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电动变焦镜头原理及应用分析

时间:2019-07-20     

电动变倍镜头是指采用电动马达,集成控制卡,控制软件对镜头的放大倍数进行调整,并且可以通过观察电脑实时画面达到齐焦,获得最清晰画面的一种新型镜头,该镜头具有自动报警保护功能,有效保护镜头避免出现机械故障。

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基本定义

  电动变倍镜头中有两种类型的镜头,一种是二可变镜头;另一种是三可变镜头。二可变镜头是指焦距(f)、聚焦(Fcous)均通过马达驱动变化,而光圈(IRIS)通过摄像机驱动信号自动控制,即自动光圈。三可变是指焦距、聚焦、光圈三个参数均通过电动马达驱动变化,所以一般来讲二可变镜头性能略好于三可变镜头,价位略高。

  常见的镜头种类有手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头。

  1、手动/自动光圈定焦镜头;

  手动光圈镜头:所需监视的环境照度变化不大,如室内。

  自动光圈镜头:所需监视的环境照度变化大,如室外。

  定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种,适用范围如下:广角镜头:监视的角度较宽,距离较近。

  标准镜头:监视的角度和距离适中。

  2、自动光圈变焦镜头

  (1)变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头,另一种分法是:手动变焦和电动变焦(电动光圈和自动光圈)两种。

  (2)变焦镜头在规则上可以划分为:1/3〃、1/2〃和1〃等。

  (3)选择变焦镜头的原则是:镜头的规格不应小于摄像机的规格,也就是说1/2〃的镜头可以与1/3〃的摄像机一起使用,但是1/3〃的镜头就不能够在1/2〃的摄像机上使用。

  常见问题

  电动变焦镜头是指采用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。

  众所周知,电动变焦镜头多用于室外环境,当然机器视觉领域也是主要的应用领域。而由于我国幅员辽阔,横跨多个气候带,必然受到许多自然环境的限制,如雾气、高温或低温等。而长焦距镜头的应用,如常规解码器、云台精度等已无法满足日益苛刻的要求,同时,焦距的增长也使得控制聚焦成为操作人员工作中的一个主要操作手段。另外,尽管摄像机的功能日益丰富,但其仍然无法在环境变化频繁的地区实现灵活的设置。

  常见的电动变焦镜头在使用中会遇到一些无法避免的问题:

  1、由于长焦镜头多使用在全天候监控环境中,自动光圈技术的应用是必不可少的。随之而来的问题是景深随光圈的调整不断变化,尤其是夜晚光圈全部打开,使得白天可以清晰观察到的物体在此时可能会变得模糊。

 2、另外,长焦镜头给我们带来了更加广泛的观测场景,在同一个画面中,可能会同时出现近、中、远景目标同时出现的情况,我们需要对不同距离的目标进行监控。通常监控人员需要做的是不断的对镜头进行聚焦,以达到理想的观察效果。

  电动变焦镜头的应用场所

  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,而且一般都会覆盖比较大的焦距范围。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。随着安防行业的不断发展和完善,以及国家对基础设施投入的加大,像城市治安、高速公路、铁路、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非常大的增长。

  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。中国也有个别的厂商生产电动变焦镜头,基本上都是由原来的军工企业或者是光学研究所转过来的,由于生产电动变焦镜头,受到设计,产品原材料,关键技术等多方面的影响,中国的企业虽然有很好的设计,但由于受其他条件所限,能够生产并销售的,事实上非常少,且效果不佳,当然也有甚者,干脆只做仿日本品牌的假冒产品,其质量就更加不敢恭维了。



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