用的，变焦，聚焦以及光圈机能等可以
通过后端控制器人为控制的CCTV镜头。一般来说，电动变焦镜头的变焦倍数都比较大，常用的有6倍, 7倍，10倍的镜头，焦距大多在100mm以下，还有15倍，16倍，20倍，22倍等中倍数的，焦距大多在100mm－300mm之间，再往上还有，30倍， 33倍，50倍，100倍，一般焦距都在300mm以上的，有些甚至可以达到或超过1000mm，特别适合超远距离监控。与手动变焦镜头不同，电动变焦镜头由于焦距可以通过后端人为改变，对于场景中的重点部分可以拉近放大观察，监控效果非常好。目前，电动变焦镜头与手动变焦镜头一样，高端的技术及产品掌握在大多数日本厂商手中，众所周知，在近半个多世纪以来，日本的光学行业发展的相当迅速，目前全球高端CCTV镜头市场几乎被日本品牌所垄断，而电动变焦镜头特别是大变倍的镜头更是如此。电动变焦镜头的开发需要有非常深厚的光学技术及大量的研发资金，具有丰富的电动变焦镜头产品线的厂商在全球来看都是非常少，且电动变焦镜头的价格一般都比较贵。
电动变焦镜头是一个完美的光，机，电三项技术的结合。电动变焦镜头的开发需要有非常深厚的光学技术作为基础，同时需要投入大量的研发资金，这也就是目前市场上能够具有丰富的电动变焦镜头产
品线的厂商非常少，且电动变焦镜头的价格非常昂贵的主要原因。事实上，大倍数电动变焦镜头在开发的过程中需要解决很多光学问题，比如纵向色差的问题，聚焦不实的问题，并不是可以做手动变焦镜头的厂商都可以做电动变焦镜头，其实，这也是企业本身技术、资金等综合实力的体现。只有非常少数多年在电动变焦镜头研发方面大量投入的厂商才可以做出令人满意的产品，日本图丽则是既具备丰富的电动变焦镜头又具备丰富的手动变焦镜头的厂商。
电动变焦镜头选择误区之一：变焦倍数及焦距
大家在选择大倍数电动变焦镜头，有几个误区。第一，只看变焦倍数，很多工程商在选择这些镜头时只关注倍数，即是不是20倍或30倍的镜头，认为倍数越大，可以看到的距离就越远，但实际上镜头的倍数并不能完全反映出镜头的焦距指标。光学变焦倍数只是表明一个镜头相对的焦距变化范围，而不能表明一个镜头的绝对焦距指标。因此在实际使用中必须根据情况加以甄别。比如一款焦距为
5.5-187mm的34倍镜头和一款焦距为10-330mm的33倍镜头，虽然前者是34倍的镜头，但其望远端只有187mm与后者的330mm有着相当大的差距，在远距离监控上两者的效果是不可同日而语
CCTV镜头作为整个监视系统中的最前端，与摄像机的配合是取得高画质的关键，作为摄像机的眼睛，其重要性不言而喻。与手动变焦镜头不同，电动变焦镜头一般都使用在室外较为广阔的场景。随着安防行业的迅速发展，以及国家对基础设施投入的加大，像森林防火、海
事管理、港口、边防、油田等这些行业及领域对于电动变焦镜头的需求有了明显的增长。由于其行业及施工安装的特殊性，对产品的品质有着很高的要求。那么面对众多镜头品牌以及型号，我们应该怎么样来选择合适自己需要的电动镜头呢，以及在采购中要注意些什么东西呢？
首先，我们对电动变焦镜头的定义
做一下概括，本文所讨论的是指采用
C/CS接口的，与普通枪型摄像机配合使
用的，变焦，聚焦以及光圈机能等可以
通过后端控制器人为控制的CCTV镜头。一般来说，电动变焦镜头的变焦倍数都比较大，常用的有6倍, 7倍，10倍的镜头，焦距大多在100mm以下，还有15倍，16倍，20倍，22倍等中倍数的，焦距大多在100mm－300mm之间，再往上还有，30倍， 33倍，50倍，100倍，一般焦距都在300mm以上的，有些甚至可以达到或超过1000mm，特别适合超远距离监控。与手动变焦镜头不同，电动变焦镜头由于焦距可以通过后端人为改变，对于场景中的重点部分可以拉近放大观察，监控效果非常好。目前，电动变焦镜头与手动变焦镜头一样，高端的技术及产品掌握在大多数日本厂商手中，众所周知，在近半个多世纪以来，日本的光学行业发展的相当迅速，目前全球高端CCTV镜头市场几乎被日本品牌所垄断，而电动变焦镜头特别是大变倍的镜头更是如此。电动变焦镜头的开发需要有非常深厚的光学技术及大量的研发资金，具有丰富的电动变焦镜头产品
线的厂商在全球来看都是非常少，且电动变焦镜头的价格一般都比较贵。
电动变焦镜头是一个完美的光，机，电三项技术的结合。电动变焦镜头的开发需要有非常深厚的光学技术作为基础，同时需要投入大量的研发资金，这也就是目前市场上能够具有丰富的电动变焦镜头产品线的厂商非常少，且电动变焦镜头的价格非常昂贵的主要原因。事实上，大倍数电动变焦镜头在开发的过程中需要解决很多光学问题，比如纵向色差的问题，聚焦不实的问题，并不是可以做手动变焦镜头的厂商都可以做电动变焦镜头，其实，这也是企业本身技术、资金等综合实力的体现。只有非常少数多年在电动变焦镜头研发方面大量投入的厂商才可以做出令人满意的产品，日本图丽则是既具备丰富的电动变焦镜头又具备丰富的手动变焦镜头的厂商。
电动变焦镜头选择误区之一：变焦倍数及焦距
大家在选择大倍数电动变焦镜头，有几个误区。第一，只看变焦倍数，很多工程商在选择这些镜头时只关注倍数，即是不是20倍或30倍的镜头，认为倍数越大，可以看到的距离就越远，但实际上镜头的倍数并不能完全反映出镜头的焦距指标。光学变焦倍数只是表明一个镜头相对的焦距变化范围，而不能表明一个镜头的绝对焦距指标。因此在实际使用中必须根据情况加以甄别。比如一款焦距为
5.5-187mm的34倍镜头和一款焦距为10-330mm的33倍镜头，虽然
前者是34倍的镜头，但其望远端只有187mm与后者的330mm有着相当大的差距，在远距离监控上两者的效果是不可同日而语
的。第二，只看长焦端的焦距。也有很多工程商知道实际的焦距代表着镜头的望远能力，所以对于长焦端的焦距指标非常在意，但往往忽略了广角端的焦距，即不管光学变焦倍数。事实上，在镜头的开发里面有一个基本规律，那就是只做光学变焦倍数不难，只做长焦距也不难，最难的就是做到广角与长焦兼顾的大变倍镜头。举个离子来说，比如，一款1/2″10-500mm的镜头，在其广角端10mm时的视场角约为35°；另一款1″23-506mm的镜头，在安装在1/2″摄像机上时其广角端23mm只有约15°的视场角。从长焦短的指标来看两者基本差不多，但在镜头的开发中，这两个镜头根本不是一个数量级，成本上能够有5－10倍的差距。前者为一款50倍的镜头，而后者是一款22倍的镜头，前者在做到长焦的同时，提供了广角端非常大的市场角，而后者只是为了做500mm的这个长焦，放弃了广角端的市场角，这样开发会简单很多，成本也会大幅下降，但在实际使用中，这两者的效果就完全不一样了。22倍的这款镜头只能用于在某个定点方向上的监控，而50倍的这一款就可以做到即可以监控非常大的场景范围内有任何异常现象，同时又可以做到对其细节做到拉近观察。以森林防火行业为例，一般来说，我们会在几个制高点上安装几台监控摄像机配合大倍数电动变焦镜头，用最少的监控点来覆盖周边5－10公里范围内森林的情况，由于地貌的限制，制高点的数量是有限的，由于预算的限制，也不能无限加装摄像机。这时，如果你采用50倍的镜头，
深圳市银之杰科技股份有限公司 摄像头基础知识培训 一.摄像头种类 (3) 二.USB摄像头工作原理 (3) 三.摄像头零件解构 (4) 1、图像传感器SENSOR (4) 2、数字信号处理芯片DSP (5) 3、镜头（LENS） (5) 4、USB线 (7) 四.摄像头驱动 (9) 五.摄像头的一些名词分辩率 (9) 1、分辨率 (9) 2、感光面积 (10) 3、灯光条纹（属于软件问题） (10) 4、景深 (12) 5、清晰度 (13) 6、坏点（属于硬件问题） (13) 7、色彩还原 (14)
8、FOV (14) 9、帧率 (15) 10、视频格式 (16) 11、失真（畸变） (17) 12、白平衡 (18) 13、曝光 (19) 14、带宽 (20) 15、DPI (21) 16、拍照方式 (22) 17、错误码 (23)
一.摄像头种类 摄像头是一种光电转换设备，种类主要包括USB 摄像头(USB 接口)，手机摄像头(DVP&MIPI 接口)，模拟摄像头(AV 接口，主要用于监控，车载等)，网络摄像头(RJ45&无线接口，主要用于监控)等。 USB 摄像头手机摄像头模拟摄像头网络摄像头 二.USB 摄像头工作原理 摄像头的工作原理大致为： 景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器（SENSOR）表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB 接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。
三.摄像头零件解构 1、图像传感器SENSOR 在摄像头的三大结构组件中，我认为最重要的就是图像传感器了，因为感光器对成像质量起着决定性的作用，如果图像传感器效果不怎么好，无论后端的DSP和电脑端应用软件再强大，也不可能让图像效果有大的提升，而一个效果好的图像传感器采集到的图像甚至可以不需要后端处理。 感光芯片可以分为两类： CCD（charge couple device）：电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体 CCD的价格比较高，多用在网络摄像头，车载摄像头等监控设备上，还有就是数码相机，而CMOS摄像头则是非常主流（性能，包括价格）的大众级产品，从理论上说，CCD 传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。 简单地讲，就是CCD摄像头成像质量会更好，图像明锐通透、细节丰富，色彩还原度好，曝光准确。 之前的CMOS都是属于前照式，但随着科技的发展，现在的CMOS也发展出了背照式CMOS，背照式CMOS的制作工艺和前照式不同，能增大感光量，提高拍摄灵敏度，显著提高低光照条件下的拍摄效果，像现在我们的手机和数码相机800万及以上的摄像头，都已经采用了背照式。
1. 相机基础知识 按感光器件类型可分为2大类,CCD器件和CMOS器件 CCD CMOS 设计单一感光器,集中统一放大每个感光器连接放大器 灵敏度同样面积下,感光开口小灵敏度底 成本线路品质影响程度高,成本高CMOS整合集成,成本低 解析度连接复杂度低,解析度高新技术解析度高 噪点比单一放大,噪声低放大器多,特性不一致,噪点高功耗比需外加电压,功耗高直接放大,功耗低 按用处分类可分为视觉相机和安防监控相机两大类 机器视觉安防监控 触发采集模 式 含有触发采集接口无触发采集接口分辨率从高到低都有, 很丰富一般较低 程序接口有完善的程序开发库, 尤其对图像捕捉功能支持很 齐全 一般只有连续视频捕捉功能 价格贵很便宜 数据传输接口各种类型都有: USB, 千兆以太网, Cameralink, 1394 目前以模拟接口为主, 数字接口 较少 按感光单元排列方法分为线阵扫描相机和面阵扫描相机 线阵相机面阵相机 结构特点结构简单, 在同等分辨率下的成本较低结构复杂,在同等条件下成本高
应用场合匀速运动的物体,如工业流水线可以使静止的, 也可以是运动的 分辨率512, 2K, 4K/行640x480, 800x600, 1024x768, ...2048x1536或者更高 光源光源只需要一窄条,这个画面比较均匀, 能在低照度下工作 整个面的光源较难做到均匀,照度要求高 彩色相机 形式 三线CCD,或者棱镜分光彩色滤光膜, bayer算法按彩色形成方式:
2: 镜头基础知识 镜头外形 机器视觉常用定焦镜头，并且都是手动调整光圈，一般不允许自动调整光圈，镜头上有调焦和调光圈两个环，为了防止误碰动 ，工业镜头的两个环都有锁定螺丝。 注意调焦环不是用来调整焦距，而是调整像距，保证清晰图像落在焦平面上 常用镜头参数：焦距 焦距是镜头最常用的参数，我们包装检测系列产品中使用的镜头有 3.5mm,4mm,6mm,8mm,12mm等多种规格(1/3”CCD的标准镜头为8mm)。 除杂系列产品一般都使用28mm的广角镜头(线扫描相机的标准镜头大概是40mm左右)。 焦距越小的镜头越不好做，价格越高，边缘变形等问题越大，所以尽量选用标准镜头，性价比最高
企业内部安防技术员基本知识试题 一、填空 1、目前市面上按照颜色分类的摄像机有：彩色，黑白，彩转黑。 2、摄像机按照形状分类大概有：枪机，半球及烟感伪装形，电梯专用碟形机，针孔等微型机。 3、常用的彩转黑摄像机中的彩色最高 480线，黑白最高 570 线。 4、彩色摄像机最高 520 线，最低照度是Lux。 5、黑白摄像机最高 600 线，最低照度是Lux。 6、目前摄像机的CCD尺寸都有 1/3 ， 1/4 ， 1/2 ，2/3 ，1 。 7、常见摄像机的CCD品牌有夏普，索尼， LG ，松下，富士。 8、镜头的接口都有 C ，CS 。 9、镜头中的三可变都有中文：光圈英文：IRIS 、中文：聚焦英文：FOCUS 、中文：变焦\焦距英文： ZOOM 。 10、摄像机支架分为按照形状分为I型和L型;按照材质分为塑料、铝合金和金属电镀。 11、摄像机工作电压一般是AC220、DC12 ，工作温度是-20--50 ℃。 12、CCD的尺寸是指CCD图像传感器感光面对角的尺寸。 13、摄像机镜头就光圈来划分，可分为固定和可变（手动、
自动和电动）两种。 14、摄像机中的双驱是指视频驱动（VIDEO）、直流（DC）。 15、硬盘录像机分为PC式、嵌入式二种。 16、目前市面上出现的硬盘录象卡压缩方式主要有MPEG4、H264 。 17、一般监控系统的前端设备主要是指：摄像机、云台、解码器。 18、监控系统的后端设备指：录象机、矩阵主机、监视器、分配器。 19、摄像机中的AGC代表自动增益、BLC代表背光补偿。 20、摄像机的电源AC代表交流、DC代表直流。 21、摄像机控制线为三可变镜头4芯，云台6芯。 22、目前常用解码协议有 AD 、派尔高、松下、戴蒙德。 23、常见的镜头焦距大小都有、（小半球用）4mm、6mm、8mm、12mm 。 24、一体机的CCD尺寸是 1/3、1/4 。 25、摄像机镜头角度超过62 度为广角镜头。 26、电梯里一般用飞碟型摄像机。 27、部分全天候护罩带有雨刷。 28、一般我们看到产品介绍中看到的的F10通光亮是指光圈的有效孔径。 二、单选题部分 1、在一个完善的安全防范体系中， A：技术防范手段是防
摄影镜头9个基本知识 光圈值大还是小好? 如果这里是指”可以开启的最大光圈”，当然是越大越好，因为可以用的光圈越多越好;但若果这里是指拍摄时应该使用大光圈还是 小光圈，那么便没有”正确”的答案了，详情请参阅光圈与景深的 关系一文。 Macro一字代表什么? Macro代表这款镜头属于”微距镜头”，适合拍摄微少的东西 (如花朵、小昆虫等)，通常这类镜头的最短对焦距离也比较短和放 大率能达到1:1或1:2。 怎样知道这款镜头的参数? 每个生产商都有自己的定义，就以上这款Nikon镜头来作例子： DXAF-SNIKKOR18-55mm1:3.5-5.6GIIED DX:Nikon为旗下”非全片幅相机”而制定的格式，对应感光元 件比较小的相机，令镜头可以造得更小更轻。此镜头套在全片幅相 机上(如D3)会造成黑角。 AF-S:Nikon研发的AF驱动用宁静波动马达(SilentWaveMoter)，令对焦更快更静。 NIKKOR:Nikon旗下镜头的名称 18-55mm:最广和最远的焦距，18-55为标准镜头;而因为有两个数，也代表这是变焦镜头。 1:3.5-5.6:最广角时最大的光圈和最ZOOM最远时最大的光圈， 留意新手常误以为这是最大和最小的光圈，其实不然。 GII:Nikon的2代G型镜头。
ED:是指这支镜头内含ED镜片，最大限度降低镜头色差(chromaticaberration)，从而保证镜头有优异的光学表现。 更多有关Nikon标签的解释就看这里，Canon的这里。 VR/IS代表什么? 光学防震技术-VR(VibrationReduction)是NIKON的防震技术而IS(ImageStabilization)是CANON的防震技术，代表这款镜头可以抵御一定程度的震动而保持影像清晰。 什么是广角/标准/远摄镜头? 在不变的距离下，利用广角镜头可以使相片包含更多的景物：如一幅5人的合照，非广角镜头只有拍摄到中间的2-3个人而广角镜头便能包含全部5个人了，因为这个原因，所以现在一些DC也标榜拥有”更wide的广角”，吸引常在party/餐厅拍合照的朋友! 标准镜头在菲林时代普遍指50mm的镜头，得出的影像最接近人眼看到的。 远摄镜头很简单，就是能ZOOM得特别远吧，不过镜头通常也会比较大、长和重。 什么是镜片组合? 镜片组合是指这支镜头由什么镜片组合而成，镜片的质素、功能和数量也会对镜头的重量、大小和相片质素有影响，例如用上了ED(Extra-LowDispersionGlass超低色散镜片)便能有效纠正成像之色差，提供更好的相片成像。 什么是”内置超声波马达”? 镜头的马达由超声波的振动力驱动，令操作、对焦更加快速而宁静。 什么是”鱼眼镜”? 鱼眼镜实际就是一个超广角镜头，特性为会令影像变形，能拍摄出像”大头狗”一样的效果，现在的鱼眼镜已能覆盖到180度了!
光学镜头的主要参数 焦距 主点到焦点的距离称为光学系统的焦距，这是镜头的重要参数之一，它决定了像与实际物体之间的比例。在物距一定的情况下，要得到大比例的像，则要求选用长焦距的镜头。 如图2所示，自物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦距或前焦距f；类似地，自像方主点H '到物方焦点F '的距离称为物方焦距或前焦距f '。其定义具有方向性，如果主点到焦点的方向与光线的方向一致，则焦距为正；反之则为负。图2中所示的情况，像方焦距f '>0，物方焦距f '<0。如果系统两侧的介质相同，则f '=-f。 相对孔径与光圈数F数 相对孔径为入瞳直径与焦距的比值D/f ' ，它主要影响像面的照度，照相镜头像面的照度与相对孔径的平方成正比。为了满足景物较暗时摄影的需要，或者为了对高速运动物体摄影，要求采用很短的曝光时间，它们都要求提高像面的照度，因此就需要采用大的相对孔径。 镜头通常采用光圈数F来表示通光孔径的大小，光圈数F数为相对孔径的倒数，即F=f ' / D 视场角（FOV：Field of view）与像面尺寸 镜头的视场角决定了被拍摄景物的范围。由于摄影系统一般是对远处景物成像，所以其像面通常位于焦平面附近，因此像面大小与视场角2W ' 的关系可表示为公式y ' =f ' tanW ' 公式中y ' 应该是像面区域的半径。 目前，工业相机通常使用CCD或者CMOS传感器作为像面接收器，有面阵和线阵两种，其工作区域的形状分别为矩形或线形，传感器的工作区域必须包含在镜头所确定的像面圆形区域之内。在镜头的参数中，也经常使用传感器的大小来表示视场大小。 面阵传感器是由许多像素单元组成的一个矩形阵列，每个像素单元都是一个方形传感器。面阵传感器的大小通常是以其对角线的长度来表示的。目前常用的面阵传感器有： 线阵传感器也是由许多像素单元组成，与面阵传感器不同的是，这些像素单元排成一个单列。线阵传感器的大小则是以像素单元的数量和大小来表示的。线阵传感器的规格有1K、2K、4K、8K、12K等，像素单元有5μm、7μm、10μm、14μm等。 对于同一个传感器，长焦距的镜头只能有较小的视场角，能对远处景物拍摄得比较大的故常称之为望远镜头；而短焦距的镜头则有较大的视场角，能将近像，适宜于远距离摄影， 处较大范围内的景物摄入像面，故又称之为广角镜头，视场角更大的又称为鱼眼镜头；介于二者之间，焦距属于中等，约等于幅面对角线长度的镜头，称之为标准镜头。 工作波长
是什么它什么材料做成主要作用是什么它有哪几种规格 CCD是电荷藕合器件。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，然后通过模数转换器芯片将电信号转换成数字信号，传到显示设备上进行显示所采集的图像。有1MM，2/3MM，1/2MM.，1/3MM，1/4MM规格。 2. CCD摄像机与以往的摄像管摄像机比较时，具有下列优点： (1) 体积小，重量轻。 (2) 低残像。 (3) 磁场不会影响到画面。 (4) 抗震动、抗撞击。 (5) 寿命长。 3.普通的枪式红外摄像机主要由哪些部分组成 CCD、镜头，红外灯板，外壳，连接线等 4. CCD靶面有哪规格具体规格尺寸是多少 1）。1英寸、2/3英寸、1/2寸、1/3英寸、1/4英寸 2）。1英寸——靶面尺寸为宽*高，对角线16mm。 2/3英寸——靶面尺寸为宽*高，对角线11mm。 1/2英寸——靶面尺寸为宽*高，对角线8mm。 1/3英寸——靶面尺寸为宽*高，对角线6mm。 1/4英寸——靶面尺寸为宽*高，对角线4mm。 扫描的制式一般有哪两种中国采用哪种制式 1）。PAL制。NTSC制。2）。中国采用隔行扫描（PAL）制式，标准为625行，50场。
6. 按照度划分，CCD可分为哪几种最低照度分别是多少 普通型 正常工作所需照度1~3LUX 月光型 正常工作所需照度左右 星光型 正常工作所需照度以下 红外型 采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像 7. CCD的工作原理是什么 被摄物体反射光线传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。 8. CCD摄影机与摄像管摄影机比较时，具有下列优点： (1) 体积小，重量轻。 (2) 低残像。 (3) 磁场不会影响到画面。 (4) 抗震动、抗撞击。 (5) 寿命长。 9.什么是照度它的用什么单位表示 照度是衡量摄像机在什么光照强度的情况下，可以输出正常图像信号的一个指标。一般是给出“正常照度”和“最低照度”两个指标。照度一般用“勒克斯”（Lux）表示。
镜头语言的基本知识 一、电影、电视的景别 景别，根据景距、视角的不同， 一般分为： 一、根据景距的变化分类 极远景：极端遥远的镜头景观，人物小如蚂蚁。 远景：深远的镜头景观，人物在画面中只占有很小位置。广义的远景基于景距的不同，又可分为大远景、远景、小远景（一说为半远景）三个层次。 大全景：包含整个拍摄主体及周遭大环境的画面，通常用来作影影视作品的环境介绍，因此被叫做最广的镜头。 全景：摄取人物全身或较小场景全貌的影视画面，相当于话剧、歌舞剧场“舞台框”内的景观。在全景中可以看清人物动作和所处的环境。 小全景：演员“顶天立地”，处于比全景小得多，又保持相对完整的规格。 中景：俗称“七分像”，指摄取人物小腿以上部分的镜头，或用来拍摄与此相当的场景的镜头，是表演性场面的常用景别。 半身景：俗称“半身像”，指从腰部到头的景致，也称为“中近景”。 近景：指摄取胸部以上的影视画面，有时也用于表现景物的某一局部。特写：指摄影、摄像机在很近距离内摄取对象。通常以人体肩部以上的头像为取景参照，突出强调人体的某个局部，或相应的物件细节、景物细节等。 大特写：又称“细部特写”，指突出头像的局部，或身体、物体的某一细部，如眉毛、眼睛、枪栓、板机等。 二、摄影、摄像机的运动（拍摄方式） 推：即推拍、推镜头，指被摄体不动，由拍摄机器作向前的运动拍摄，取景范围由大变 小，分快推、慢推、猛推，与变焦距推拍存在本质的区别。 拉：被摄体不动，由拍摄机器作向后的拉摄运动，取景范围由小变大，也可分为慢拉、快拉、猛拉。摇：指摄影、摄像机位置不动，机身依托于三角架上的底盘作上下、左右、旋转等运动，使观众如同站在原地环顾、打量周围的人或事物。移：又称移动拍摄。从广义说，运动拍摄的各种方式都为移动拍摄。但在通常的意义上，移动拍摄专指把摄影、摄像机安放在运载工具上，沿水平面在移动中拍摄对象。移拍与摇拍结合可以形成摇移拍摄方式。 跟：指跟踪拍摄。跟移是一种，还有跟摇、跟推、跟拉、跟升、跟降等，即将跟摄与拉、摇、移、升、降等20多种拍摄方法结合在一起，同时进行。总之，跟拍的手法灵活多样，它使观众的眼睛始终盯牢在被跟摄人体、物体上。升：上升摄影、摄像。降：下降摄影、摄像。 俯：俯拍，常用于宏观地展现环境、场合的整体面貌。仰：仰拍，常带有高大、庄严的意味。 甩：甩镜头，也即扫摇镜头，指从一个被摄体甩向另一个被摄体，表现急剧的变化，作为场景变换的手段时不露剪辑的痕迹。 悬：悬空拍摄，有时还包括空中拍摄。它有广阔的表现力。空：亦称空镜头、景物镜头，指没有剧中角色（不管是人还是相关动物）的纯景物镜头。切：转换镜头的统称。任何一个镜头的剪接，都是一次“切”。 综：指综合拍摄，又称综合镜头。它是将推、拉、摇、移、跟、升、降、俯、仰、旋、甩、悬、空等拍摄方法中的几种结合在一个镜头里进行拍摄。短：指
安防监控基础知识汇总大全 本知识章节有珠海易云科技提供 一、镜头探析 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 长则成像越大。 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 假设被摄物体的宽度和高度分别为w.h,被摄物体与镜头间的距离为 l，镜头的焦距为f。 3．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。 假定光圈的有效孔径为d，由于光线折射的关系，镜光实际有效的有效 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。 4．镜头的焦距 1）定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。
有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境江照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节，人为手工调节光圈的，称为手动光圈。镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。 2）变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。常用的变焦镜头为六倍、十售变焦。 三可变和二可变镜头 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦调、调聚焦、自动光圈。 5．先配镜头原则 为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素： a）被摄物体的大小 b）被摄物体的细节尺寸 c）物距 d）焦距 e）ccd摄像机靶面的尺寸 f）镜头及摄像系统的分辨率 操作步骤： *移开镜头防尖装置，连接上镜头。
电视节目分镜头脚本格式 片名： 说明： 镜号：每个镜头按顺序的编号 景别：一般分为全景、中景、近景、特写和显微等 技巧：包括镜头的运用—推、拉、摇、移、跟等，镜头的组合—淡出谈入、 切换、叠化等。 画面：详细写出画面里场景的内容和变化，简单的构图等。 解说：按照分镜头画面的内容，以文字稿本的解说为依据，把它写得更加具 体、形象。 音乐；使用什么音乐，应标明起始位置。 音响：也称为效果，它是用来创造画面身临其境的真实感，如现场的环境声、 雷声、雨声、动物叫声等。 长度：每个镜头的拍摄时间，以秒为单位。 例：片名：《三让一树花常开》 二、专题片素材文稿报送格式 片名： 镜号 景别 技巧 画面内容 解说词 音乐 音响 长度（秒） 镜号 景别 技巧 画面内容 解说词 音乐 音响 长度（秒） 1 全—大全 拉、俯 座落在大山深处的桂花小学。镜头由学校全景拉成大全景，叠出片名，化出 宜宾县桂花小学座落在距县城50公里的观音镇沙沟大山里，这是一座村小。 15” 镜号 长度 画面内容 解说词 音效 备注
说明： 镜号：每个镜头按编辑顺序的编号 长度：该镜头的起、止时间 画面：详细写出画面里的场景的内容和变化，简单的构图等 解说：与该镜头对应的解说词，时间长度应与画面时间长度一致，如有采访，应在对应画面中打印出采访对象的姓名、职务、身份及采访内容字幕，并在“解说词”栏详细说明 音效：包括音乐和音响 例：片名：《大山的女儿》 镜号长度 画面 内容 解说词 音 效 备 注 15 10’27” — 13’40” 学校 升旗 仪式 五星红旗第一次从民族小学的操场上 升起，没有乐曲，杨老师用仅有的一台风琴 伴奏，仰望冉冉升起的五星红旗，杨老师眼 里噙满泪花…… 现 场声 风 琴声 35 18’30” — 19’40” 采访村 民（王蓉母 亲）叠印字幕 （采访对象：王蓉妈妈陶永秀：“王蓉 能够当上老师，多亏了杨老师的帮助，我们 全家非常感谢杨老师，永远记住杨老师。”） 环 境声 三、消息类新闻文稿报送格式 1、文稿用A4纸5号字打印成20×20的稿纸，一式三份，加盖公章。 2、画面质量要求清晰、稳定，多条新闻之间一定要用彩条或其他方法分隔开来。 中文文库： 电视节目制作技术：/zjx/zjx10/COURSE.HTMl 镜头语言的基本知识 一、电影、电视的景别 景别，根据景距、视角的不同，一般分为：
1、 CCD摄像机分类： ①按照成像色彩划分 彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。 黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。 ②按照分辨率划分 25万像素左右，对应彩色420线以下的低档型 25万至38万像素之间，对应彩色420线/480线中档型 38万像素以上，对应彩色大于480线以上的高档型 ③按照灵敏度划分 (1)普通型：正常工作所需照度为1~3Lux (2)月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右 (3)星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下 (4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。 ④按摄像元件的CCD靶面的大小划分 (1)l inch 靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm (2)2/3inch靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm (3)1/2inch靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm (4)1/3inch靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm (5)1/4inch靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm 二、CCD摄像机的成像原理。 CCD是Charge Coupled Device（电荷耦合器件）的缩写，它是一种半导体成像器件，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。 CCD是摄像机的核心器件，因此其性能高低将直接影响摄像机的品质，并且CCD的发展是摄像机更新换代的基础。 CCD摄像机的工作原理: 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。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。 简单工作原理如下图：
CCD（电荷耦合器）摄像头基本知识 现在科学级的摄像头比前几年更尖端，应用领域也更广了。在生物科学领域，从显微镜、分光光度计到胶文件、化学放光探测系统，都用到了CCD的摄像头。但是很多研究工作者对CCD的指标仍云里雾里。下面对CCD的一些常见指标进行表述。 常见的CCD一般指：CCD摄像头和插在电脑的采集卡 区别数字摄像头与模拟摄像头 所有CCD芯片都属于模拟的设备。当图像进入计算机是数字的。如果信号在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个CCD被认为是模拟CCD。数字摄像头事实上是由内置于摄像头的数字化设备完成数字化过程，这样可以减少图像噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头提高了摄像头的信噪比、增加摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学级的绝大多数的CCD芯片都是由Koda k、Sony、SIT制造。 评价CCD的基本指标 信噪比SNR真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能，都尽力使信号（可达到满井电子的数目）最大同时尽可能减少噪音。 SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数 在相同满井电子的CCD，降低CCD噪音，就能提高CCD的监测能力，热或者暗电流对于CCD都是噪音，噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5- 10秒，CCD芯片就会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像。-20度的摄像头可以拍摄不超过5分钟的图像，- 40度的摄像头拍摄时间可以超过1小时。 像素面积
这个指标是在芯片的一个重要指标。像素面积越大、对光越灵敏。因为像素点面积有更多电子，能产生更多信号。在1/2”、2/3”、1”的芯片上，像素点越大，像素越少。会影响空间分辨率。大像素点增加灵敏度、小的像素点增加分辨率。 要提高影像质量就必须增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄，因此这种方法不能无限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD 的总面积。而目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的相同数目的像素，排列越密集，像素之间就越容易出现电流干扰，容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好，当然成本也会随之提高——并且不是成比例提高，而是以几何级数向上提 16 Bit摄像头 典型的真16bit的摄像头（能检测65536级灰度）都有很大的像素点（16- 30um）。然而这些摄像头非常贵，同时图像数据很大，传输速度很慢。在基因组和蛋白组研究中，16bit的摄像头在捕获DNA和蛋白图像上不太实用，一般用于深度太空的专业天文学研究。真实的16bit的CCD,24um*24um的像素点,1”大小只能有50万像素点。 扫描速度 8bit- CCD可以达到30帧，基本可以认为是同步的。不论模拟或数字的CCD，超过15帧可以接受。
光學镜头基本知識 第一章光線得傳播 一﹑光在真空中就是沿直線傳播得 光在真空中(均勻介質中)就是沿直線傳播得﹐但就是由於在我們得真實空間中﹐光並不能做到這一點﹐這就是因為空氣。在我們得空氣中﹐有存在著各式各樣得雜物﹐粉塵﹐水霧等。由於這些東西得存在﹐光在直線傳播得過程中﹐碰到這些東西﹐就會產生反射﹐折射。而﹐粉塵表面並不光滑﹐光照射到這粉塵面上得時候便會往各個方向反射﹐這邊形成了漫反射。正就是由於漫反射得存在﹐這便能使我們能感覺到光﹐能瞧到東西。 二﹑光得反射﹑透射﹑折射 光在大氣中傳輸總不能按著直線傳輸﹐光在碰到不透光得物質時會發生反射﹐光碰到透光得物質時會發生透射﹐折射。入射光線﹐反射光線﹐折射光線﹐在同一個平面上﹐即三線共面。 2、1 光得反射 光在傳輸過程中就是遵守反射定理得。 反射定理﹕ 入射角等於反射角。 入射角定義為﹕入射光線与法線組成得夾角 反射角定義為﹕反射光線与法線組成得夾角 法線﹕法線就就是垂直於入射面得線。法線就是一條虛構得線﹐並不就是事實存在得。 2、2 光得透射与折射 有些物質就是透光得﹐光可以穿透這些物質﹐這便就是光得透射。 每種不同材質得東西都有著不同得透過率﹐光在這些物質中穿透得時候總會有著能量得損失。入射光線得強度與出射光線得強度得比值為這一材質得透過率。 所謂光線得折射就就是指光線在進行傳輸得過程中從一種介質進入另一種介質得時候﹐不會沿直線傳播﹐而就是有了一定角度得彎折。這便就是光線得折射。 通常在大氣中我們認定其折射率為1。 折射定律被描述為﹕入射角得正弦与折射角得正弦之比為常數﹐它等于折射線所處介質得折射率n`与入射線所處介質得折射率n之比。 通常折射率較大得介質稱為光密介質﹐折射率較小得介質稱為光疏介質。若入射光在光密介質﹐這時折射角總大于入射角﹐折射角隨著入射角增大而增大﹐最大使折射角為90度﹐這時sini`=1﹐若入射角再增大﹐將發生全反射。 自然界有很多全反射現象﹕海市蜃樓﹑沙漠幻影﹑等。 第二章光學鏡頭得種類 目前LAM產線所生產得光學鏡頭主要有以下几類:
影视制作镜头基础知识 影视制作关于镜头基础知识 在影视制作中，尤其是在前期的拍摄中，我们需要对镜头的表现技巧非常熟悉，什么样的镜头技巧表现什么样的主题内容，我们都要熟知于心。在通常，我们提起镜头技巧，都能说出几个耳熟能详的来，其实镜头的基本技巧无非也就这么几个，一句话概括就是推拉摇移跟甩。当然这说的是镜头技巧在运动镜头中的技巧，也就是我们通常所说的镜头技巧。其实在拍摄中还有相当多的技巧也被称作为镜头技巧。 在下面的内容中，我们就将做详细介绍。运动摄像，就是利用摄像机的推、拉、摇、移、跟、甩等形式的运动中进行拍摄的方式，是实在画面边缘框架的局限，扩展画面视野的一种方法。运动摄像符合人们观察事物的视觉习惯，以渐次扩展或者集中、逐一展示的形式表现被拍摄物体，其时空的转换均由不断运动的画面来体现，完全同客观的时空转换相吻合。在表现固定景物或人物的时候，运用运动镜头技巧还可以改变 固定景物为活动画面，增强画面的活力。以下我们就详细介绍这些镜头技巧的内容。 1、镜头推拉技巧 镜头的推拉技巧是一组在技术上相反的技巧，在非线性编辑中往往可以使用其中的一个而实现另一个的技巧。推镜头相当于我们沿着物体的直线直接向物体不断走进观看，而拉镜头则是摄像机不断地离开拍摄物体。当然这两种技巧都可以通过变焦距的镜头来实现这种技巧效果。推镜头在拍摄中起的作用重点是突出介绍在后面的影片中出现的起重要俄人物或者物体，这是推镜头最普通的作用。它可以使观众的视线逐渐接近被拍摄对象，是逐渐把观众的观察同整体引向局部。在推地过程中，画面所包含的内容逐渐减少，也就
是说，镜头的运动摈弃了画面中多余的东西，突出重点，把观众的 注意力引向某一个部分。 用变焦距镜头也可以实现这种效果，就是从短焦距逐渐向长焦距推动，使得观众看到物体的细微部分，可以突出要表现内容的关键。推镜头也可以展示巨大的空间。 拉镜头和推镜头正好相反。这是摄像机不断地远离被拍摄对象，也可以用变焦距镜头来拍摄（从长焦距逐渐调至短焦距部分）。作 用是有两个方面，一是为了表现主体人物或者景物在环境中的位置。拍摄机器向后移动，逐渐扩大视野范围，可以在同一个镜头内反映 局部与整体的关系，二也是为了镜头之间的衔接需要，比如前一个 是一个场景中的特写镜头，而后一个是另一个场景中的镜头，这样 两个镜头通过这种方法衔接起来就显得自然多了。 镜头的推拉和变焦距的推拉效果是不同的。比如，在推镜头技巧上，使用变焦距镜头的方法等于把原来的主体一部分放大了来看。 在屏幕上的效果是景物的相对位置保持不变，场景无变化，只是原 来的画面放大了。在拍摄场景无变化的主体，要求连续不摇晃地以 任意速度接近被拍摄物体的情况下，比较适合使用变焦距镜头来实 现这一镜头效果。而移动镜头的推镜头等于接近被拍摄物体来观察。在画面里的效果是场景中的 物体向后移动，场景大小有变化。这在拍摄狭窄的走廊或者室内景物的时候效果十分明显。移动摄像机和使用变焦距镜头来实现镜 头的推拉效果是有着明显区别的，因此我们在拍摄构思中需要明确 的意识，不能简单的将两者互相替换。 2、摇镜头技巧 这种镜头技巧是法国摄影师狄克逊在1896年首创的拍摄技巧， 也是根据人的视觉习惯加以发挥的。用摇镜头技巧时摄像机的位置 不动，只是镜头变动拍摄的方向，这非常类似与我们站着不动，而 转动头来观看事物一样。摇镜头分为好几类，可以左右摇，也可以 上下摇，也可以斜摇或者与移镜头混合在一起。摇镜头的作用使得
产品条目 放置产品型号表 监控知识 1、安防行业包括哪几个系统？应用的领域有哪些？ 安防行业主要包括：闭路电视监控、消防、报警、巡更、门禁等。 主要应用于大厦、银行、交通、小区、工厂、学校等。 2、从事安防系统的建设与设备生产需要哪些资质？ 生产资质、安防设计、施工资质 3、摄像机的主要竞争品牌有哪些？ 主要有：艾立克、三星、松下、索尼、明景、景阳、PELCO 4、矩阵的竞争品牌有哪些 主要有：PELCO、英飞拓、AD/AB、红苹果、智敏 5、硬盘录像机简称什么？ DVR 全称：Digital Video Recoder 6、视频服务器简称什么？ DVS 全称：Digital Video Server 7、网络摄像机简称什么？ IPC 全称：IP Camera 8、DVS与IPC的竞争对手有哪些？ 海康、大华、朗驰、安讯士(axis)、黄河、恒亿等 9、DVR的竞争对手有哪些？ 海康、大华、红苹果、汉邦、大立 10、监视器的竞争对手有哪些？ 迈威（myway）、TCL、创维、石头 11、模拟监控系统主要由哪四个部分组成？ 摄像部分、传输部分、存储部分、控制部分 12、摄像部分有哪些设备组成？ 摄像机、镜头、护罩、支架、云台等 13、摄像部分有哪些辅助设备？ 雨刮、雨刷、加热、风扇、遮阳罩 14、如果摄像机安装在完全没有光线的环境，又不希望安装可见光源，有什么办法解 决？ 采用红外摄像机，红外光线属于不可见光，红外摄像机所发射出来的红外光照射到监控目标之后可以反射回给摄像机，同时，红外摄像机的CCD可以感应反射回来的红外线，从而形成黑白图像。红外摄像机可以工作在无任何可见光的场所。 15、枪机需要监控不同方向需要什么辅助设备？ 安装云台与解码器即可控制枪机转动实现不同方向的监控
镜头基础知识 光学镜头的主要参数 焦距 主点到焦点的距离称为光学系统的焦距，这是镜头的重要参数之一，它决定了像与实际物体之间的比例。在物距一定的情况下，要得到大比例的像，则要求选用长焦距的镜头。 如图2所示，自物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦距或前焦距f；类似地，自像方主点H '到物方焦点F '的距离称为物方焦距或前焦距f '。其定义具有方向性，如果主点到焦点的方向与光线的方向一致，则焦距为正；反之则为负。图2中所示的情况，像方焦距f '>0，物方焦距f '<0。如果系统两侧的介质相同，则f '=-f。 相对孔径与光圈数F数 相对孔径为入瞳直径与焦距的比值D/f ' ，它主要影响像面的照度，照相镜头像面的照度与相对孔径的平方成正比。为了满足景物较暗时摄影的需要，或者为了对高速运动物体摄影，要求采用很短的曝光时间，它们都要求提高像面的照度，因此就需要采用大的相对孔径。 镜头通常采用光圈数F来表示通光孔径的大小，光圈数F数为相对孔径的倒数，即F=f ' / D 视场角与像面尺寸 镜头的视场角决定了被拍摄景物的范围。由于摄影系统一般是对远处景物成像，所以其像面通常位于焦平面附近，因此像面大小与视场角2W ' 的关系可表示为公式y ' =f ' tanW ' 公式中y ' 应该是像面区域的半径。 目前，工业相机通常使用CCD或者CMOS传感器作为像面接收器，有面阵和线阵两种，其工作区域的形状分别为矩形或线形，传感器的工作区域必须包含在镜头所确定的像面圆形区域之内。在镜头的参数中，也经常使用传感器的大小来表示视场大小。
绿Green517~527黄绿Yellow green527~575黄Yellow575~585橙Orange585~647红Red647~780 红外(IR)780nm~1mm 近红外NIR780nm-3mm 中红外MIR3mm-50mm 远红外FIR50mm-1mm 分辨率 分辨率是评价镜头质量的一个重要参数，定义为在像面除镜头在单位毫米内能够分辨开的黑白相间的条纹对数，如图4所示， 图4 分辨率条纹 分辨率为1/2d，其中，d为线宽。分辨率的单位为为lp/mm（线对/毫米）。 在理想成像镜头的焦平面上能分辨开来的二条纹之间的相应间距
镜头基础知识 日期：2012年1月6日15:13 摘要： 光学镜头的主要参数 焦距 主点到焦点的距离称为光学系统的焦距，这是镜头的重要参数之一，它决定了像与实际物体之间的比例。在物距一定的情况下，要得到大比例的像，则要求选用长焦距的镜头。 如图2所示，自物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦距或前焦距f；类似地，自像方主点H '到物方焦点F '的距离称为物方焦距或前焦距f '。其定义具有方向性，如果主点到焦点的方向与光线的方向一致，则焦距为正；反之则为负。图2中所示的情况，像方焦距f '>0，物方焦距f '<0。如果系统两侧的介质相同，则f '=-f。 相对孔径与光圈数F数 相对孔径为入瞳直径与焦距的比值D/f ' ，它主要影响像面的照度，照相镜头像面的照度与相对孔径的平方成正比。为了满足景物较暗时摄影的需要，或者为了对高速运动物体摄影，要求采用很短的曝光时间，它们都要求提高像面的照度，因此就需要采用大的相对孔径。 镜头通常采用光圈数F来表示通光孔径的大小，光圈数F数为相对孔径的倒数，即F=f ' / D 视场角（FOV：Field of view）与像面尺寸 镜头的视场角决定了被拍摄景物的范围。由于摄影系统一般是对远处景物成像，所以其像面通常位于焦平面附近，因此像面大小与视场角2W ' 的关系可表示为公式y ' =f ' tanW '公式中y ' 应该是像面区域的半径。 目前，工业相机通常使用CCD或者CMOS传感器作为像面接收器，有面阵和线阵两种，其工作区域的形状分别为矩形或线形，传感器的工作区域必须包含在镜头所确定的像面圆形区域之内。在镜头的参数中，也经常使用传感器的大小来表示视场大小。 面阵传感器是由许多像素单元组成的一个矩形阵列，每个像素单元都是一个方形传感器。面阵传感器的大小通常是以其对角线的长度来表示的。目前常用的面阵传感器有： 1英寸2/3英寸1/2英寸1/3英寸1/4英寸 对角线(mm)1611864 幅面尺(mm)12.8×9.68.8×6.6 6.4×4.8 4.8×3.6 3.6×2.7线阵传感器也是由许多像素单元组成，与面阵传感器不同的是，这些像素单元排成一个单列。线阵传感器的大小则是以像素单元的数量和大小来表示的。线阵传感器的规格有1K、2K、4K、8K、12K等，像素单元有5μm、7μm、10μm、14μm等。 对于同一个传感器，长焦距的镜头只能有较小的视场角，能对远处景物拍摄得比较大的像，适宜于远距离摄影，故常称之为望远镜头；而短焦距的镜头则有较大的视场角，能将近处较大范围内的景物摄入像面，故又称之为广角镜头，视场角更大的又称为鱼眼镜头；介于二者之间，焦距属于中等，约等于幅面对角线长度的镜头，称之为标准镜头。 工作波长
电视监控系统CCD摄像机基础知识 随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，安全防范技术在智能建筑中的地位与作用也与日俱增。闭路电视监控系统作为一种安保技术，在城市交通、高速公路、星级宾馆、智能大厦、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。 闭路电视监控系统一般由摄像部分、传输部分、控制部分以及显示和记录部分组成，其中摄像部分是整个闭路电视监控系统的最前端，其图像信息质量直接决定了整个系统的图像质量，这就对摄像机提出了严格的要求。下面简单介绍一下摄像机的基本知识。 1、什么是CCD摄像机？ CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，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。 2、CCD摄像机的工作方式 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。 3、TV制式 目前，世界上主要使用的电视广播制式有PAL、NTSC、SECAM三种，如我国大部分地区使用PAL制式，日本、韩国等东南地区及美国等欧美国家使用NTSC制式，俄罗斯则使用SECAM制式。 4、水平清晰度和垂直清晰度 垂直清晰度即是图像可以分解出多少水平线条数，最大垂直清晰度由垂直扫描总行数所决定。水平清晰度定义为图像上可以分清的垂直线条数。水平清晰度与图像传感器的像素数和视频系统的频带宽度有直接关系。水平清晰度和垂直清晰度采用统一的度量标准，所以当屏幕上的水平线条间隔和垂直线条间隔相同时，图像的垂直清晰度和水平清晰度数量应该是一样。水平清晰度和垂直清晰度数值越大，清晰度越高。
摄影基础知识 焦距（焦距越大，视觉越小） 焦距镜头名称 18mm 鱼眼、广角镜头 50mm 标准镜头 18mm-40mm 广角或短焦镜头 70mm-135mm 中焦镜头 135mm-500mm 长焦镜头 500mm 望远镜头 景深 概念：在进行拍摄时，调节相机镜头，使距离相机一定距离的景物清晰成像的过程， 叫做对焦，那个景物所在的点，称为对焦点，因为“清晰”并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前（靠近相机）、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。 景深的大小： 与焦距有关：焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头景深大。 与光圈有关：光圈越小（数值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深就越大； 光圈越大（数值越小，例如f2.8的光圈大于f5.6）景深就越小 红眼： 指在用闪光灯拍摄人像时，由于被摄者眼底血管的反光，使拍出照片上人的眼睛中有一个红点的现象。 白平衡： 由于不同的光照条件的光谱特性不同，拍出的照片常常会偏色，例如，在日光灯下会偏蓝、在白炽灯下会偏黄等。为了消除或减轻这种色偏，数码相机和摄象机可根据不同的光线条件调节色彩设置，以使照片颜色尽量不失真，使颜色还原正常。因为这种调节常常以白色为基准，故称白平衡。 摄影常见名词 明度：镜头明度的大小就是光通量的多少.口径大光通量多,明度就大,反之明度小. 明度大小以光圈系数按倍数来计算.明度的大小是决定暴光的暴光的重要因数之一. 场曲： 在一个平坦的影象平面上,影象的清晰度从中央向外发生变化,聚焦形成弧型,就叫场曲.原因是中心离镜头近,周边离镜头远.一般拍照团体人像,安排成弧型, 就是纠正这一缺点.