cookieOptions = {...}; ‧ 10 分鐘了解安全監控原廠供應商沒說的事- 鏡頭篇 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2015年3月9日 星期一

                                                                                                                           CDOUBLES  群洲電子

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談到安全監控系統中的主角-鏡頭,首先我們必須了解它有多重要?,舉例來說:如果一個2MP的攝影機,搭配一個VGA ( 640x480 )解析度的鏡頭,那螢幕上所能呈現的最高畫質,頂多也只能顯示VGA解析度而已,這說明製造一台優質攝影機,除了需要好的攝像晶片外,選擇一顆好的鏡頭搭配,才是真正重要的思維。

那應當如何選擇一顆好的鏡頭呢?在這邊我們就不再贅述鏡頭光學架構,而是希望工程商從了解鏡頭特性後,可以選擇出真正屬於您要的安全監控產品,綜觀鏡頭特性如下:

Smart Camera
5mm的套環 圖片來源www.isgchips.com

一、 依鏡頭接口型式:
可分為C MountCS Mount兩種,兩者主要差異在於C MountCS Mount焦點距離多5mm,於是必須套上所謂攝影機套環,但因目前市場鏡頭座主流為CS Mount,因此許多原廠供應商已經取消附贈C Mount套環,所以工程商欲採購C Mount鏡頭搭配槍型攝影機時,必須先確認攝影機原廠供應商是否有提供C Mount套環,否則鏡頭將無法鎖入攝影機CS Mount鏡頭接口。

CS-Mount Lens 
圖片來源www.discount-security-cameras.net

二、 依鏡頭光圈型式:
何謂光圈?簡單來說就是控制鏡頭光源進光量大小與景深的裝置,大致可分為三種光圈型式:
 a.  固定光圈動作原理為不管現場環境光線強弱,只將光圈固定在一個固定進光量的方式進行運作,所以採用此一型式鏡頭,必須搭配攝影機電子快門功能,方能應付監控現場不同光線變化,因為僅固定進光量關係,所以製作成本為最低,因此符合目前低價主流。
b. 手調光圈:動作原理為依據現場環境,可手動調整光圈大小以符合監控現場環境,惟採用此一鏡頭須受現場光源固定亮度限制,所以無法日夜全面監視,若選擇搭配攝影機電子快門功能,成本又高過固定光圈鏡頭,所以目前幾乎已全面退出市場。

c. 自動光圈:動作原理為不管現場環境光線強弱,都能自動調整光圈大小,所以非常適合日夜全面監視(一般使用時會將攝影機電子快門關閉,除非使用於車牌或鏡頭閉合值較差時),自動光圈鏡頭可分為2種驅動控制方式:

1. Video方式:控制驅動設計在鏡頭上,所以在鏡頭上會有2個調整鈕,一個是Level,一個是ALCLevel是調整現場光源進光量準位,ALC則是自動亮度控制,用以調整光源變化時的反應速度,所以鏡頭成本最高。

2. DC Driver控制驅動設計在攝影機上,所以鏡頭上並無任何LevelALC調整鈕,這也是最快判斷VideoDC Driver自動光圈鏡頭方式。因成本較低關係,故只在攝影機上有鏡頭Level調整鈕而無ALC,因此在光源落差較大環境,例如使用迴轉台於監視內外環境時,會產生一段時間曝光或黑暗的畫面後,才有正常畫面顯示。
由於自動光圈製作成本最高,所以在此安控市場競爭時代,大眾化產品幾乎沒有使用,目前僅需在監視較遠目標或辨識車牌時才會使用。

以上我們談了控制鏡頭光源進光量大小的方式,但在同樣的鏡頭光圈型式上,該如何判斷鏡頭的優劣呢?那就是鏡頭透光比(F),甚麼是透光比呢?

 簡單來說假設有5燭光的光源,在經過鏡頭內部鏡片折射後,傳送給攝像晶片的光源還是5燭光,我們稱之鏡頭透光比為F1.0,也就是光源進與出完全沒有損失。

所以我常常喜歡用下面例子,來說明給不清楚透光比的朋友明瞭,今天我們到百貨公司買一雙鞋子,定價如果100元,我們付100元買,這就是透光比F1.0,如果定價是20% SALE OFF,那就代表您只需付80元,也就是20元消失了,這就把它當成F1.2透光比,如果定價是40% SALE OFF,就代表您只需付60元,也就是40元消失了,這就把它當成F1.4透光比依此類推。


miniatur
zh.wikipedia.org
所以我們就很快可以得知,原來鏡頭透光比F1.0 > F1.2 > F1.4 > F1.6,但是大家可能會問,我們也看過透光比寫F0.75的,那要如何解釋呢?其實您只要把它想成賑災義賣競價時,100元的鞋子您願意花200元去購買,所以F0.75就是具有放大進光源功能,因此F0.75透光比鏡頭價格不斐。

現在我們已經了解甚麼是鏡頭透光比了,但是它究竟在哪裡可以體現它的效果呢?其實就是夜間低照度時的最大進光量,透光比越好的鏡頭進光量越大,所以夜間呈現影像效果越好。

但是有一點大家可能不清楚的,那就是最小進光量,甚麼光圈型式會有最小進光量?那就是自動光圈鏡頭,正常自動光圈鏡頭透光比的規格寫法,應該是如F1.2~64 / F1.2~125 / F1.2~360 /~F1.2~560,後面數字代表的就是最小進光量,最小進光量越好,日間影像不曝光,反之最小進光量過大,日間影像曝光,大家可能會質疑,哪有自動光圈還設計成會曝光的?

一切原因根本還在於低價,因為攝影機有電子快門功能(詳細作用請參考攝影機篇),所以為了滿足客戶低價需求,所以只能偷、偷、偷,那到底後面數值大好還是小好,簡單來說大家只要思考,當最大進光量時光圈開口一定最大,因此當從最大進光量轉為最小進光量時,光圈開口轉動角度一定要大,所以上述最小進光量數值誰優呢? 64 < 125 < 360 < 560
  
三、 依鏡頭焦距(f)型式:
a.定焦鏡頭:固定焦距型式,例如:3.6mm / 4mmm / 6mm,焦距數值越大,監視角度範圍越窄。

b.變焦鏡頭:又可分為手動變焦及電動變焦鏡頭二種,所謂變焦鏡頭就是監視角度範圍可自行調整,例如:3.5mm~8mm / 2.8mm~12mm / 5mm~50mm,只是手動變焦鏡頭調整後,僅能以確定後之焦距為固定監視角度範圍,而電動變焦鏡頭則可利用鏡頭控制器來隨時進行角度範圍調整。

至於我們該如何正確選擇鏡頭焦距呢?其實是有計算公式的,例如客戶需要看一個進出門2米寬,而攝影機只能架設距離進出門2米位置上,而且採用的是1/3英吋攝影機,那我們該如何選擇鏡頭焦距呢?根據下方公式我們得知被照物寬度2M:被照物體距離2=1/3”攝影機晶片寬度4.8mm(圖一):鏡頭焦距mm(f),所以內跟內相乘,外跟外相乘,2f=9.6mmf=4.8mm,因此採用3mm~8mm變焦鏡頭即可調整至4.8mm滿足客戶需求,或者是採用定焦鏡頭4.8mm,如果沒有這個數值,則以接近它的最小mm選擇,例如4mm,假如需計算高度亦同,這個公式非常活用,希望能對大家有所幫助。

公式:被照物體寬度(高度):被照物體距離=攝影機晶片寬度(高度):鏡頭焦距f


CCD晶片尺寸
高度
寬度
2/3”CCD
6.6mm
8.8mm
1/2”CCD
4.8mm
6.4mm
1/3”CCD
3.6mm
4.8mm
1/4”CCD
2.4mm
3.6mm
                             圖一

四、鏡頭尺寸:
一般鏡頭尺寸選擇視攝影機晶片尺寸而定,例如:攝影機晶片尺寸為1/3英吋,則鏡頭選擇尺寸也是1/3英吋,若鏡頭尺寸選擇無法以正確尺寸搭配時,大家要謹記一個重點,選擇鏡頭尺寸時,必須大於攝影機晶片尺寸,例如:攝影機攝像晶片為1/3英吋,那鏡頭尺寸可以選擇1/2.5英吋,反之攝影機攝像晶片將會看到鏡頭邊角。

五、鏡頭像素:
一般鏡頭像素選擇視攝影機晶片像素而定,一般只能鏡頭像素高於或等於攝影機像素,以提升攝影機呈像畫質細細度,切勿因成本因素考量,使鏡頭像素低於攝影機像素。

本次鏡頭篇說明已經全部完成,內容不周之處還請見諒,CDOUBLES 群洲電子希望能用更口語化的方式來解說這些規格,也希望下次所有工程商再看到這些規格時,能更感同身受它們為您客戶的居家安全需求所做的付出,謝謝。

                                                                                                                                                                                                                            

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