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6618 2006-10-18 11:02

摄像机镜头的选择与计算

闭路电视系统中摄像机镜头的选择和计算，在选择和计算镜头时提供了三种方法：公式计算法、查表法和图解法。 摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响摄像机的整机指标。 因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。 T9<H%iF  
K d`l[56#  
一、镜头的种类 (zM+7tJH  
tvj'{W  
1、按镜头尺寸划分:摄像机镜头与摄像机一样也分为8.5mm(1/3in)、13mm(1/2in)、17mm(2/3in)、19mm(3/4in)、25mm(1in)等多种，在选择摄像机镜头时，一般应与摄像机相对应，即13mm摄像机应选用13mm镜头。 QRg"/62WCD  
bY"eC i{K  
2、按镜头类别划分：摄像机镜头分手动光圈镜头和自动光圈镜头两大类型，手动和自动调整都是为了调节光通量，使传感器感受的光量保持在最佳状态。 r$3~bS$]  
D:6x*+jah)  
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 JX2 |  
Y00i{/a 8  
  手动光圈镜头是最简单的镜头，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一个环调节。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。手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 eBYaq!t k  
U"%8"G0)  
1、定焦距（光圈）镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作用。定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头。短焦距镜头主要用于环境照明条件差，监视范围要求宽的场合。 焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这类镜头的焦距一般在150mm以上，主要用于监视较远处的景物。 #/XK&(X  
{*ko=77$*  
2、手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。 O'&X aaZV  
8ZNd|\  
3、自动光圈镜头（EF镜头）可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。 8&2gM  
Op$J"R  
4、电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用。 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。 R<0!?`b  
g*w-"%"O  
三、镜头的计算 ]Gd]KP@S  
y?R <g^A  
1、公式计算法 !+*?pq  
{C0OrO2:  
(1)、视场和焦距的计算 &' Nk2{  
]uj.uWD  
  视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦距及所要求改成像大小确定的。镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下： ,rl <ye*&  
9V4V}[%  
  1—视场计算图 ;ijfI  
! 4^L $  
式中： H=视场（摄取场景）高度（m） q2j}64o _S  
cnUU1Uz>  
W=视场（摄取场景）宽度（m） -) v p&-  
{If2[4!z  
由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样， 其比例均为 4∶3，所以 .+JP tL  
;u-< {2P  
W= H (m) Fp|rMq  
Y;/=3T7An  
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) rbJ)RN^.  
;~1/eF  
f — 焦距(mm) zC>(!fJqq  
[2j (\vC!  
a — 像场（靶面成像面积）宽度（mm） * SON>BSF  
,IVr4#w0=  
b — 像场（靶面成像面积）高度（mm） OrH1fhh   
kq.R(z+  
因摄像机的摄像管不同，其靶面像场的值也不同，具体数值如下表1 HS&uQc a  
m+gG &`&u  
摄像机靶面成像像场a、b值 )'I<xx'1  
gZ=9Y:$  
表 1 7!yF5 +_d  
:~A1Ud4c  
摄像管尺寸 a (mm) ：b (mm) [@FeRIu8  
WO*WAP)n  
25.5mm (1in) 9.5 ：12.7 nTtt$I@hW  
fN%5D z-e  
19.0mm (3/4in) 7.4：9.9 >dC(~j{  
xY}j8~k  
17mm (2/3in) 6.6 ：8.8 <n~g+ps  
2'^OtM,  
13mm (1/2in) 4.6：6.8 BRok 89  
(lck6v?h  
8.5mm (1/3in) 3.6：4.8 #&8pp8wd,}  
@/2wmza%2  
从式中可以看出，当L不变,H或W增大时,f变小。当H或W不变时,L增大时,f 增大。 EV,NJ3V  
gl\{QcI8<  
2、视场角的计算 j 8AR#  
!J?=nSu  
如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出视场宽度和高度。 p YvF}8  
8}`8lOE7  
水平视场角β (水平观看的角度） J1ro\"  
\C\y' H5  
垂直视场角q（垂直观看的角度） Mw7UU1 ei  
<W|{)U?p  
式中W、H、f同上 。 F4{. 7BT  
BL^Hj  
水平视场角与垂直视场角的关系如下 ： aTL7"Myp  
a|{<#<6n(  
表中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平 eS%6 h U b  
w]YyU5rhS  
或垂直视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W。 CpdY)SMSL  
5+"8q#X$  
例如：摄像机的摄像管为17mm (2/3in),镜头焦距f为12mm，从表2中查得水平 _q4dgi z  
{[y"]_B4  
视场角为40°而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度W。 $zA[5}{ZtQ  
\yizIo.Y`  
焦距f越长，视场角越小，监视的目标也就小。 NP`ll0s  
5:3$VWLa <  
3、图解法 $[;eb,  
%.gjBI=  
  如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）、高（H）和与摄像机的距离（L）决定。 一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定 ： s+G9L)b'  
|N.q[>^R  
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 5*'N Q010  
YZu# 0)  
镜头焦距摄像管尺寸： UHszOl  
JV{!Ukuyp+  
f 13mm   17mm   25mm   32mm EGO@`<"h  
BqAwo  
(1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) u"$HWB~@z  
g {wPw  
(mm) 水 平 视 场 角 7ib<Cb>K  
]-OkW.8d1  
＊·欲监视景物的尺寸。 J3E:r_+  
(MU7  
＊·摄像机与景物的距离。 @  MoMU  
<[??\YOc  
＊·摄像机成像器的尺寸：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 `erQp0fBM  
D"aQbQP  
图解选择镜头步骤 ： aV#;o9H{  
bvvx(?!  
  利用这个关系可选择适当的镜头。 %R"nm  
g+F_M  
估计或实测视场的最大宽度； 估计或实测摄像机与被摄景物间的距离；使用1/3"镜头时使用图2, 使用1/2"镜头时使用图3, 使用2/3"镜头时使用图4,使用1"镜头时使用图5。具体方法： 在以W和L为座标轴的图 2～5中, 查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中，应选用座标交点上 面那条线指示的数值。 例如 ： 8j +;Xlh  
E*"E{E7  
视场宽50m, 距离40m, 使用1/3"格式的镜头，在座标图中的交点比代 表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。 而用2.8mm的镜头则可以完全覆盖视场。
jackaroo 2006-11-14 22:35
要学习一下。
xuyingibng 2006-11-21 13:54
谢谢楼主。辛苦了。学习一下。
focus 2006-11-22 13:23
谢谢楼主。辛苦了。学习一下。
optics 2006-11-26 16:04
谢谢!要学习一下~~~
ibelieve 2006-12-02 22:14
谢谢!要学习一下~~~
xxl_70 2006-12-28 16:26
如果是有图示那就更好了,看起来就更直观了
slbn0000 2007-01-05 22:42
是啊 视场到底怎么算呢
vieky1982 2007-01-16 17:17
谢谢!要学习一下~~~ OPh@H.)^  
可惜没图
mjs99 2007-02-02 11:01
引用第8楼vieky1982于2007-01-16 17:17发表的: _"TG:RP  
谢谢!要学习一下~~~ SS-   
可惜没图
lightingly 2007-03-16 11:17
  tks !!!!!!!!!!!!!
f-22 2007-03-17 12:10
谢谢楼主，有配图吗
flyming82 2007-03-27 18:14
谢谢!~~~~~~~~~~
stl 2007-03-31 22:21
THANKS！
seefly 2007-04-02 00:04
即将工作，好好学习一下
helenxm_su 2007-06-06 01:14
谢谢楼主!正在学习中，谢谢!
happy3635 2007-06-29 22:54
学习一下
zhaoyp 2007-08-07 13:11
thank you
joisnhen 2007-09-13 02:18
进来学习的。。。谢谢
crystal99 2007-09-13 08:48
謝謝﹗ [s:1]
sea_83 2007-10-11 14:08
可惜没图看不清楚
yowen 2007-10-11 18:13
不错呀 Bf'(JJ7&N  
4|UIyDt8  
有机会也学学
shubit 2007-10-11 22:26
辛苦liao
fang0705 2007-11-12 16:29
楼主，辛苦了。。。。。。。
zouxb 2007-11-17 15:31
没有图,也没有公式啊,怎么算啊
ljf112 2007-12-10 22:25
好好学习一哈1！！！！ [s:1]
zydrean 2007-12-11 21:48
和cad设计有什么不一样
liang1118 2007-12-17 09:25
呵呵 t!$/r]XM h  
好东西 L K$hV"SYb  
谢谢楼主哦！
guf68 2008-07-02 18:17
谢谢搂主！！
samjan 2009-08-16 22:03
學習中有圖 hB4.tMgZ  
更好
fbc110 2010-10-22 14:59
楼主好人呐！
fbc110 2011-12-27 16:41
楼主辛苦了
ronehwa 2024-09-06 07:09
nice sharing, thanks a lot.
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