2024年9月17日发(作者：锺寄云)

CCD与CMOS的对比

数码相机的发展真可谓一日千里，近来各种新的感光技术纷纷涌现。很多数码相机

生产厂商大肆宣扬自己的产品像素有多少多少高，画质怎么怎么好。顾客在选购数

码相机时也比较困惑，心里没底。为了让大家对目前市场上常见的三种数码相机感

光芯片--CCD、CCD、CMOS有一个大概的了解，我们对这三种感光元件做了个总

结，欢迎各位读者和我们进行探讨。

大部分数码相机使用的感光元件是CCD（ChagreCouledDevice），它的中文名字叫

电荷耦合器，是一种特殊的半导体材料。他是由大量独立的光敏元件组成，这些光

敏元件通常是按矩阵排列的。光线透过镜头照射到CCD上，并被转换成电荷，每个

元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。当你按动快门，CCD将各个元件的信

息传送到模/数转换器上，模拟电信号经过模/数转换器处理后变成数字信号，数字

信号以一定格式压缩后存入缓存内，此时一张数码照片诞生了。然后图像数据根据

不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。

目前主要有两种类型的CCD光敏元件，分别是线性CCD和矩阵性CCD。

线性CCD用于高分辨率的静态照相机，它每次只拍摄图象的一条线，这与平板扫描

仪扫描照片的方法相同。这种CCD精度高，速度慢，无法用来拍摄移动的物体，也

无法使用闪光灯。因此在很多场合不适用。

另一种是矩阵式CCD，MV-VD USB2.0接口CCD和 MV-VS 1394接口工业CCD，它的

每一个光敏元件代表图象中的一个像素，当快门打开时，整个图象一次同时曝光。

通常矩阵式CCD用来处理色彩的方法有两种。在记录照片的过程中，相机内部的微

处理器从每个像素获得信号，将相邻的四个点合成为一个像素点。该方法允许瞬间

曝光，微处理器能运算地非常快。这就是大多数数码相机CCD的成像原理。因为不

是同点合成，其中包含着数学计算，因此这种CCD最大的缺陷是所产生的图象总是

无法达到如刀刻般的锐利。

另一种处理方法是使用三棱镜，他将从镜头射入的光分成三束，每束光都由不同的

内置光栅来过滤出某一种三原色，然后使用三块CCD分别感光。这些图象再合成出

一个高分辨率、色彩精确的图象。如300万像素的相机就是由三块300万像素的

CCD来感光。也就是可以做到同点合成，因此拍摄的照片清晰度相当高。该方法的

主要困难在于其中包含的数据太多。在你照下一张照片前，必须将存储在相机的缓

冲区内的数据清除并存盘。因此这类相机对其他部件的要求非常高，其价格自然也

非常昂贵。

此外，CMOS与CCD的图像数据扫描方法有很大的差别。举个例子，如果分辨率为

300万像素，那么CCD传感器可连续扫描300万个电荷，扫描的方法非常简单，就

好像把水桶从一个人传给另一个人，并且只有在最后一个数据扫描完成之后才能将

信号放大。CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因

此，CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大，采用这种方法可节省任何

无效的传输操作，所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描，同时噪音也有

所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。我们通过INTERNET查看了大量

由CANONEOSD30所拍摄的照片，发现CMOS的成像效果一点也不比传统CCD差。这

种能耗低、制造相对容易的感光芯片如果能在影像的锐利度、动态范围等方面再做

进一步的努力，相信CMOS是未来数码相机的发展方向。

工业相机类型简介

一、工业相机类型简介

CCD 是60年代末期由贝尔试验室发明。开始作为一种新型的PC存储电路，很快

CCD具有许多其他潜在的应用，包括信号和图像（硅的光敏性）处理。

CCD 是在薄的硅晶片上处理一系列不同的功能，在每一个硅晶片上分布几个相同的

IC等可产生功能的元件，被选择的IC从硅晶片上切下包装在载体里用在系统上。

总结下来，CCD 主要有以下几种类型:

1、面阵CCD工业相机:

允许拍摄者在任何快门速度下一次曝光拍摄移动物体。

2、线阵CCD工业相机:

用一排像素扫描过图片，做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜，正如名

称所表示的，线性传感器是捕捉一维图像。初期应用于广告界拍摄静态图像，线性

阵列，处理高分辨率的图像时，受局限于非移动的连续光照的物体。

3、三线传感器CCD工业相机:

在三线传感器中，三排并行的像素分别覆盖 RGB滤镜，当捕捉彩色图片时，完整

的彩色图片由多排的像素来组合成。三线CCD传感器多用于高端数码相机，以产生

高的分辨率和光谱色阶。

4、交织传输CCD工业相机:

这种传感器利用单独的阵列摄取图像和电量转化，允许在拍摄下一图像时在读取当

前图像。交织传输CCD通常用于低端数码相机、摄像机和拍摄动画的广播拍摄机。

5、全幅面CCD工业相机:

此种CCD 具有更多电量处理能力，更好动态范围，低噪音和传输光学分辨率，全

幅面CCD 允许即时拍摄全彩图片。全幅面 CCD由并行浮点寄存器、串行浮点寄存

器和信号输出放大器组成。全幅面CCD 曝光是由机械快门或闸门控制去保存图

像，并行寄存器用于测光和读取测光值。图像投摄到作投影幕的并行阵列上。此元

件接收图像信息并把它分成离散的由数目决定量化的元素。这些信息流就会由并行

寄存器流向串行寄存器。此过程反复执行，直到所有的信息传输完毕。接着，系统

进行精确的图像重组。

二、工业相机参数简介

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成

为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不

仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式

直接相关。

主要参数

1. 分辨率（Resolution）:相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字工

业相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视

频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480。

2. 像素深度（Pixel Depth）:即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数

字工业相机机一般还会有10Bit、12Bit等。

3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）:相机机采集传输图像的速率，对

于面阵相机机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机机为每秒采

集的行数（Hz）。

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）:对于线阵相机机都是逐行曝光

的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一

致，也可以设定一个固定的时间；面阵工业相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等

几种常见方式，数字工业相机机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到

10微秒，高速工业相机还可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）:像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机机靶面

的大小。目前数字工业相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制

造难度越大，图像质量也越不容易提高。

6. 光谱响应特性(Spectral Range):是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一

般响应范围是350nm－1000nm,一些相机机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光

线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

工业数字相机接口一览表

USB2.0 IEEE 1394a

IEEE

1394b

4.5米(加

转发器可100米

达72米)

64 100

GigE

Vision

Camera Link 模拟

可达15米

(取决于带

宽)

255

Mbytes/s680 —

Mbytes/s

电缆长度

5米(加转发器10米(加转发器

可达20米) 可达72米)

可达100米

以上或更长

带宽 32 Mbytes/s

Mbytes/s Mbytes/s

传输率 480 MB/s 400 MB/s

IEEE 1394贸易

800 MB/s 1000 MB/s >2000 MB/s —

IEEE 1394

贸易联合GigEVisionAIA Camera 多种视频信

会DCAM标标准

准

普通

IEEE1394B

板卡

16

（DCAM）

有

千兆以太网

板卡

Link 标准 号标准

标准 USB2.0标准 联合会DCAM标

准

接口/板卡

主板自USB2.0普通IEEE1394A

或USB2.0板卡 板卡

图像采集卡 图像采集卡

相机最大数

量

8 16（DCAM）

有

无限

有

2(每个帧抓16(取决于帧

取器)

无

抓取器)

无 即插即用功有

能

电缆

工业和民用电

缆

USB2.0系列：

MV-

130UM/UCMV-

200UCMV-

300UCMV-

1300UM/UCMV-

2000UCMV-

3000UCMV-

Microvision

相关产品

DC130MV-

DC200MV-

DC300MV-

DC500MV-VD系

列：MV-

VD036SC/SMMV-

VD048SMMV-

VD130SMMV-

VD030SC/SMMV-

VD078SC/SMMV-

工业和民工业和民用

工业和民用电缆 工业电缆

用电缆 电缆

MV-1394系列：

MV-1300FMMV-

1300FCMV-

2000FCMV-

3000FCMV-VS系

列：MV-

VS030FM/FCMV-

VS045FM/FCMV-

VS078FM/FCMV-

VS120FM/FCMV-

VS140FM/FCMV-

VS141FM/FCMV-

VS142FM/FCMV-

VS200FM//FCMV-

VS030FM-LMV-

VS030FC-LMV-

VS078FM-LMV-

VS078FC-L

—

MV-VE系

列：MV-

VE030SCMV-

VE030SMMV-

VE078SCMV-

VE078SMMV-

VE120SCMV-

VE120SMMV-

VE141SCMV-

VE141SMMV-

VE142SCMV-

VE142SMMV-

VE200SCMV-

VE200SM

—

工业和民用

电缆

模拟系列：

VS-

902H/HCVS-

912HCVS-

808H/HCVS-

818HCVS-

616H/HCVS-

620H/HCVS-

625H/HCVS-

630SC/SMVS-

870H/HCVS-

880H/HCVS-

890H/HCVS-

900HC/HB

VD120SC/SM

工业镜头的基本参数

工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有

镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与

我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。

当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的

景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，

可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人

眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。

由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施

工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施

工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。

一．工业镜头的安装尺寸，接口

所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安

装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。

C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。

CS安装座:特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装

基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装

座摄象机上时，则需要加装一个5mm厚的接圈。

二．镜头的尺寸

以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1

／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表:

格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4

英寸

高度 9.6mm 6.6 mm 4.8 mm 3.6 mm 2.4 mm

宽度 12.8 mm 8.8 mm 6.4 mm 4.8 mm 3.2 mm

摄像机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定，两者应相对应。大概:

★ 摄像机的CCD靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。

★ 摄像机的C CD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。

★ 摄像机的CCD靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。

如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很

好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸小时，将发生“隧道效

应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。

监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸

到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都大，36mm×24mm

（1.4英寸×0.9英寸），画面对角线长度为43mm（1.7英寸），即是1.7英寸

的，120中幅相机，其感光面尺寸有三种:45×60mm、60×60mm和90×60mm，可见

画幅更大。

三．镜头的光圈，F值

光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的合适照度。光圈越大，

靶面成像照度越大，摄像机输出信号强度越大，信噪比越高。

可以理解，通光孔径越大，通过的光量越大；但我们关心的是到达芯片的光量，而

焦距越长，意味着芯片离镜头中心越远，相应的光就越弱，所以，标准光圈大小的

参数应该与两个变量有关，孔径，焦距。

光圈系数，即F值即是用来来表征光圈的大小的参数。它等于镜头焦距f和通光孔

径D之比。光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。F值的规律

是后一个值正好是前一个数值的√2 倍，所以，光圈调大一挡，光量减少2倍。常

用值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等几个等级。

一般光圈都可以调节，从而有手动光圈(manual iris)和自动光圈(autoiris)之

分。

手动光圈工业镜头是的最简单的工业镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下，手

动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的—个环调节。旋转此圈可使光

圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用

自动光圈工业镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈

的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。

自动光圈工业镜头又有两类:一类是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来

控制镜头上的光圈，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号

转换成对光圈马达的控制，这称为视频(VIDEO)驱动型；另一类则利用摄像机上的

直流电压来直接控制光圈，称为直流(DC)驱动型，这种镜头只包含电流计式光圈马

达，要求摄像头内有放大器电路。

对于各类自动光圈工业镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调节 (测光调

节)，有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择， 一般取平均测光档；

另一个是LEVEL调节(灵敏度)，可将输出图像变得明亮或者暗淡。

2024年9月17日发(作者：锺寄云)

CCD与CMOS的对比

数码相机的发展真可谓一日千里，近来各种新的感光技术纷纷涌现。很多数码相机

生产厂商大肆宣扬自己的产品像素有多少多少高，画质怎么怎么好。顾客在选购数

码相机时也比较困惑，心里没底。为了让大家对目前市场上常见的三种数码相机感

光芯片--CCD、CCD、CMOS有一个大概的了解，我们对这三种感光元件做了个总

结，欢迎各位读者和我们进行探讨。

大部分数码相机使用的感光元件是CCD（ChagreCouledDevice），它的中文名字叫

电荷耦合器，是一种特殊的半导体材料。他是由大量独立的光敏元件组成，这些光

敏元件通常是按矩阵排列的。光线透过镜头照射到CCD上，并被转换成电荷，每个

元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。当你按动快门，CCD将各个元件的信

息传送到模/数转换器上，模拟电信号经过模/数转换器处理后变成数字信号，数字

信号以一定格式压缩后存入缓存内，此时一张数码照片诞生了。然后图像数据根据

不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。

目前主要有两种类型的CCD光敏元件，分别是线性CCD和矩阵性CCD。

线性CCD用于高分辨率的静态照相机，它每次只拍摄图象的一条线，这与平板扫描

仪扫描照片的方法相同。这种CCD精度高，速度慢，无法用来拍摄移动的物体，也

无法使用闪光灯。因此在很多场合不适用。

另一种是矩阵式CCD，MV-VD USB2.0接口CCD和 MV-VS 1394接口工业CCD，它的

每一个光敏元件代表图象中的一个像素，当快门打开时，整个图象一次同时曝光。

通常矩阵式CCD用来处理色彩的方法有两种。在记录照片的过程中，相机内部的微

处理器从每个像素获得信号，将相邻的四个点合成为一个像素点。该方法允许瞬间

曝光，微处理器能运算地非常快。这就是大多数数码相机CCD的成像原理。因为不

是同点合成，其中包含着数学计算，因此这种CCD最大的缺陷是所产生的图象总是

无法达到如刀刻般的锐利。

另一种处理方法是使用三棱镜，他将从镜头射入的光分成三束，每束光都由不同的

内置光栅来过滤出某一种三原色，然后使用三块CCD分别感光。这些图象再合成出

一个高分辨率、色彩精确的图象。如300万像素的相机就是由三块300万像素的

CCD来感光。也就是可以做到同点合成，因此拍摄的照片清晰度相当高。该方法的

主要困难在于其中包含的数据太多。在你照下一张照片前，必须将存储在相机的缓

冲区内的数据清除并存盘。因此这类相机对其他部件的要求非常高，其价格自然也

非常昂贵。

此外，CMOS与CCD的图像数据扫描方法有很大的差别。举个例子，如果分辨率为

300万像素，那么CCD传感器可连续扫描300万个电荷，扫描的方法非常简单，就

好像把水桶从一个人传给另一个人，并且只有在最后一个数据扫描完成之后才能将

信号放大。CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因

此，CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大，采用这种方法可节省任何

无效的传输操作，所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描，同时噪音也有

所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。我们通过INTERNET查看了大量

由CANONEOSD30所拍摄的照片，发现CMOS的成像效果一点也不比传统CCD差。这

种能耗低、制造相对容易的感光芯片如果能在影像的锐利度、动态范围等方面再做

进一步的努力，相信CMOS是未来数码相机的发展方向。

工业相机类型简介

一、工业相机类型简介

CCD 是60年代末期由贝尔试验室发明。开始作为一种新型的PC存储电路，很快

CCD具有许多其他潜在的应用，包括信号和图像（硅的光敏性）处理。

CCD 是在薄的硅晶片上处理一系列不同的功能，在每一个硅晶片上分布几个相同的

IC等可产生功能的元件，被选择的IC从硅晶片上切下包装在载体里用在系统上。

总结下来，CCD 主要有以下几种类型:

1、面阵CCD工业相机:

允许拍摄者在任何快门速度下一次曝光拍摄移动物体。

2、线阵CCD工业相机:

用一排像素扫描过图片，做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜，正如名

称所表示的，线性传感器是捕捉一维图像。初期应用于广告界拍摄静态图像，线性

阵列，处理高分辨率的图像时，受局限于非移动的连续光照的物体。

3、三线传感器CCD工业相机:

在三线传感器中，三排并行的像素分别覆盖 RGB滤镜，当捕捉彩色图片时，完整

的彩色图片由多排的像素来组合成。三线CCD传感器多用于高端数码相机，以产生

高的分辨率和光谱色阶。

4、交织传输CCD工业相机:

这种传感器利用单独的阵列摄取图像和电量转化，允许在拍摄下一图像时在读取当

前图像。交织传输CCD通常用于低端数码相机、摄像机和拍摄动画的广播拍摄机。

5、全幅面CCD工业相机:

此种CCD 具有更多电量处理能力，更好动态范围，低噪音和传输光学分辨率，全

幅面CCD 允许即时拍摄全彩图片。全幅面 CCD由并行浮点寄存器、串行浮点寄存

器和信号输出放大器组成。全幅面CCD 曝光是由机械快门或闸门控制去保存图

像，并行寄存器用于测光和读取测光值。图像投摄到作投影幕的并行阵列上。此元

件接收图像信息并把它分成离散的由数目决定量化的元素。这些信息流就会由并行

寄存器流向串行寄存器。此过程反复执行，直到所有的信息传输完毕。接着，系统

进行精确的图像重组。

二、工业相机参数简介

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成

为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不

仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式

直接相关。

主要参数

1. 分辨率（Resolution）:相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字工

业相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视

频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480。

2. 像素深度（Pixel Depth）:即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数

字工业相机机一般还会有10Bit、12Bit等。

3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）:相机机采集传输图像的速率，对

于面阵相机机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机机为每秒采

集的行数（Hz）。

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）:对于线阵相机机都是逐行曝光

的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一

致，也可以设定一个固定的时间；面阵工业相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等

几种常见方式，数字工业相机机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到

10微秒，高速工业相机还可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）:像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机机靶面

的大小。目前数字工业相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制

造难度越大，图像质量也越不容易提高。

6. 光谱响应特性(Spectral Range):是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一

般响应范围是350nm－1000nm,一些相机机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光

线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

工业数字相机接口一览表

USB2.0 IEEE 1394a

IEEE

1394b

4.5米(加

转发器可100米

达72米)

64 100

GigE

Vision

Camera Link 模拟

可达15米

(取决于带

宽)

255

Mbytes/s680 —

Mbytes/s

电缆长度

5米(加转发器10米(加转发器

可达20米) 可达72米)

可达100米

以上或更长

带宽 32 Mbytes/s

Mbytes/s Mbytes/s

传输率 480 MB/s 400 MB/s

IEEE 1394贸易

800 MB/s 1000 MB/s >2000 MB/s —

IEEE 1394

贸易联合GigEVisionAIA Camera 多种视频信

会DCAM标标准

准

普通

IEEE1394B

板卡

16

（DCAM）

有

千兆以太网

板卡

Link 标准 号标准

标准 USB2.0标准 联合会DCAM标

准

接口/板卡

主板自USB2.0普通IEEE1394A

或USB2.0板卡 板卡

图像采集卡 图像采集卡

相机最大数

量

8 16（DCAM）

有

无限

有

2(每个帧抓16(取决于帧

取器)

无

抓取器)

无 即插即用功有

能

电缆

工业和民用电

缆

USB2.0系列：

MV-

130UM/UCMV-

200UCMV-

300UCMV-

1300UM/UCMV-

2000UCMV-

3000UCMV-

Microvision

相关产品

DC130MV-

DC200MV-

DC300MV-

DC500MV-VD系

列：MV-

VD036SC/SMMV-

VD048SMMV-

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VD030SC/SMMV-

VD078SC/SMMV-

工业和民工业和民用

工业和民用电缆 工业电缆

用电缆 电缆

MV-1394系列：

MV-1300FMMV-

1300FCMV-

2000FCMV-

3000FCMV-VS系

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VS140FM/FCMV-

VS141FM/FCMV-

VS142FM/FCMV-

VS200FM//FCMV-

VS030FM-LMV-

VS030FC-LMV-

VS078FM-LMV-

VS078FC-L

—

MV-VE系

列：MV-

VE030SCMV-

VE030SMMV-

VE078SCMV-

VE078SMMV-

VE120SCMV-

VE120SMMV-

VE141SCMV-

VE141SMMV-

VE142SCMV-

VE142SMMV-

VE200SCMV-

VE200SM

—

工业和民用

电缆

模拟系列：

VS-

902H/HCVS-

912HCVS-

808H/HCVS-

818HCVS-

616H/HCVS-

620H/HCVS-

625H/HCVS-

630SC/SMVS-

870H/HCVS-

880H/HCVS-

890H/HCVS-

900HC/HB

VD120SC/SM

工业镜头的基本参数

工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有

镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与

我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。

当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的

景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，

可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人

眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。

由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施

工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施

工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。

一．工业镜头的安装尺寸，接口

所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安

装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。

C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。

CS安装座:特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装

基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装

座摄象机上时，则需要加装一个5mm厚的接圈。

二．镜头的尺寸

以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1

／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表:

格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4

英寸

高度 9.6mm 6.6 mm 4.8 mm 3.6 mm 2.4 mm

宽度 12.8 mm 8.8 mm 6.4 mm 4.8 mm 3.2 mm

摄像机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定，两者应相对应。大概:

★ 摄像机的CCD靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。

★ 摄像机的C CD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。

★ 摄像机的CCD靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。

如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很

好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸小时，将发生“隧道效

应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。

监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸

到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都大，36mm×24mm

（1.4英寸×0.9英寸），画面对角线长度为43mm（1.7英寸），即是1.7英寸

的，120中幅相机，其感光面尺寸有三种:45×60mm、60×60mm和90×60mm，可见

画幅更大。

三．镜头的光圈，F值

光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的合适照度。光圈越大，

靶面成像照度越大，摄像机输出信号强度越大，信噪比越高。

可以理解，通光孔径越大，通过的光量越大；但我们关心的是到达芯片的光量，而

焦距越长，意味着芯片离镜头中心越远，相应的光就越弱，所以，标准光圈大小的

参数应该与两个变量有关，孔径，焦距。

光圈系数，即F值即是用来来表征光圈的大小的参数。它等于镜头焦距f和通光孔

径D之比。光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。F值的规律

是后一个值正好是前一个数值的√2 倍，所以，光圈调大一挡，光量减少2倍。常

用值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等几个等级。

一般光圈都可以调节，从而有手动光圈(manual iris)和自动光圈(autoiris)之

分。

手动光圈工业镜头是的最简单的工业镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下，手

动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的—个环调节。旋转此圈可使光

圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用

自动光圈工业镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈

的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。

自动光圈工业镜头又有两类:一类是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来

控制镜头上的光圈，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号

转换成对光圈马达的控制，这称为视频(VIDEO)驱动型；另一类则利用摄像机上的

直流电压来直接控制光圈，称为直流(DC)驱动型，这种镜头只包含电流计式光圈马

达，要求摄像头内有放大器电路。

对于各类自动光圈工业镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调节 (测光调

节)，有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择， 一般取平均测光档；

另一个是LEVEL调节(灵敏度)，可将输出图像变得明亮或者暗淡。