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摄像机视场角、拍摄范围与镜头、CCD的关系

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发表时间:2015-06-02 08:30

摄像机视场角、拍摄范围与镜头、CCD的关系


摄像机拍摄的视角与镜头的毫米数、CCD的尺寸大小密不可分,下表为镜头毫米数与搭配的CCD拍摄视角的对应关系,可供大家参考:

镜头焦距

搭配1/3" CCD

搭配1/4" CCD

二者的角度差异

2.8 mm

89.9°

75.6°

14.3°

3.6 mm

75.7 °

62.2°

13.5°

4 mm

69.9 °

57.0°

12.9°

6 mm

50.0 °

39.8°

10.2°

8 mm

38.5 °

30.4°

8.1°

12 mm

26.2 °

20.5°

5.7°

16 mm

19.8 °

15.4°

4.4°

25 mm

10.6 °

8.3°

2.3°

60 mm

5.3 °

4.1°

1.2°




1/3" CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所示:

镜头焦距
(毫米数)

距离5米
(宽×高)

距离10米
(宽×高)

距离15米
(宽×高)

距离20米
(宽×高)

距离30米
(宽×高)

2.8mm

13×9.8米

26×19.5米

39×29.3米

52×39米

78×58.5米

3.6mm

8.5×6.4米

17×12.8米

25.5×19米

34×25.5米

51×38.3米

4mm

8×6米

16×12米

24×18米

32×24米

48×36米

6mm

5.5×4.1米

11×8.3米

16.5×12.4米

22×16.5米

33×24.8米

8mm

3.5×2.6米

7×5.3米

10.5×7.9米

14×10.5米

21×15.8米

12mm

2×1.5米

4×3米

6××4.5米

8×6米

12×9米

16mm

1.5×1.1米

3×2.3米

4.5×3.4米

6×4.5米

9×6.8米

25mm

1.3×1米

2.5×1.9米

3.8×2.9米

5×3.8米

7.5×5.6米

60mm

0.5×0.4米

1×0.75米

1.5×1.1米

2×1.5米

3×2.3米



备注:同样毫米数的镜头搭配1/4"的CCD芯片拍摄的范围和角度稍微窄一点,但是拍摄画面中的物体看起来要大一点.表中的数据为水平方向的视场角度,如果摄像机装在高处往低处监看时,视场角和拍摄范围要稍微大一些,但拍摄画面中的物体要稍微小一点.

線材製作及BNC接頭

基本上來說,目前市面已有販售製作好BNC接頭的RG58纜線;但考量為使大家熟悉這項技術,故於此作詳細介紹。自行製作成本亦可降低,且對於長度較能隨實際需求來調整。

工具與材料略述:

壓線工具 -

用來固定同軸電纜連接外部的金屬套統,需注意壓線時尋找壓線器上適合的規格以避免鬆脫。另壓線器上有一小孔其用途為固定BNC連接頭中的探針。

剝線器 -

纜線外皮的剝去工具,雖可整齊剝去外皮,但請留意;勿將第三層編織狀的金屬包覆剝起割斷(可用其它工具代之例斜口鉗、刀片)。

三用電表 -

於製作完成的測量工具,測量時需將指標刻度旋轉到歐姆計數,作測量。

製作BNC接頭所需器材

壓線工具

 三用電表


BNC接頭

剝線器

三種測量方式:

1、測量纜線兩端銅心、BNC金屬外殼,確定通路狀態。

2、纜線一端加上終端電阻後,阻抗值應該是50歐姆左右。

3、纜線兩端加上終端電阻後,阻抗值應該是25歐姆左右。

若以上三種測量通過,則為正常狀態。

斜口鉗 - 輔助工具。

BNG接頭 - 有三個組件:

1、探針:用來連接RG58纜線中心的銅線。

2、BNC接頭:與其它相同規格接頭連接。

3、金屬套統:固定RG58纜線與BNC接頭。

工欲善其事,必先利其器。在準備工具完成及了解其用途後,即將開始製造的過程,接下來步入主題,介紹製作細節。

1、去除外皮 - 將RG58纜線放入剝線器的夾口,請注意纜線需略突出剝線器夾口,剝線後的長度才較合適。(也可使用其它工具代之),勿將編織狀的金屬包覆層剝起。

使用剝線器去除外皮

使用斜口鉗去除內層的塑膠皮

2、去除絕緣層 - 使用斜口鉗剪下探針可插入中心銅線的長度即可,不要剪下太長避免銅線與金屬包覆層的短路。

3、套上探針 - 將中心銅線束緊,套上探針,使用壓線器上最小孔,讓探針緊密固定在銅線上。

套上探針

使用壓線器將探針壓緊

4、接上BNC接頭 - 先套入金屬套統,並插入BNC接頭,再將套統往前推。請注意,RG58纜線外層編織狀的金屬網必須在BNC接頭外,並在套統之內。使用壓線器較小的圓孔壓緊金屬套統,使BNC接頭可以緊密固定在RG58纜線上。一端完成後接上另一端,隨即製作完成。

插入BNC接頭

使用壓線器壓緊 BNC接頭

5、測量線路有無正常 -


完成圖

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如何測量線路

有以下三項步驟,均需通過;才可與其它電腦連結:

1、中心對中心(通)-使用三用電表的兩支探針,接觸纜線兩頭銅心,歐姆指針跳至最大值,即電流相通,則為通路代表正常。若測量為電流不相通,可能原因為,纜線中心銅線斷裂,此時必需直接更換纜線。或兩端的BNC接頭,其中有製作不良品,此時只能先將一端BNC接頭重新製作,測試後若為通路,則另一端勿需重新製作,反之則需重新製作。

中心對中心(通)

外圍對外圍(通

2、外圍對外圍(通)-使用三用電表的兩支探針,接觸兩個BNC接頭外層的金屬,應呈現通路狀態。若測量為電流不相通,可能原因為,纜線外圍編織狀金屬網發生斷裂,只有更換纜線。或者BNC接頭製作不良,則必需重新製作BNC接頭,如第一點中的說明。

3、中心對外圍(不通)- 此測量為確保纜線中心與外層金屬網並未短路。測量時將三用電表的探針,一端與BNC接頭之銅線接觸,一端與外圍金屬(即編織狀的金屬網),應呈斷路狀態。若測量為通路狀態,可能原因為,纜線斷裂導至中心銅線與金屬網接觸,必需更換纜線。或BNC接頭製作不良,情重新製作。

中心對外圍(不通)

接上Terminator測阻抗

4、Terminator測阻抗(終端電阻 50歐姆)- 於纜線一端上先裝上T型頭與Terminator,調整三用電表到歐姆計數,再將電表兩條接線的一端與BNC的中心接觸,另一端與BNC的外部接觸,此時正確阻抗值應為50歐姆。纜線另一端亦裝上T型頭與Terminator,在中間的T型頭中測量阻抗,此時正確阻抗值應為25歐姆,此項測試主要目地為測量傳輸品質,可容許少許阻抗誤差。終端電阻(Terminator)的安裝是用來吸收,每次電腦送出的電子訊號,以便使纜線可在接收另一訊號的傳輸。

摄像机选购技巧:

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. 分辨率的选择
  评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380-480,其数值越大成像越清晰。一般的监视场合,用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合,用600线的摄像机能得到更清晰的图像。

4. 成像灵敏度
 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯),彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合;在夜间使用或环境光线较弱时,推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关,0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1. 4。 参考环境照度:夏日阳光下 100000Lux 、阴天室外 10000Lux、电视台演播室 1000Lux 、距60W台灯60cm桌面 300Lux 、室内曰光灯 100Lux 、黄昏室内 10Lux、20cm处烛光 10-15Lux 、夜间路灯 0.1Lux

5. 电子快门   
电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间,摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式,可根据环境的亮暗自动调节快门时间,得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间,以适应某些特殊应用场合。

6. 外同步与外触发
 外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步,它可保证不同的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步,需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像,要实现这种功能,必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。

7. 光谱响应特性
  CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm),分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时,可以用近红外灯照明,人眼看不清环境情况,在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。

8. CCD芯片的尺寸  
 CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等,成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。 芯片规格 成像面大小(宽X高) 对角线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm