視頻監(jiān)控系統(tǒng)教程
第一章：視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成
典型的閉路監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機部分、傳輸部分、控制與記錄部分以及顯示部分四大塊組成。
攝像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個系統(tǒng)的“眼睛”。在被監(jiān)視場所面積較大時，在攝像機上加裝變焦距鏡頭，使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚；還可把攝像機安裝在電動云臺上，可以使云臺帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動，從而使攝像機能覆蓋的角度更大。
在某些情況下，特別是在室外應用的情況下，為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對攝像機及其鏡頭還應加裝專門的防護罩，甚至對云臺也要有相應的防護措施。
傳輸部分就是系統(tǒng)的圖像信號通路。一般來說，傳輸部分單指的是傳輸圖像、聲音信號。同時，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺等進行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號的傳輸。
在傳輸方式上，近距離一般采用視頻線傳輸，不超過一兩公里的距離一般采用雙絞線傳輸，更遠的距離則可采用光纖傳輸。對于遠距離傳輸，還需配備視頻信號放大、圖像信號的較正與補償設(shè)備。
控制與記錄部分負責對攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺）的控制，并對圖像、聲音信號的進行記錄。目前硬盤錄象機的技術(shù)發(fā)展得較完善，它不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能，基本上取代了以往使用的畫面切換器、畫面分割器、云臺控制器、鏡頭控制器等產(chǎn)品。如果客戶要求能對云臺、鏡頭（特別是高速球）進行非常方便的控制，則可以加配控制鍵盤。
顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器組成。在攝像機數(shù)量不是很多，要求不是很高的情況下，一般直接將監(jiān)視器接在硬盤錄象機上即可。如果攝像機數(shù)量很多，并要求多臺監(jiān)視器對畫面進行復雜的切換顯示，則須配備“矩陣”來實現(xiàn)。
專用監(jiān)視器價格較貴，為了節(jié)省開支，也可用普通電視機替代。
第二章：攝像機的主要參數(shù)
在監(jiān)控系統(tǒng)中選擇攝像機，一般要看幾個主要的參數(shù)，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外還要考慮攝像機的附帶功能及價格和今后服務等因素。以下對攝像機的幾個主要參數(shù)作一介紹。
A 、 CCD 尺寸及像素數(shù) ：CCD 尺寸指的是 CCD 圖像傳感器感光面的對角線尺寸，用于電視監(jiān)控攝像機的 CCD 尺寸以 1/ 4in 、 1/ 3in 為主流。像素數(shù)指的是攝像機 CCD 傳感器的最大像素數(shù)，有些給出了水平及垂直方向的像素數(shù)，如 500H*582V ，有些則組出了前兩者的乘積值，如 30 萬像素。對于一定尺寸的 CCD 芯片，像素數(shù)越多則意味著每一像素單元的面積越小，因而由該芯片構(gòu)成的攝像機的分辨率也就越高。例如，在電視監(jiān)控攝像機中使用的 CCD 傳感器的像素有的已達到 48 萬像素。
B 、分辨率 ：分辨率是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，它指的是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（應比攝像機的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)。當超過這一線數(shù)時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。工業(yè)監(jiān)視用攝像機的分辨率通常在 380~480 線之間，廣播級攝像機的分辨率則可達到 700 線左右。
C 、低照度 ：低照度指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。測定此參數(shù)時，還應特別注明鏡頭的最大相對孔徑。例如，使用 F1.2 的鏡頭，當被景物的光亮度值低到 0.04lx 時，攝像機輸出的視頻信號幅值為最大幅值的 50% ，即達到 350mV （標準視頻信號最大幅起來 700mV ），則稱此攝像機的最低照度為 0.04lx/F1.2 。被攝景物的光亮度值再低，攝像要輸出的視頻信號的幅值就達不到 350mV 了，反映在監(jiān)視器的屏幕上，將是一屏很難分辨出層次的、灰暗的圖像。
D 、信噪比及伽瑪校正系數(shù)：信噪比也是攝像機的一個主要參數(shù)。其基本定義是信號對于噪聲的比值乘以 20log ，一般攝像機給出的信噪比值均是在 AGC （自動增益控制）關(guān)閉時的值，因為當 AGC 接通時，會對小信號進行提升，使得噪聲電平也相應提高。 CCD 攝像機的信噪比的典型值一般為 45~55dB 。測量信噪比參數(shù)時，應使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。伽瑪校正系數(shù)前面提到的γ值，其典型值為γ =0.45 ?，F(xiàn)行攝像機大都采用了固定的γ值。
CCD 攝像機的附帶功能
除了上述介紹的基本參數(shù)外，各品牌的攝像機大都還有一些附帶的功能，如自動光圈接口、電子快門、自動增益控制、逆光補償、線鎖定同步及外同步等，下面簡要介紹一下。
A 、電動光圈接口 ：目前在市場上見到的標準 CCD 攝像機大都帶有驅(qū)動自動光圈鏡頭的接口，其中有些只提供一種驅(qū)動方式（通常為視頻驅(qū)動方式），也就是說，它只能配接 VD 型的自動光圈鏡頭，有些則可同時提供兩種驅(qū)動方式（視頻驅(qū)動和直流驅(qū)動）供用戶選擇，因此，它可以配接任何自動光圈鏡頭。這里，視頻驅(qū)動（ VideoDriver ，簡稱 VD ）方式是指攝像機將視頻信號電平輸出到自動光圈鏡頭的內(nèi)部，再由其內(nèi)部的驅(qū)動電路輸出控制電壓，使鏡頭光圈調(diào)整電動機轉(zhuǎn)動；直流驅(qū)動（ DCDriver ，簡稱 DD ）方式則是指攝像機內(nèi)部增加了鏡頭光圈電動機的驅(qū)動電路，可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內(nèi)的光圈電動機并使其轉(zhuǎn)動，因此，具有直流驅(qū)動接口的攝像機的成本就稍許高一些（因為增加了一部分電路），但所選配的自動光圈鏡頭則因其內(nèi)部不含有驅(qū)動電路而體積稍小一些，價格也就低一些。
不同品牌及型號的攝像機所帶自動光圈接口的位置及形式是不完全一樣。一般攝像機的自動光圈接口設(shè)置在機身的后面板上，但也有一些則設(shè)在機身的側(cè)面。圖 2-1 示出幾種不同形式的自動光圈的接口，其中陰式方四孔接口最為常見，但不同攝像機對其各針腳的定義又不完全相同。一般視頻驅(qū)動自動光圈接口使用 3 個針，即電源、視頻、接地；而直流驅(qū)動自動光圈接口使用 4 個針，即阻尼正、阻尼負、驅(qū)動正、驅(qū)動負。若同時具有兩種光圈驅(qū)動方式，則具體媒涌詼ㄒ邐?VD 還是 DD 驅(qū)動方式，須由另外的撥動開關(guān)來選擇，也有的由攝像機蓋板內(nèi)視頻處理板上不同的插座位置來選擇，并在出廠前設(shè)定一種方式，還有的干脆在攝像機機身側(cè)面及后面板上直接設(shè)定兩個不同的自動光圈接口。
（ 1 ）陰式方四孔型（ 2 ）陰式圓四孔型（ 3 ）接線端子型
B 、電子快門 ：電子快門（ ElectronicShutter ）是比照照相機的機械快門功能提出一個術(shù)語，它相當于控制 CCD 圖像傳感器的感光時間。由于 CCD 感光的實質(zhì)是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信號電荷的積累時間（即調(diào)整時鐘脈沖的寬度），即可實現(xiàn)控制 CCD 感光時間的功能。
C 、自動增益控制 ：攝像機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規(guī)定的標準電平，即。為了能在不同的景物照度條件下都能輸出的標準視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。這種增益調(diào)節(jié)通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現(xiàn)此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱 AGC 電路。具有 AGC 功能的攝像機，在低照度時的靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。
D 、背光補償 ：背光補償（ Back – lightCompensation ）也稱作逆光補償或逆光補正，它可以有效補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。當引入背光補償功能時，攝像機僅對整個視場的一個子區(qū)域（如從第 80 行 ~200 行的中心區(qū)域）進行檢測，通過求此區(qū)域的平均信號電平來確定 AGC 電路的工作點。由于子區(qū)域的平均電平很低， AGC 放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。
E 、線鎖定同步 ：線鎖定同步（ LINELOCK ）是一種利用交流電源來鎖定攝像機場同步脈沖的一種同步方式。當圖像出現(xiàn)因交流電源造成的網(wǎng)波干擾時，將此開關(guān)撥到線鎖定同步（ LL ）的位置，就可消除交流電源的干擾。
第三章：攝像機的正確使用方法
攝像機的使用很簡單，通常只要正確安裝鏡頭、連通信號電纜，接通電源即可工作。但在實際使用中，如果不能正確地安裝鏡頭并調(diào)整攝像機及鏡頭的狀態(tài)，則可能達不到預期使用效果。以下簡要介紹攝像機的正確使用方法。
A 、安裝鏡頭 ：攝像機必須配接鏡頭才可使用，一般應根據(jù)應用現(xiàn)場的實際情況來選配合適的鏡頭，如定焦鏡頭或變焦鏡頭、手動光圈鏡頭或自動光圈鏡頭、標準鏡頭或廣角鏡頭或長焦鏡頭等。另外還應注意鏡頭與攝像機的接口，是 C 型接口還是 CS 型接口（這一點要切記，否則用 C 型鏡頭直接往 CS 接口攝像機上旋入時極有可能損壞攝像機的 CCD 芯片）。
安裝鏡頭時，首先去掉攝像機及鏡頭的保護蓋，然后將鏡頭輕輕旋入攝像機的鏡頭接口并使之到位。對于自動光圈鏡頭，還應將鏡頭的控制線連接到攝像機的自動光圈接口上，對于電動兩可變鏡頭或三可變鏡頭，只要旋轉(zhuǎn)鏡頭到位，則暫時不需校正其平衡狀態(tài)（只有在后焦聚調(diào)整完畢后才需要最后校正其平衡狀態(tài)）。
B 、調(diào)整鏡頭光圈與對焦 ：關(guān)閉攝像機上電子快門及逆光補償?shù)乳_關(guān)，將攝像機對準欲監(jiān)視的場景，調(diào)整鏡頭的光圈與對焦環(huán)，使監(jiān)視器上的圖像最佳。如果是在光照度變化比較大的場合使用攝像機，最好配接自動光圈鏡頭并作攝像機的電子快門開關(guān)置于 OFF 。如果選用了手動光圈則應將攝像機的電子快門開關(guān)置于 ON ，并在應用現(xiàn)場最為明亮（環(huán)境光照度最大）時，將鏡頭光圈盡可能開大并仍使圖像為最佳（不能使圖像過于發(fā)白而過載），鏡頭即調(diào)整完畢。裝好防護罩并上好支架即可。由于光圈較大，景深范圍相對較小，對焦距時應盡可能照顧到整個監(jiān)視現(xiàn)場的清晰度。當現(xiàn)場照度降低時，電子快門將自動調(diào)整為慢速，配合較大的光圈，仍可使圖像滿意。
在以上調(diào)整過程中，若不注意在光線明亮時將鏡頭的光圈盡可能開大，而是關(guān)得比較小，則攝像機的電子快門會自動調(diào)在低速上，因此仍可以在監(jiān)視器上形成較好的圖像；但當光線變暗時，由于鏡頭的光圈比較小，而電子快門也已經(jīng)處于最慢（ 1/50s ）了，此時的成像就可能是昏暗一片了。
C 、后焦距的調(diào)整 ：后焦距也稱背焦距，指的是當安裝上標準鏡頭（標準 C/CS 接口鏡頭）時，能使被攝景物的成像恰好成在 CCD 圖像傳感器的靶面上，一般攝像機在出廠時，對后焦距都做了適當?shù)恼{(diào)整，因此，在配接定焦鏡頭的應用場合，一般都不需要調(diào)整攝像機的后焦。
在有些應用場合，可能出現(xiàn)當鏡頭對焦環(huán)調(diào)整到極限位置時仍不能使圖像清晰，此時首先必須確認鏡頭的接口是否正確。如果確認無誤，就需要對攝像機的后焦距進行調(diào)整。根據(jù)經(jīng)驗，在絕大多數(shù)攝像機配接電動變焦鏡頭的應用場合，往往都需要對攝像機的后焦距進行調(diào)整。
后焦距調(diào)整的步驟如下：
a 、將鏡頭正確安裝到攝像機上。
b 、將鏡頭光圈盡可能開到最大（目的是縮小景深范圍，以準確找到成像焦點）。
c 、通過變焦距調(diào)整（ ZoomIn ）將鏡頭推至望遠（ Tele ）狀態(tài)，拍攝 10m 以外的一個物體的特寫，再通過調(diào)整聚焦（ Focus ）將特寫圖像調(diào)清晰。
d 、進行與上一步相反的變焦距調(diào)整（ ZoomOut ）將鏡頭拉回至廣角（ Wide ）狀態(tài)，此時畫面變?yōu)榘鲜鎏貙懳矬w的全景圖像，但此時不能再作聚焦調(diào)整（注意：如果此時的圖像變模糊也不能調(diào)整聚焦），而是準備下一步的后焦調(diào)整。
e 、將攝像機前端用于固定后焦調(diào)節(jié)環(huán)的內(nèi)六角螺釘旋松，并旋轉(zhuǎn)后焦調(diào)節(jié)環(huán)（對沒有后焦調(diào)節(jié)環(huán)的攝像機則直接旋轉(zhuǎn)鏡頭而帶動其內(nèi)置的后焦環(huán)），直至畫面最清晰為止，然后暫時旋緊內(nèi)六角螺釘。
f 、重新推鏡頭到望遠狀態(tài)，看看剛才拍攝的特寫物體是否仍然清晰，如不清晰再重復上述第 a 、 b 、 c 步驟。
g 、通常只需一兩個回合就可完成后焦距調(diào)整了。
h 、旋緊內(nèi)六角螺釘，將光圈調(diào)整到適當?shù)奈恢谩?/font>
第四章：攝像機鏡頭的選擇
鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件，鏡頭與CCD攝像機配合，可以將遠距離目標成像在攝像機的CCD靶面上。
鏡頭的種類繁多，從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、和焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可分為廣角、標準、遠攝鏡頭；從結(jié)構(gòu)上分類，還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭（指光圈、焦距、聚焦這三者均可變）等類型。由于鏡頭選擇得合適與否，直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，在實際應用中必須合理選擇鏡頭。
鏡頭的參數(shù)
鏡頭的光學特性包括成像尺寸、焦距、相對孔徑和視場角等幾個參數(shù)，一般在鏡頭所附的說明書中都有注明，以下分別介紹。
A、成像尺寸：鏡頭一般可分為25.4mm（lin）、16.9mm（2/3in）、12.7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等幾種規(guī)格，它們分別對應著不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應使鏡頭的成像尺寸與攝像機的靶面尺寸大小相吻合。我們列出了幾種常見CCD芯片的靶面尺寸，表中單位為mm。
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可知，12.7mm（1/2in）的鏡頭應配12.7mm（1/2in）靶面的攝像機，當鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸大時，不會影響成像，但實際成像的視場角要比該鏡頭的標稱視場角小（參見圖2-2），而當鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸小時，就會影響成像，表現(xiàn)為成像的畫面四周被鏡筒遮擋，在畫面的4個角上出現(xiàn)黑角。
B、焦距：在實際應用中，經(jīng)常會有用戶提出該攝像機能看清多么遠的物體或該攝像機能看清多么寬的場景等問題，這實際上由所選用的鏡頭的焦距來決定，因為焦距決定了攝取圖像的大小，用不同焦距的鏡頭對同一位置的某物體攝像時，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就大，反之，配短焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就小。當然，被攝物體成像的清晰度還與所選用的CCD攝像機的分辨率及監(jiān)視器的分辨率有關(guān)。
理論上，任何一種鏡頭均可拍攝很遠的物體，并在CCD靶面上成一很小的像，但受CCD單元（像素）物理尺寸的限制，當成像小到小于CCD傳感器的一個像素大小時，便不再能形成被攝物體的像，即使成像有幾個像素大小，該像也難以辨識為何物。
當已知被攝物體的大小及該物體到鏡頭距離，則可根據(jù)計算所選取配鏡頭的焦距。
如何計算請點擊>>
成像場景的大小與成像物體的顯示尺寸是互相矛盾的，舉個例子來說，用同一支攝像機對同一個停車場進行監(jiān)視，選用短焦距鏡頭可以對整個停車場的全景進行監(jiān)視并看到出入口外的車輛進出，但卻不能看清該輛車的牌照號碼（該車在監(jiān)視器屏幕上僅占據(jù)了很小的面積）；而選用長焦距鏡頭雖可以看清該輛車的牌照號碼（該車占據(jù)了屏幕上的大部分面積），卻又不能監(jiān)視到整個停車場的全貌。因此當需要既監(jiān)視全景以要看清局部時，一般應考慮配用電動兩可變或電動三可變鏡頭。當然，在選定了鏡頭的前提下，選用高分辨率的攝像機及監(jiān)視器則可以在被監(jiān)視物體成像尺寸較小時也能看清局部細節(jié)。
C、相對孔徑：為了控制通過鏡頭的光通量大小，在鏡頭的后部均設(shè)置了光闌（俗稱光圈）。假定光闌的有效孔徑為d，由于光線折射的關(guān)系，鏡頭實際的有效孔徑為D，D與焦距f之比定義為相對孔徑A，即A=D/f
鏡頭的相對孔徑?jīng)Q定于被攝像的照度，像的照度E與鏡頭的相對孔徑平方成正比，一般習慣上用相對孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光闌的大小，即
F=f/D
式中，F一般稱為光欄F數(shù)，標注在鏡頭光欄調(diào)整圈上，其標值為1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等序列值，每兩個相鄰數(shù)值中，后一個數(shù)值是前一個數(shù)值的倍。由于像面照度與光欄的平方成正比，所以光欄每變化一檔，像面亮度就變化一倍。F值越小，光欄越大，到達攝像機靶面的光通量就越大。
D、視場角：鏡頭有一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為視場角。視場角與鏡頭的焦距f及攝像機靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有關(guān)，鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式來計算，即：ah=2arctg（h/2f） av=2arctg（v/2f）
由以上兩式可知，鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，或者，攝像機靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。如果所選擇的鏡頭的視場角太小，可能會因出現(xiàn)監(jiān)視死角而漏監(jiān)；而若所選擇的鏡頭的視場角太大，又可能造成被監(jiān)視的主體畫面尺寸太小，難以辨認，且畫面邊緣出現(xiàn)畸變。因此，只有根據(jù)具體的應用環(huán)境選擇視場角合適的鏡頭，才能保證既不出現(xiàn)監(jiān)視死角，又能使被監(jiān)視的主體畫面盡可能大而清晰。
在實際應用中，經(jīng)常聽到有用戶提出諸如某攝像機能夠“看多遠”之類的問題，比如100m、500m甚至1km遠外的物體還能否在監(jiān)視器上清晰地顯示出來。有了前面關(guān)于鏡頭的成像尺寸、焦距及視場角等概念后，這個問題就不難解釋了，即“看多遠”問題與許多因素有關(guān)。比如說，用某定焦鏡頭可以看清100m遠處的鈔票的面值。一般來說，鏡頭焦距越長，“看”得就越遠，但同時視場角卻變小，結(jié)果觀看的范圍變窄了。舉個簡單的例子，若用標準鏡頭剛好看清遠處某人的基本特征（是男或是女），則換用長焦距鏡頭則可能看清其面部特征（是否有痣或疤），但卻無法看見該人穿的是什么褲子和鞋（這部分已經(jīng)“漲”出了畫面），而換用廣角鏡頭則只可能看到畫面中有人（連男女都分辨不出），但卻可看清該人在整個監(jiān)視場景中的所處的位置，周圍還有什么別的人物或參照物。因此，關(guān)于“看多遠”的較為科學的說法應該是“在屏幕上成的像大小可對應于實際觀測距離處多高或多寬的景物”。例如，用8mm鏡頭觀測10m遠處的景物，如果該處有10個人站成一排則剛好可橫向充滿整個監(jiān)視器屏幕。
E、接口：鏡頭的安裝方式有C型安裝和CS型安裝兩種。圖2-4畫出了這兩種鏡頭的接口部位示意圖。其中上半部為CS型鏡頭，下半部為C型鏡頭。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中常用的鏡頭是C型安裝鏡頭（in32牙螺紋座），這是一種國際公認的標準。這種鏡頭安裝部位的口徑是25.4mm（in），從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。大多數(shù)攝像機的鏡頭接口則做成CS型，因此將C型鏡頭安裝到CS接口的攝像機時需增配一個5mm厚的接圈，而將CS鏡頭安裝到CS接口的攝像機時就不需接圈。
在實際應用中，如果誤對CS型鏡頭加裝接圈后安裝到CS接口攝像機上，會因為鏡頭的成像面不能落到攝像機的CCD靶面上而不能得到清晰的圖像，而如果對C型鏡頭不加接圈就直接接到CS接口攝像機上，則可能使鏡頭的后鏡面碰到CCD的靶面的保護玻璃，造成CCD攝像機的損壞，這一點在實用中需特別注意
鏡頭的種類
鏡頭的種類有許多種，每一種鏡頭都有其特點。根據(jù)功能與結(jié)構(gòu)的不同，這些鏡頭的價格相差非常大，如電動變焦鏡頭要比普通定焦鏡頭的價格高約10倍，因此，只有正確了解各種鏡頭的特性，才能更加靈活地選擇鏡頭。
A、固定光圈定焦鏡頭：固定光圈定焦鏡頭是相對較為簡單的一種鏡頭，該鏡頭上只有一個可手動調(diào)整的對焦調(diào)整環(huán)（環(huán)上標有若干距離參考值），左右旋轉(zhuǎn)該環(huán)可使成在CCD靶面上的像最為清晰，此時在監(jiān)視器屏幕上得到圖像也最為清晰。
由于是固定光圈鏡頭，因此在鏡頭上沒有光圈調(diào)整環(huán)，也就是說該鏡頭的光圈是不可調(diào)整的，因而進入鏡頭的光通量是不能通過簡單地改變鏡頭因素而改變，而只能通過改變被攝現(xiàn)場的光照度來調(diào)整，如增減被攝現(xiàn)場的照明燈光等。這種鏡頭一般應用于光照度比較均勻的場合，如室內(nèi)全天以燈光照明為主的場合，在其他場合則需與帶有自動電子快門功能的CCD攝像機合用（當然，目前市面上絕大多數(shù)的CCD攝像機均帶有自動電子快門功能），通過電子快門的調(diào)整來模擬光通量的改變。
B、手動光圈定焦鏡頭：手動光圈定焦鏡頭比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調(diào)整環(huán)，其光圈調(diào)整范圍一般可從F1.2或F1.4到全關(guān)閉，能很方便地適應被攝現(xiàn)場的光照度，然而由于光圈的調(diào)整是通過手動人為地進行的，一旦攝像機安裝完畢，位置固定下來，再頻繁地調(diào)整光圈就不那么容易了，因此，這種鏡頭一般也是應用于光照度比較均勻的場合，而在其他場合則也需與帶有自動電子快門功能的CCD攝像機合用，如早晚與中午、晴天與陰天等光照度變化比較大的場合，通過電子快門的調(diào)整來模擬光通量的改變。
C、自動光圈定焦鏡頭：自動光圈定焦鏡頭在結(jié)構(gòu)上有了比較大的改變，它相當于在手動光圈定焦鏡頭的光圈調(diào)整環(huán)上增加一個由齒輪嚙合傳動的微型電動機，并從其驅(qū)動電路上引出3芯或4芯線傳送給自動光圈鏡頭，至使鏡頭內(nèi)的微型電動機相應做正向或反向轉(zhuǎn)動，從而高速光圈的大小。自動光圈鏡頭又分為含放大器（視頻驅(qū)動型）與不含放大器（直流驅(qū)動型）兩種規(guī)格。
D、手動變焦鏡頭；顧名思義，手動變焦鏡頭的焦距是可變的，它有一個焦距調(diào)整環(huán)，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整鏡頭的焦距，其變比一般為2~3倍，焦距一般在3.6~8mm。在實際工程應用中，通過手動調(diào)節(jié)鏡頭的變焦環(huán)，可以方便地選擇監(jiān)視現(xiàn)場的視場角，如：可選擇對整個房間的監(jiān)視或是選擇對房間內(nèi)某個局部區(qū)域的監(jiān)視。當對于監(jiān)視現(xiàn)場的環(huán)境情況不十分了解時，采用這種鏡頭顯然是非常重要的了。
對于大多數(shù)電視監(jiān)控系統(tǒng)工程來說，當攝像機安裝位置固定下來后，再頻繁地手動變焦是很不方便的，因此，工程完工后，手動變焦鏡頭的焦距一般很少再去調(diào)整，而僅僅起到定焦鏡頭的作用。因而手動變焦鏡頭一般用在要求較為嚴格而用定焦鏡頭又不易滿足要求的場合。但這種鏡頭卻受到工程人員的青睞，因為在施工調(diào)試過程中使用這種鏡頭，通過在一定范圍的焦距調(diào)節(jié)，一般總可以找到一個可使用戶滿意的觀測范圍（不用反復更換不同焦距的鏡頭），這一點在外地施工中尤為顯得方便。
E、自動光圈電動變焦鏡頭：此種鏡頭與前述的自動光圈定焦鏡頭相比另外增加了兩個微型電動機，其中一個電動機與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，當其受控而轉(zhuǎn)動時可改變鏡頭的焦距（Zoom）；另一個電動機與鏡頭的對焦環(huán)嚙合，當其受控而轉(zhuǎn)動時可完成鏡頭的對焦（Focus）。由于該鏡頭增加了兩個可遙控調(diào)整的功能，因而此種鏡頭也稱作電動兩可變鏡頭。
自動光圈電動變焦鏡頭一般引出兩組多芯線，其中一組為自動光圈控制線，其原理和接法與前述的自動光圈定焦鏡頭的控制線完全相同；另一組為控制鏡頭變焦及對焦的控制線，一般與云臺鏡頭控制器及解碼器相連。當操作遠程控制室內(nèi)云臺鏡頭控制器及解碼器的變焦或?qū)拱粹o時，將會在此變焦或?qū)沟目刂凭€上施加一個或正或負的直流電壓，該電壓加在相應的微型電動機上，使鏡頭完成變焦及對焦調(diào)整功能。
F、電動三可變鏡頭：此種鏡頭與前述電動兩可變鏡頭結(jié)構(gòu)相差不多，只是將對光圈調(diào)整電動機的控制由自動控制方式改為由控制器來手動控制，因此它也包含了3個微型電動機，引出一組6芯控制線與云臺鏡頭控制器及解碼器相連。常見的有6倍、10倍和12倍等幾種規(guī)格。
需要說明的是，變焦鏡頭的“倍率”與焦距是兩個不同的概念，有些人往往混淆兩者的含義，認為倍率越高則看得越遠。其實，倍率是變焦鏡頭的最長焦距與最短焦距之比，是一個相對值。例如，同樣是6倍鏡頭，市面上常見的就有6~36mm、7~42mm、8~48mm和8.5~51mm等多種不同廠家的不同品種，其中8.5~51mm鏡頭的遠視特性顯然比6~36mm鏡頭的遠視特性要好，但它的近視（廣角）特性卻不如6~36mm鏡頭好。
第五章：云臺與護罩
云臺是承載攝像機進行水平和垂直兩個方向轉(zhuǎn)動的裝置。云臺內(nèi)裝兩個電動機。這兩個電動機一個負責水平方向的轉(zhuǎn)動，另一個負責垂直方向的轉(zhuǎn)動。水平轉(zhuǎn)動的角度一般為350度;，垂直轉(zhuǎn)動則有±45度;、±35度;、±75度;等等。水平及垂直轉(zhuǎn)動的角度大小可通過限位開關(guān)進行調(diào)整。云臺的分類大致如下：
室內(nèi)用云臺及室外用云臺：室內(nèi)用云臺承重小，沒有防雨裝置。室外用云臺承重大，有防雨裝置。有些高檔的室外云臺除有防雨裝置外，還有防凍加溫裝置。
承重：為適應安裝不同的攝像機及防護罩，云臺的承重應是不同的。應根據(jù)選用的攝像機及防護罩的總重量來選用合適承重的云臺。室內(nèi)云臺的承重量較小，云臺的體積和自重也較小。室外用云臺因為肯定要在它的上面安裝帶有防護罩（往往還是全天候防護罩）的攝像機，所以承重量都較大。它的體積和自重也較大。
目前出廠的室內(nèi)云臺承重量大約1.5kg~7kg左右，室外用云臺承重量大約為7kg~50kg左右。還有些云臺是微型云臺，比如與攝像機一起安裝在半球型防護罩內(nèi)或全天候防護罩內(nèi)的云臺。
控制方式：一般的云臺均屬于有線控制的電動云臺?？刂凭€的輸入端有五個，其中一個為電源的公共端，另外四個分為上、下、左、右控制端。如果將電源的一端接在公共端上，電源的另一端接在“上”時，則云臺帶動攝像機頭向上轉(zhuǎn)，其余類推。
還有的云臺內(nèi)裝繼電器等控制電路，這樣的云臺往往有六個控制輸入端。一個是電源的公共端，另四個是上、下、左、右端，還有一個則是自動轉(zhuǎn)動端。當電源的一端接在公共端，電源另一端接在“自動”端，云臺將帶攝像機頭按一定的轉(zhuǎn)動速度進行上、下、左、右的自動轉(zhuǎn)動。
在電源供電電壓方面，目前常見的有交流24V和220V兩種。云臺的耗電功率，一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。
目前，還有直流6V供電的室內(nèi)用小型云臺，可在其內(nèi)部安裝電池，并用紅外遙控器進行遙控。目前大多數(shù)云臺仍采用有線搖控方式。云臺的安裝位置距控制中心較近，且數(shù)量不多時，一般從控制臺直接輸出控制信號進行控制。而當云臺的安裝位置距離控制中心較遠且數(shù)量較多時，往往采用總線方式傳送編碼的控制信號并通過終端解碼器解出控制信號再去控制云臺的轉(zhuǎn)動。
在選用云臺時，最好選用在云臺固定不動的位置上安裝有控制輸入端及視頻輸入輸出端接口的云臺，并且在固定部位與轉(zhuǎn)動部位之間（即與攝像機之間）有用軟螺旋線形成的攝像機及鏡頭的控制輸入線和視頻輸出線的連線。這樣的云臺安裝使用后不會因長期使用導致轉(zhuǎn)動部分的連線損壞。特別是室外用的云臺更應如此。
防護罩是使攝像機在有灰塵、雨水、高低溫等情況下正常使用的防護裝置。防護罩一般分為兩類。一類是室內(nèi)用防護罩，這種防護罩結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。其主要功能是防止攝像機落塵并有一定的安全防護作用，如防盜、防破壞等。室外防護罩一般為全天候防護罩，即無論刮風、下雨、下雪、高溫、低溫等惡劣情況，都能使安裝在防護罩內(nèi)的攝像機正常工作。因而這種防護罩具有降溫、加溫、防雨、防雪等功能。同是，為了在雨雪天氣仍能使攝像機正常攝取圖像，一般在全天候防護罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷。
目前較好的全天候防護罩是采用半導體器件加溫和降溫的防護罩。這種防護罩內(nèi)裝有半導體元件，即可自動加溫，也可自動降溫，并且功耗較小。
