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CCTV閉路電視監控系統鏡頭剖析及選用指南 (CCTV)

更新日期:	2006/12/01
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【2006-02-07 作者/周天明】

鏡頭是CCTV系統中最重要的一個部件，通常會被看成是CCD攝影機的得力助手，兩者關係密不可分。

鏡頭廠商生產的型號非常多，經過改良的最新鏡頭也不斷推陳出新，像我們現今經常見到的非球型鏡頭就是屬於此類創新產品。它打破了CCTV鏡頭業界的常規，革新了以往生產鏡頭的技術。

一、選用採購注意事項

在設計、選用、採購鏡頭時應該注意以下幾點：

根據實際需要選擇

大家都知道在室內環境中，光線變化不大。一些專業工程商沒有考慮到這點，反而使用了自動光圈鏡頭，由於沒有依據環境來選購設備，造成了設備的過度配置，也浪費成本。

手動光圈的價格與自動光圈的差距很大，若是一批數量可觀的鏡頭時，將會嚴重影響整個工程商競標的總價。

對產品的瞭解

有時工程商的技術人員對鏡頭特性不瞭解，也嚴重影響工程的進行。例如部分錄影機有CCD自動光圈的功能。選用了配有CCD自動光圈功能的錄影機可以在光線變化不大的環境中使用手動光圈鏡頭，節省不少成本，採購時不可不慎。

更有意思的是，目前還有許多工程商無法區分VIDEO視頻驅動自動光圈鏡頭，與DC電流驅動自動光圈鏡頭。即便是選用的錄影機具有VIDEO視頻驅動與DC電流驅動的轉換功能，但由於對產品不夠了解，卻選擇了VIDEO視頻驅動自動光圈的鏡頭來搭配，而不用售價遠低於前者的DC電流驅動式自動光圈鏡頭，結果白白花了許多銀子。

上例提醒了我們，如果採購時對產品若無全面的瞭解，就要付出沉重的代價。

善用工具

視場觀察鏡的主要作用是協助工程師選擇多長焦距的鏡頭。使用時只需使用者用肉眼觀察，然後查看對應視場觀察鏡上的數字即可確定適合的鏡頭。如果沒有這種專用工具，設計CCTV系統時就會遇到困難，只能憑經驗選擇。

當然也有人會說可以使用手動變焦鏡頭，根據視場需要而手動，這確實是一種可行的解決方案，但這種鏡頭的售價相對於固定焦距鏡頭就貴了不少。

如果此時使用視場觀察鏡的話，將能精確的計算出所需焦距的鏡頭規格，而這種定焦鏡頭的售價遠遠低於手動變焦鏡頭。因此，不論站在用戶或工程商的立場，都希望能夠透過專業的工具，有效合理的降低成本和追求商業利潤。

二、IR鏡頭風潮

潮流性這個詞並不是最近才出現的，同樣地CCTV這個行業也存在著潮流性。我們仔細觀察會發現，工程商在器材選購上有跟風的習慣。

就拿鏡頭來說，我們都知道最近流行使用IR鏡頭，這種鏡頭確實能夠解決在夜間環境下的監視需要，但這並不意味著就應大量使用這種 IR 鏡頭。

首先，這類鏡頭的價格遠非普通鏡頭可比。從性價比上來說，其生產成本以及生產技術都比普通鏡頭高很多。

其次由於IR鏡頭目前生產的技術尚屬商業機密，透明度不高。雖然能夠達到一定的紅外線功能，但同時也可能會犧牲光學上的效益。所以在選用鏡頭時，實用性遠比潮流性來得更重要。

三、安裝時注意事項

聚焦的工作空間

當在安裝電動光學鏡頭時，工程師通常會犯下一個非常嚴重的錯誤。

熟悉電動光學鏡頭特性的工程師知道，當操作相關控制設備對電動三可變或電動兩可變鏡頭進行控制時，電動鏡頭的結構元件必定會有相應的反應產生。

例如：當人為操作控制設備裝置對電動鏡頭的變焦功能進行控制時，鏡頭內部的光學元件會產生一個伸縮往復的動作。

從鏡頭的光學取景視窗往錄影機CCD方向看去，就知道鏡頭正在進行變焦功能。從視頻圖像畫面大與小的變化上判斷，可以認為這是一幅視頻圖像正在進行廣角與長焦特景操作的過程。

從上面描述的過程可看出，電動鏡頭的變焦控制過程導致鏡頭內部光學元件變化。整個過程中鏡頭外部結構並沒有與內部結構一起發生變化，也沒有導致鏡頭的整體長度與寬度等指標參數發生變化。

由於變焦操作過程並沒有導致鏡頭外部變化，需要在這裡思考一個問題；電動鏡頭的聚焦操作過程是否與變焦過程一樣，會不會導致鏡頭外部結構變化。答案是剛好相反！對電動鏡頭聚焦的操作將導致外部結構體劇烈變化。

一般來說，不管對三可變或兩可變鏡頭的任何操作，其需遵循的操作次序必定是先進行變焦操作，接著再進行聚焦操作。當聚焦操作時，整個鏡體的結構變化將出現在外部結構上，而不與變焦操作過程一樣。因內部光學元件往復運動導致了鏡頭內部結構發生變化。

在這裡需要特別說明的是，其實鏡頭內部結構發生的變化促使了電動鏡頭聚焦操作的過程實現，只不過與變焦的操作是由鏡頭內部光學元件往復運動過程實現不同而已，聚焦過程是通過鏡頭前部取景部位的特殊光學部件進行往復運動過程。這個過程也就是我們經常提到的鏡頭前取景部件拉近與推遠的操作過程，該過程將使鏡頭前取景部位產生長或短的變化，最終導致了整個鏡頭外部結構體長度發生變化。

在各廠商鏡頭產品的內部電機極性不盡相同，或各工程師鏡頭電機極性接線不相同時，使鏡頭在聚焦過程中；當視頻圖像畫面在精確完成變焦動作後。接著需要聚焦動作為拉近時，此時鏡頭將會伸出或收縮一部分長度（鏡頭電機極性使能造成）。

最後當需要聚焦動作為推遠時，此時鏡頭將同樣會與上面描述過程一樣，推出一部分長度或收縮一部分長度。

當該鏡頭攝影組合體（電動鏡頭與攝影機連體組合）在無任何防護罩的環境中使用時，或許問題將不會發生。相反地，如果將鏡頭攝影組合體裝入防護罩時，由於考慮不周或一些技術上的問題，會使得不熟悉電動鏡頭特性的工程師不會想到應該給鏡頭前部取景鏡面與防護罩取景視窗面之間留下充分預聚焦動作所需工作間隔。

熟練的工程師會根據目測鏡頭前部取景鏡面與防護罩取景窗口之間所需的間隔，保證鏡頭在聚焦動作時取景部位與防護罩的玻璃不發生碰撞，以免損壞鏡頭聚焦電機。相反地，如遇到不熟悉鏡頭功能結構的工程師就有可能將鏡頭取景面直接頂住防護罩的玻璃面，犧牲了聚焦操作過程應付予的距離，間接導致了鏡頭電機的損壞。

但有時資深的工程師也會犯下錯誤，那就是對鏡頭應保留的工作距離值估計不足。如遇到該類問題時該怎麼辦？

較好的辦法是：在將鏡頭等攝影裝置安裝到現場前，先在機房裡搭建起一個調試工作台，將鏡頭裝配進防護罩裡並連接好相關控制電纜，通過手動操作控制設備驅動控制鏡頭進行左右兩個深度的聚焦嘗試性操作，至底時目測並應該保留出聚焦工作距離，從而即可保證鏡頭的正常工作。

第二種方法是：手動旋轉鏡頭聚焦取景部位，分別在左右兩個方向上旋轉到最低的位置為止。這時即可精確計算出應該預留的聚焦距離。要注意手動旋轉聚焦取部位時旋轉力度應盡可能的小，以不傷到鏡頭內結構部件為主。

除此之外，所需預留的聚焦距離不能過長，過長容易造成鏡頭的光通量特性，影響鏡頭的成像效果。鏡頭與攝影機組合為一體時，必定是要與防護罩的攝影機安裝托板連接的，而安裝托板又要與防護罩進行連接。過去生產廠商在這部分設計時是為其預留下四個螺絲孔，通過這些孔即可讓安裝托板與防護罩緊密接合，也間接的將鏡頭與攝影機共同連接到防護罩了。

此外，在進行上面的工作時必需要將四個螺絲全部鎖好。大家都知道一個問題，通常雲台承載著防護罩，其垂直方向上與水平線上一定會成一個夾角，換句話說，雲台工作時是保持著一定的低頭姿態，鏡頭與攝影機組合體的重量將全部集中到鏡頭這一端方向上。

如果在安裝時不將所有螺絲拴好，那麼日後就會造成螺杆的鬆動，進而造成安裝托板滑動，使鏡頭直接頂住防護罩玻璃面，就會損壞鏡頭。

從以往的工作經驗中發現，在安裝電動鏡頭時常常出現一些問題。例如，為使電動鏡頭能與控制器的控制電纜連接，通常採用的安裝程序就是將電纜剝接完畢後用絕緣膠布包好，更慎重的話會在金屬裸露處鍍錫焊接好。當遇到問題時，就有必要使用航空對接頭這種安裝附件，它非常方便，雖然購買這類低成本的安裝附件會需要額外付費，但如果與日後維護成本相比，可以說是小巫見大巫。

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