切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 19594阅读
    • 32回复

    [转载]摄像机镜头的选择与计算 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线6618
     
    发帖
    80
    光币
    330
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2006-10-18
    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。 ^ 7)H;$  
    L/5th}m  
    一、镜头的种类 VmXXj6l&  
    <^ratz!-  
    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。 k[*> nE  
    k? ,/om1  
    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。 @Q!Tvw/  
    SF"r</c[  
    二、手动、自动光圈镜头的应用范围 OhM_{]*  
    ' wp _U /  
      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。 QVl"l'e8  
    w(*},  
    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。 WP^wNi ~>  
    1DH P5q  
    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。 {Z>Mnw"R  
    wzY{ii  
    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。 r =]$>&  
    ^5k~ 7F.  
    4、电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用。 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。 8LY^>.  
    :*t5?  
    三、镜头的计算 crgVedx~}  
    V~$?]Z%_  
    1、公式计算法 VLfKN)g  
    Y+0GJuBf  
    (1)、视场和焦距的计算 bH%d*  
    E0u&hBd3_  
      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: I(z16wQ  
    [88PCA:  
      1—视场计算图 *{O[}  
    s+h}O}RV  
    式中: H=视场(摄取场景)高度(m) Bt(nm> Ng  
     e `K{  
    W=视场(摄取场景)宽度(m) o76{;Bl\O  
    :xY9eq=  
    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 |:L}/onK  
    K :>O X  
    W= H (m) T5dnj&N ]  
    _auFt"n  
    L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) w=5<mw  
    j?\z5i""f  
    f — 焦距(mm) YU\k D  
    Sf2xI'  
    a — 像场(靶面成像面积)宽度(mm) v]}\Ns/  
    _s}`ohKvD  
    b — 像场(靶面成像面积)高度(mm) q RRvZhf  
    :*YnH&  
    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 f*Os~@K  
    P#[?Kfi  
    摄像机靶面成像像场a、b值 bYr*rEcA  
    RSnBG"  
    表 1 vdot .  
    jVqpokWH  
    摄像管尺寸 a (mm) :b (mm) Ml'lZ)  
    dZ4c!3'F  
    25.5mm (1in) 9.5 :12.7 msQ?V&+<  
    iV!V!0- @  
    19.0mm (3/4in) 7.4:9.9 YdN]Tqc  
    dk0} q6~  
    17mm (2/3in) 6.6 :8.8 -&lD0p>*g  
    s&XL{FE  
    13mm (1/2in) 4.6:6.8 W>'(MB$3  
    "/%o'Fq  
    8.5mm (1/3in) 3.6:4.8 I__ a}|T%  
    U/_hH*N"!  
    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。 u-QHV1H`(  
    m^w{:\p  
    2、视场角的计算 ,;f5OUl?[  
    ,wngS=  
    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。 AHHV\r  
    yR"mRy1  
    水平视场角β (水平观看的角度) bCiyz+VyJn  
    .Ad9(s  
    垂直视场角q(垂直观看的角度) xqQK-?k  
    Vlge*4q  
    式中W、H、f同上 。 \u;`Lf  
    ;s-@m<  
    水平视场角与垂直视场角的关系如下 : /QQjb4S}  
    YPA$38  
    表中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值,如果知道了水平 #$F*.vQSs+  
    /Pg)@*~  
    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。 ZZi|0dG4;  
    Qj$w7*U  
    例如:摄像机的摄像管为17mm (2/3in),镜头焦距f为12mm,从表2中查得水平 `>OKV;~{z  
     ;v/un  
    视场角为40°而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度W。 ?]o(cz  
    A4rkwM  
    焦距f越长,视场角越小,监视的目标也就小。 '*Ld,`  
    ^x_$%8  
    3、图解法 WQbjq}RfI  
    '8(UiB5d  
      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 : X#zp,7j?  
    T6."j_  
    摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 cIcu=U  
    ^;tB,7:*V  
    镜头焦距摄像管尺寸: WdB\n/BWB  
    i1'G_bo4F7  
    f 13mm   17mm   25mm   32mm B#cN'1c  
    O%haaL\  
    (1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) [B+:)i  
    (/s~L*gF{  
    (mm) 水 平 视 场 角 z7+>G/o  
    "h|kf% W  
    *·欲监视景物的尺寸。 Kr;=4xg=  
    lxr;AJ(  
    *·摄像机与景物的距离。 b*/Mco 9O  
    _"*s x-  
    *·摄像机成像器的尺寸:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 XVJH>Zw  
    ]Qa|9G,b  
    图解选择镜头步骤 : vVrM[0*c  
    eTay/i<-  
      利用这个关系可选择适当的镜头。 sZEa8  
     nF<xJs  
    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 : pM}~/  
    >#Xz~xI/I  
    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。
     
    分享到
    离线jackaroo
    发帖
    193
    光币
    563
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2006-11-14
    要学习一下。
    离线xuyingibng
    发帖
    1
    光币
    0
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2006-11-21
    谢谢楼主。辛苦了。学习一下。
    离线focus
    发帖
    962
    光币
    3
    光券
    0
    只看该作者 3楼 发表于: 2006-11-22
    谢谢楼主。辛苦了。学习一下。
    在线optics
    发帖
    810
    光币
    23283
    光券
    0
    只看该作者 4楼 发表于: 2006-11-26
    谢谢!要学习一下~~~
    离线ibelieve
    发帖
    59
    光币
    34
    光券
    0
    只看该作者 5楼 发表于: 2006-12-02
    谢谢!要学习一下~~~
    离线xxl_70
    发帖
    2
    光币
    2
    光券
    0
    只看该作者 6楼 发表于: 2006-12-28
    如果是有图示那就更好了,看起来就更直观了
    离线slbn0000
    发帖
    3
    光币
    1
    光券
    0
    只看该作者 7楼 发表于: 2007-01-05
    是啊 视场到底怎么算呢
    离线vieky1982
    发帖
    24
    光币
    18
    光券
    0
    只看该作者 8楼 发表于: 2007-01-16
    谢谢!要学习一下~~~ b1jDbiH&  
    可惜没图
    离线mjs99
    发帖
    469
    光币
    2144
    光券
    0
    只看该作者 9楼 发表于: 2007-02-02
    引用第8楼vieky19822007-01-16 17:17发表的: 8h@L_*Kr  
    谢谢!要学习一下~~~ ![\P/1p  
    可惜没图