永兴感知技术论坛

标题: CCTV闭路电视监控系统镜头介绍及选用 [打印本页]

作者: admin 时间: 2018-9-12 16:32
标题: CCTV闭路电视监控系统镜头介绍及选用
镜头是CCTV系统中最重要的一个部件，通常会被看成是摄像机CCD光学藕合成像器件的得力助手，两者关系密不可分。镜头生产厂商的各类型号种类非常之多，其经过改良蕴涵新生命力的最新功能的特殊要求镜头不断推陈出新。像我们现今经常可以看到或接触的非球面镜头就是属于此类创新性的产品。它打破了CCTV镜头业界的常规，革新了以往镜头传统生产制造工艺。由于CCTV用途镜头种类非常之多，在这就不对其进行详细叙述了。有兴趣的读者可以查阅一下各生产厂商的相关资料，相信在那里会有更多详尽甚至于更专业的论述。下面非常多的文章篇幅将会从采购注意事项以及安装注意事项这两个话题来进行描述与探讨。
　　选用采购注意事项
　　在设计、选用、采购镜头时应该注意以下几点：
　　根据实际需要的选择
　　有时走到一个公共场所，每每看到一个摄像监视点时会发现些奇异的特殊现象，那就是镜头设计选型不合理时留下来的后遗症。大家都知道往往在一些室内环境建筑物中，其光线变化并非非常大。遇到这种情况，系统所需的工作环境就应是严格按其所需来搭配或配置相关器材设备。
　　可是在随处可见的任何CCTV工程，哪怕是大型重点的工程，问题还是不断被暴露出来。其专业水准较高的工程承包商都会犯些低级错误，那就是并没有严格依据环境因素来选配设备。经常可看到的是在室内光线变化并不非常大的环境中使用了自动光圈镜头，造成了设备的过度配置，最终造成了工程建设资金的浪费。
　　同时也带来一些其它问题，例如：更容易导致工程承包商在进行商业投标活动时的失败。大家都知道手动光圈的售价与自动光圈售价之间的差距是非常大的，或许一个镜头的差价并不会对整个工程报价造成多大影响，可如果要面对的是一批数量可观的镜头时，仔细想一下，看这是否会严重影响到整个工程商务竞标总价这部分，而往往甲方业主关注度最多的恰恰正是商务标的唱标结果和得分顺序。
　　对产品的了解
　　有时工程商的有关技术人员对镜头技术特性的不熟悉甚至于不了解，也将严重地影响着方方面面。例如：大家都知道有厂商通常喜欢推陈出新出不少新功能的产品。就拿摄像机的某些功能来讲，部分摄像机会有一项CCD自动光圈的功能。通过选用这种功能的摄像机，可以在采购镜头方面节省下不少因购买自动光圈而需额外支付的费用。选用了具有CCD自动光圈功能的摄像机，可以在其光线变化并不非常大的环境中搭配使用手动光圈镜头，从而能够从中节省不少资金。如果能够算清楚这笔帐的话，你能够发现这个资金的数字是非常惊人的。
由于人的主观因素经常容易忽略掉这个精细之处，目前国内还有许多工程商还没有认识到这方面的绝妙。所选用的摄像机是具有CCD自动光圈功能的，而镜头也就胡里胡涂给配上自动光圈类型的，造成了设备功能极大程度的闲置浪费，无形中人为降低了工程利润率。
　　更有意思的是，目前还有许多工程商不能够正确区分VIDEO视频驱动自动光圈镜头与DC电流驱动自动光圈镜头之间的差别所在。明明所选用的摄像机具有VIDEO视频驱动与DC电流驱动转换功能，而选用镜头时却会去选用VIDEO视频驱动自动光圈的镜头，却不选用售价远低于前者的DC电流驱动式自动光圈镜头。代价是显而易见的，结果是你必须要支付更多的钞票来弥补这种过失。从上面所列举的内容，我们感受到工程师们对产品必需要全面细致的了解。如若不然，则要付出沉重的代价，并会由此拖累影响到企业商业利润的增长。善用专用工具
　　在平时我们能够发现一些CCTV行业里比较奇怪的现象。许多工程商们不乐于购买专用工具，而对于一些常用工具却不管从数量上还是质量上能够一步到位。而同时也会有部分工程商，并不对专用工具产生任何兴趣，认为买专用工具需要花费非常多的资金，而这些资金将由工程的利润率中扣除，代价是很大的。并且认为专用工具并不能带来任何经济效益。其实认真看来，我们能发现这些想法是错误的。如购买使用了专用工具亦会给企业带来巨大的经济效益。下面以实际选择为例，来证明这个说法的正确性。
　　我们都知道许多镜头生产厂商们都生产一种视场观察镜的专用工具。这种视场观察镜的主要作用是帮助CCTV工程师们如何确定选择多长焦距的镜头。使用时只需使用者利用操作视场观察镜用肉眼观察到理想监视的视角范围，然后通过查看相对应视场观察镜上的数字即可确定选用一定焦距的理想镜头。
　　如果没有这种专用工具，我们在设计CCTV系统时就会遇到困难，我们必需要凭借相关经验来确定选用多大焦距的镜头。而往往在经验与实际环境需求发生矛盾时，就必需要经常尝试着更换不同焦距的镜头以满足正常监视的需要。
　　当然也有人会说我可以使用手动三可变镜头！焦距是可以根据视场需要而手动调节的。确实这可能会是一种很好的解决方案，能够解决许多问题，从目前趋势上来看，这种类型的镜头在市场上是越来越多了。可我们必需要看到的是这种镜头的售价相对于固定焦距镜头（也就是定焦焦距镜头）来讲也是异常昂贵的。
　　在部分使用环境中，我们可以看到选用的这种镜头（手动三可变镜头）的可变焦距范围功能操作使用并非非常频繁。恰恰相反，往往视场角度调整只需进行一次。产品售价在这种产品身上被其淡化甚至是模糊化。如果此时使用专用工具的视场观察镜的话，将能精确的计算出所需焦距（定焦）的镜头规格，而这种定焦镜头的售价却远远低于上面提到的手动三可变镜头。如果能从深处思考的话，会发现不论站在用户的立场角度还是站在工程商的立场角度，能够合理有效的降低投资成本和最大程度追求商业利润这两个目标是用户业主与工程商们所共同期望的。当然这两者之间本质也并不发生矛盾与冲突。
潮流性
　　潮流性这个词并不是新近才出现的，我们通常能从服装行业中听到这个词。同样我们的CCTV行业也存在着潮流性。仔细看一下我们的工程商，会发现比较喜欢在器材选择方面养成跟风的习惯，对选用原则性方面拿捏不准。就拿镜头选用方面来讲，我们都知道最近比较流行使用IR红外镜头，这种镜头确实能够一定程度地解决夜间环境下正常监视的需要。但需要说明的是这并不意味着在规划设计一个系统时就应全面大规模的使用这种IR镜头，业界都有一种不成规则性的论点,矛与盾两者的关系都是客观存在着的。
　　同样IR镜头作为划时代的革新产品在其各方面同时也存在着矛与盾的对立。首先是售价，这类镜头价格远非普通镜头可类比。从性价比上来讲其生产成本以及生产工艺都要比普通镜头偏高，所以售价提升有时是再所难免的。其次由于IR镜头目前生产技术手段还属于商业机密，可以说是并非具有一定的透明度。虽然能够达到一定的IR功能，但同时我们也有必要认识到一点，那就是要达到IR功能则可能会牺牲光学上的一部分特性。所以在选用镜头时，其实用性远比潮流性来得更重要。当然投资者的观点立场也是需要了解和尊重的，或许思想工作者正是镜头生产厂家。安装时注意事项
　　聚焦的工作空间
　　当电动光学镜头在安装时，工程师们通常会犯下一个非常严重的错误。甚至于是对于精通CCTV系统的资深工程师们来讲这个问题也是经常被其忽略的。安装电动光学镜头时经常会遇到这样的问题，可众多厂商们同样也忽视这种问题存在。翻遍许多产品手册，到今日为止似乎没有一家厂家能够关注这个必须需要关注的问题。相关CCTV书籍或杂志上也看不到或多或少的介绍此类问题的文字章节。通常就是在这种大的行业特定思路下，CCTV工程师们对此类问题技术特性知之甚少从而导致了许多问题的发生。工程师们为此付出的代价是沉重的，并且从许多工程实例上看到，还是有许多这种问题正在暴露或隐患存在。或许对大家来讲这确实是个令人感兴趣的话题，下面就让我们来具体分析一下该问题。
　　熟悉电动光学镜头特性的工程师们知道，当操作相关控制设备对电动三可变或电动两可变镜头进行控制时，其电动镜头的结构组件必定会有相应的动作产生。例如：当人为使用操作控制设备装置对电动镜头的变焦功能进行控制驱动时，其镜头内部的光学组件会产生一个伸缩往复的动作。人用眼睛从镜头的光学取景窗口往摄像机CCD方向看过去，就知道其实这个镜头正在进行变焦功能的执行。从视频图像画面大与小变化上判断，可以认为这是一幅视频图像画面正在进行广角与长焦特景操作的过程。从上面描述的变焦过程可看出，电动镜头的变焦控制操作过程导致的是镜头内部光学组件体的趋势变化。整个过程中镜头外部结构体并没有与内部结构体一样发生趋势变化，也没有导致镜头的整体长度与宽度等指标参数发生变化。
上面我们已讲过变焦操作过程并没有导致镜头外部结构体的变化，在这里需要思考的一个问题是：电动镜头的聚焦操作过程是否与变焦过程一样，不会导致镜头外部结构体的趋势变化。然而正确的回答恰恰相反！对电动镜头聚焦的操作将导致外部结构体的趋势剧烈的变化。通常来讲，不管对三可变或两可变镜头的任何一项功能操作，其需遵循的操作次序必定是先进行变焦操作，接着再进行聚焦操作。当聚焦操作时整个镜体的结构体趋势变化部分将出现在外部结构体上，而不与变焦操作过程一样。因内部光学组件体往复运动而导致了镜头内部结构体发生了变化。
　　在这里需要特别说明的是，如果严格区分定义的话。其实镜头内部结构体发生的趋势变化促使了电动镜头聚焦操作的过程实现，只不过与变焦的操作是由镜头内部光学组件体往复运动过程实现不同而已，聚焦过程的实现是通过镜头前部取景部位的特殊光学部件进行往复运动过程。这个过程也就是我们经常提及到的镜头前取景部件拉近与推远的操作过程，该过程将使镜头前取景部位产生长或短的变化，从而最终导致了整个镜头外部结构体长度发生趋势变化。
　　在各厂商生产的镜头产品的内部电机极性不尽相同或各工程师对镜头电机极性接线不尽相同的时侯，镜头在聚焦过程中，当视频图像画面在精确变焦动作完毕后，接着需要聚焦动作为拉近时，此时镜头将会推伸出一部份长度或收缩进一部分长度（镜头电机极性造成）。最后当需要聚焦动作为推远时，此时镜头将同样会与上面描述过程一样，推伸出一部份长度或收缩进一部分长度。当该镜头摄像组合体（电动镜头与摄像机连体组合）在无任何防护罩的环境中使用时，或许相关问题将不会发生。相反如果将镜头摄像组合体装入防护罩内时，由于考虑不周或关注不够而导致的技术上问题将接踵而来。不熟悉电动镜头特性的工程师将不会想到或考虑不到应该给镜头前部取景镜面与防护罩取景窗口面之间充分预留下聚焦动作所需工作间隔空间（距离）。熟练的工程师将会根据目测镜头前部取景镜面与防护罩取景窗口面之间所需的间隔空间（距离），保证镜头在聚焦动作时取景部位与防护罩的玻璃不发生碰撞并顶住，从而保证了镜头聚焦电机不损坏。相反如遇到不熟悉镜头功能结构的工程师对这个问题可能就不能够有清晰正确的安装思路了，而是将镜头取景面直接顶住防护罩的玻璃面，牺牲了聚焦操作过程应付予的距离，间接地导致了镜头电机的损坏。同样有时熟练资深的工程师也会犯下低级的错误，那就是对镜头应享受的工作距离值目测估计不足。如遇到该类问题时该如何办呢？
较好的第一种方法是：将镜头等摄像装置在安装到现场前，先在机房里搭建起一个调试工作台，将镜头装配进防护罩里并连接好相关控制电缆，通过手动操作控制设备驱动镜头进行左右两个深度的聚焦尝试性操作，至底时目测并保留出聚焦工作空间（距离），从而即可保证镜头的正常工作。第二种方法是：手动旋转镜头聚焦取景部位，各分别在左右两个方向上旋转至底不可调位置为止；这时即可精确地计算出应该预留的聚焦工作距离。在这里需要注意的是，手动旋转聚焦取部位时，旋转力度应尽可能地小，以保证不伤及到镜头内结构部件为主。
　　除此之外，还需注意的问题是所需预留的聚焦工作距离不能过长，太长了的话对于镜头来讲也是最致命的。过长容易妨碍镜头的光通量特性，影响到镜头的成像效果。同样这里还想说的问题是：镜头与摄像机组合为一体时，其必定是要与防护罩的摄像机安装托板连接的，而安装托板又要与防护罩进行连接。以往众生产厂家在这个部分设计考虑时是为其预留下四个螺丝孔，通过这些螺丝孔即可让安装托板与防护罩进行紧密连接组合，同时也间接地将镜头与摄像机共同连接固定到防护罩上。
　　需要注意的是，在进行上面的工作时必需要认真将四个螺丝全部拧上锁定好。大家都知道一个问题，通常云台承载着防护罩在工作时，其垂直方向上与水平线上一定会成一个夹角，换句话来讲也就是说云台工作时是时常保持着一定的低头姿态的，镜头与摄像机组合体的重量将全部集中到镜头这一端方向上。如果在安装工艺上偷懒，不将所有螺丝拴好，时间一长那就会造成螺杆的松动，从而造成安装托板顺力滑动造成镜头直接顶住防护罩玻璃面，使镜头没有了聚焦工作距离引起镜头的损坏。
　　航空对接头的使用
　　通过对以往的工作经验总结发现，国内工程商好像对工程施工附件的运用并不产生兴趣。例如在安装电动镜头时就常常出现这类现象，为使电动镜头能与控制器的控制电缆能够相互连接，采用的安装工序比较简单，往往就是将电缆剥接完毕后使用绝缘胶布包好。当然遇到工作认真点的工程师则会在金属裸露处镀锡焊接好。当镜头发生故障或需更换时麻烦就随之而来，我想就不必再另作文字描述了。当我们遇到这些问题时，就有必要使用航空对接头这种安装附件，它能够给我们带来非常大的方便性，虽然购买这类低成本的安装附件会需要额外掏出点小钱，但如果与日后维护成本所付出的大钱来讲可以说是小巫见大巫。
　　结语
　　镜头的技术含量是比较高的，有效并具有针对性的选择使用合适的镜头对CCTV系统设计来说就变得至关重要。由于涉及文章篇幅所限，所以仅列出几点比较重要的话题分析说明一下。相信对镜头感兴趣的同仁会是一次探讨过程，同样更希望能与有逆向思维的同仁一起获得共鸣。同时希望这部分章节对您选用、设计、安装镜头能够起到辅助作用。

欢迎光临永兴感知技术论坛 (http://bbs.yxsensing.net/)