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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。 }Ou}+^Bc  
WTiD[u  
一、镜头的种类 jSaU?ac  
;mi%F3  
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。 akTk(  
7a}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。 "$vRMpW:  
#T"4RrR  
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 tX~w{|k  
EKN~H$.  
  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。 |k9 C/  
r: :b  
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。 MnHNjsO#  
X5w$4Kj&4l  
2、手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。 2B`JGFcdcB  
,`sv1xwd  
3、自动光圈镜头（EF镜头）可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。 ?\n > AC  
3$ PV2"  
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。 !H\F2Vxs  
7-V/RChBm  
三、镜头的计算 Zb#u0Tq  
Ew$C ;&9  
1、公式计算法 !ubD/KE  
NCD04U5y  
(1)、视场和焦距的计算 f?)-}\[IR{  
.A|@?p[  
  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： YchH~m|  
$Y gue5{c  
  1—视场计算图 DW3G  
'0,^6'VWOV  
式中： H=视场（摄取场景）高度（m） x|29L7i  
BL4-7  
W=视场（摄取场景）宽度（m） A/?7w   
|&4/n6;P$0  
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 .eC1qWZJpd  
fd9k?,zM  
W= H (m) o,wUc"CE  
\^1E4C\":  
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) Zgb!E]V[  
/<BI46B\  
f — 焦距(mm) OB}Ib]  
/wlEe>i  
a — 像场（靶面成像面积）宽度（mm） 4`=m u}Y2  
wS3'?PRX  
b — 像场（靶面成像面积）高度（mm） ,wPr"U+7  
V^~:F  
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 HLi%%"'  
i{qgn%#}Y  
摄像机靶面成像像场a、b值 )WFr</z5bA  
e8 b:)"R  
表 1 "J3x_~,[4m  
k==h|\|  
摄像管尺寸 a (mm) ：b (mm) 7IM@i>p%  
\lNN Msd&  
25.5mm (1in) 9.5 ：12.7 |e0`nn=  
7cMv/g^ h@  
19.0mm (3/4in) 7.4：9.9 |sZHUf_  
BfiD9ka-z  
17mm (2/3in) 6.6 ：8.8 '/%H3A#L  
YZJyk:H\  
13mm (1/2in) 4.6：6.8 [opGZ`>)j"  
,"79P/C  
8.5mm (1/3in) 3.6：4.8 ,MIV=*  
ygl0k \  
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。 5Jnlz@P9  
Yz)qcU  
2、视场角的计算 UkGCyGyZ[  
Y\'}a+:@Ph  
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。 Y`wSv NU  
.6 ?U@2  
水平视场角β (水平观看的角度） "tpSg  
L9#g)tf 8T  
垂直视场角q（垂直观看的角度） o#1 $q`Z  
B4 }bVjs  
式中W、H、f同上 。 IV)j1  
{H'Y `+  
水平视场角与垂直视场角的关系如下 ： lU8Hd|@-  
7"D.L-H  
表中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平 cj5+N M"  
kylVH! @l  
或垂直视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W。 x'R`. !g3  
koi^l`B$  
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 \xoP)Ub>  
<1M-Ro?5k  
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。 9=2$8JN=(l  
%H"47ZFxAs  
焦距f越长，视场角越小，监视的目标也就小。 Jxm.cC5z.  
@U}1EC{A  
3、图解法 Pk)1WK7E  
GWip-wI  
  如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）、高（H）和与摄像机的距离（L）决定。 一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定 ： VVOd]2{  
K", N!koj  
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 M\Kx'N  
UW EV^ &"x  
镜头焦距摄像管尺寸： Ooy7*W';  
v|2T%y_ u  
f 13mm   17mm   25mm   32mm )53y AyP  
Mf``_=K  
(1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) &@YmA1Yu)E  
@f_+=}|dc  
(mm) 水 平 视 场 角 !g2+w$YVa  
6)Lk-D  
＊·欲监视景物的尺寸。 #>+HlT  
b|W=pSTY  
＊·摄像机与景物的距离。 6!FQzFCZq  
pyvSwD5t  
＊·摄像机成像器的尺寸：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 icK/],  
Th%Sjgsn  
图解选择镜头步骤 ： \)|hogI|f  
P";'jVcR  
  利用这个关系可选择适当的镜头。 U/NoP4~{  
J7p),[>I<  
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 ： ^gnZ+`3  
V~5jfcd  
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~~~ Q$Q([Au  
可惜没图
mjs99 2007-02-02 11:01
引用第8楼vieky1982于2007-01-16 17:17发表的: ^3L0w}#  
谢谢!要学习一下~~~ '$%l7  
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 N~zdWnSZ@G  
Od,qbU4O  
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 '$]97b7G  
好东西 U$D65B4=  
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 rlSeu5X6  
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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