說(shuō)起國(guó)內(nèi)鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)廠家主要集中在深圳、福州、廈門(mén)、泉州、長(zhǎng)春、蘭州、河南等地,其中以福州最為集中。目前,福建的鏡頭產(chǎn)量約占國(guó)產(chǎn)鏡頭市場(chǎng)的70%,成為中國(guó)監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭的重要生產(chǎn)基地。經(jīng)過(guò)幾年的迅速成長(zhǎng),中國(guó)鏡頭的出口比例已占到產(chǎn)能的45%以上。
監(jiān)控鏡頭技術(shù)解析
鏡頭是監(jiān)控?cái)z像機(jī)的眼睛,正確選擇鏡頭以及良好的安裝與調(diào)整是清晰成像的第一步。當(dāng)前,1/3"鏡頭是應(yīng)用的主流,自動(dòng)光圈鏡頭銷(xiāo)售量最多,變焦鏡頭是應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)。
1)應(yīng)依據(jù)監(jiān)控?cái)z像機(jī)到被監(jiān)視目標(biāo)的距離,來(lái)選擇定焦鏡頭(FixedFocalLens)的焦距。
從焦距上區(qū)分有短焦距廣角鏡頭、中焦距標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長(zhǎng)焦距遠(yuǎn)鏡頭。鏡頭焦距通常用值來(lái)表示,鏡頭光圈一般用F表示,F(xiàn)取值以鏡頭的焦距/和通光孔徑d的比值來(lái)衡量,F(xiàn)=f/d,每個(gè)鏡頭上均標(biāo)有其最大的F值。
2)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的鏡頭規(guī)格應(yīng)與監(jiān)控?cái)z像機(jī)CCD靶面尺寸(1/2"為6.4hX4.8υ、1/3"為4.8hX3.6υ、1/4"為3.2hX2.4υ)相對(duì)應(yīng)。如果鏡頭尺寸與監(jiān)控?cái)z像機(jī)CCD靶面尺寸不一致時(shí),觀察角度將不符合設(shè)計(jì)要求,或者發(fā)生畫(huà)面在焦點(diǎn)以外等問(wèn)題。
3)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的水平視覺(jué)度數(shù)及垂直視覺(jué)度數(shù)與監(jiān)控?cái)z像機(jī)CCD靶面尺寸hXυ及鏡頭焦距f之間有如下關(guān)系:水平視覺(jué)度數(shù)=2arctan(h/2f);垂直視覺(jué)度數(shù)=2arctan(υ/2f)。
4)鏡頭有自動(dòng)光圈(autoiris)和手動(dòng)光圈(manualiris)之分。自動(dòng)光圈用于被照物光線變化較多場(chǎng)合,手動(dòng)光圈用于被照物光線穩(wěn)定之處。
自動(dòng)光圈鏡頭有二種驅(qū)動(dòng)方式:一類(lèi)為視頻輸入型Videodriver(withAmp),它將一個(gè)視頻信號(hào)及電源從監(jiān)控?cái)z像機(jī)輸送到透鏡來(lái)控制鏡頭上的光圈,這種視頻輸入型鏡頭內(nèi)包含有放大器電路,用以將攝像機(jī)傳來(lái)的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)光圈馬達(dá)的控制,另一類(lèi)稱(chēng)為DC輸入型(DCdrivernoAmp),它利用攝像機(jī)上的直流電壓來(lái)直接控制光圈,這種鏡頭內(nèi)只包含電流計(jì)式光圈馬達(dá),攝像機(jī)內(nèi)沒(méi)有放大器電路。二種驅(qū)動(dòng)方式產(chǎn)品不具可互換性,但現(xiàn)已有通用型自動(dòng)光圈鏡頭推出。
5)監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭安裝有C型和CS型兩種,C型安裝的鏡頭在CCD監(jiān)控?cái)z像機(jī)與鏡頭間多了5mm調(diào)整光圈值的環(huán)。C型安裝的攝像機(jī)可用CS型鏡頭,但CS安裝的監(jiān)控?cái)z像機(jī)不能使用C型鏡頭。Philips公司推出革命性的Wizard鏡頭安裝向?qū)?,保證鏡頭與攝像機(jī)的完全兼容,這使得在任何環(huán)境下都可得到最優(yōu)圖像。
6)變焦鏡頭由于在一個(gè)鏡頭內(nèi)能夠使鏡頭焦距在一定范圍內(nèi)變化,因此可以使被監(jiān)控的目標(biāo)放大或縮小。典型的光學(xué)放大規(guī)格有諸如6~20倍等不同檔次,并以電動(dòng)縮放鏡頭(ZoomLens)應(yīng)用最普遍。按變焦鏡頭參數(shù)可調(diào)整的項(xiàng)目劃分有:
三可變鏡頭——光圈、聚焦、焦距均需人為調(diào)節(jié)。
二可變鏡頭——通常是自動(dòng)光圈鏡頭,而聚焦和焦距需人為調(diào)節(jié)。
單可變鏡頭——一般是自動(dòng)光圈和自動(dòng)聚焦的鏡頭,而焦距需人為調(diào)節(jié)。
7)縮放/變焦鏡頭(VariFocalLens)是變焦鏡頭配合縮放鏡頭功能,焦距連續(xù)可變,可將遠(yuǎn)距離物體放大,又可提供一個(gè)寬廣視景,使監(jiān)視寬度增加。日本Kowa公司提供從1.6~3.4mm的寬角度鏡頭到15.0—300mm的遠(yuǎn)距鏡頭。
8)監(jiān)控?cái)z像機(jī)除傳統(tǒng)的球面鏡頭外,新一代的是非球面鏡頭(AsphericalLens),鏡片研磨的形狀為拋物線、二次曲線、三次曲線或高次曲線,并且在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了鏡頭的相差、色差、球差等校正因素,通常一片非球面鏡片就能達(dá)到多個(gè)球面鏡片矯正像差的效果,因此可以減少鏡片的數(shù)量,使得鏡頭的精度更佳、清晰度更好、色彩還原更為準(zhǔn)確、鏡頭內(nèi)的光線反射得以降低,鏡頭體積也相應(yīng)縮小。非球面鏡頭具有變倍高、物距短、光圈大的特點(diǎn)。變倍高可以簡(jiǎn)化鏡頭的種類(lèi),物距短可以應(yīng)用在近距離監(jiān)控?cái)z像機(jī)的場(chǎng)合,光圈大則可以適應(yīng)光線較暗的場(chǎng)所,因此應(yīng)用領(lǐng)域日漸寬廣。
監(jiān)控鏡頭霧水解決之道
實(shí)際上霧氣水汽等問(wèn)題可以由以下幾種途徑解決:
機(jī)器內(nèi)部出現(xiàn)霧氣:霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結(jié)而成,因冷環(huán)境的強(qiáng)、弱分別凝結(jié)成霜和霧。紅外攝像機(jī)在工作過(guò)程中,尤其是在室內(nèi)的攝像機(jī)常常會(huì)因場(chǎng)館內(nèi)的霧氣或者水汽等原因在防護(hù)罩視窗玻璃上形成霧或霜,導(dǎo)致攝像機(jī)無(wú)法看清物體,直接影響監(jiān)控效果。
各家對(duì)這一問(wèn)題的解決方法也是不一樣的。增加除霜電路、開(kāi)通氣孔、充氮?dú)?、加風(fēng)扇、放干燥劑等等。方法不一樣,做出來(lái)的效果當(dāng)然也不一樣,有的可以解決問(wèn)題,有的還是不能解決問(wèn)題。不過(guò),從最基礎(chǔ)的角度上來(lái)講,嚴(yán)格控制料件的清洗,盡量杜絕揮發(fā)物的存在是很有必要的。例如PCB板不能有殘留助焊劑,遮光膠套采用優(yōu)質(zhì)硅膠材料等。
機(jī)器外部出現(xiàn)霜、霧:攝像機(jī)在濕度大的環(huán)境下工作,防護(hù)罩的視窗玻璃容易出現(xiàn)污垢,造成攝像機(jī)視線遮擋。
解決的辦法:1、在防護(hù)罩上增加雨刷,通過(guò)控制雨刷清潔玻璃。2、使用隱形雨刷視窗玻璃。與普通視窗玻璃相比,隱形雨刷視窗玻璃具有排斥水、灰塵等功能。最后,針對(duì)高濕度情況下,對(duì)于外殼密封的一些要求。
如果紅外防水?dāng)z像機(jī)在北方應(yīng)用的話,機(jī)體內(nèi)外會(huì)產(chǎn)生很大的溫差,前端的鏡片會(huì)出現(xiàn)霧化的現(xiàn)象,因此要求機(jī)器內(nèi)必須具有很好的密封性,防護(hù)罩也要具備很好的防雨水性能?,F(xiàn)階段,大陸技術(shù)在密封性上,存在一定的技術(shù)問(wèn)題,比如外殼的設(shè)計(jì),在接頭和螺絲接口等地方,多是產(chǎn)生漏水的地方。