监控安防基础知识：视频监控系统的镜头详解

　　一、镜头

　　1.焦距

　　焦距，指平行光从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。

　　焦距与镜头的视角成反比，一般来说镜头的焦距越短，视场角度就越大，但视场距离也越近，镜头的焦距越长，视场角就越小，但视场距离也随之变远。

　　通常镜头有定焦镜头和边角镜头两种，定焦镜头指镜头的焦距是固定的，变焦镜头的焦距是可以手动或机械调焦的。

　　对于我们通常说的变焦，这里需要注意一点，通常说的变焦方式有两种，光学变焦和电子变焦，光学变焦是物理镜头焦距的变化，而电子变焦只是对视频图像画面的放大。

　　2.视场角

　　镜头的视场角，是指以镜头的焦点为顶点，以被测目标的物象可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角。视场角越大，视野就越大。

　　焦距与视场角成反比，即焦距越大，视场角越小，反之视场角越大。

　　3.光圈

　　光圈是控制镜头进光量的装置，光圈越大，进光量就越充足，摄像机就可以更好的成像。

　　对于光圈，我们通常通过F值来衡量。光圈系数(F)=光圈直径/焦距

　　以光圈1.0为初始值有如下的关系：

　　F1.0、F1.4、F2.0、F2.8、F4.0、F5.6、F8.0、F11、F16、F22、F32、F44、F64等相邻之间的进光量是成倍数关系。

　　我们平时接触的夜视全彩摄像机，成像效果好的，镜头一般都是F1.0的，配合高灵敏度感光元件，才会呈现出优质的夜视全彩图像。这也是为什么有的夜视全彩摄像机(不用F1.0镜头)，尽管看起来补光灯很多，但夜视全彩效果仍然不理想的一个主要原因。

　　4.景深

　　景深，是指从景物到镜头之间，在一个较大的范围内均可以对焦。景深较浅可以清晰对焦范围就小。

　　光圈、镜头、及镜头到拍摄物的距离是影响景深的重要因素。光圈、镜头、及拍摄物的距离是影响景深的重要因素：

　　(1)光圈越大(光圈值f越小)景深越浅，光圈越小(光圈值f越大)景深越深。

　　(2)镜头焦距越长景深越浅、反之景深越深。

　　(3)主体越近，景深越浅，主体越远，景深越深。

　　二、感光元件

　　感光元件，是摄像机的核心传感器件。感光元件在摄像机中将光信号转换为图像电信号，有互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器与电耦合器件(CCD)两种。

　　1.CCD和CMOS

　　CCD称为电荷耦合器件，是一种把信息转化为电荷包形式，并进行存储、转移的器件。CMOS传感器是利用硅和锗两种元素做成的半导体，通过CMOS上带正电和负电的晶体管来实现基本功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

　　2.二者比较

　　CMOS和CCD两者间的差异主要体现在灵敏度、成本、分辨率、功耗等几个方面。

　　(1)在像素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

　　(2)CCD传感器的成本比CMOS传感器高。

　　(3)相同尺寸的CCD传感器分辨通常优于CMOS传感器。

　　(4)与CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声更大，在低照度环境和信噪处理方面存在不足。

　　(5)CCD的功耗远高于CMOS。

　　当前流行的夜视全彩摄像机，大都选用灵敏度高的CCD传感器。