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。 7F!_gj p
n,q+ EZd
一、镜头的种类 ! `LaX!bmp
i<@6f'Kir
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。 dbQUW#<Q
R @ N
I
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。 Ri =>evx
rXPq'k'h#-
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 h y3j8?66
B&ItA76
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。 aVNBF`
8QDs4Bv|
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。 =Yg36J4[
`$vTGkGpY
2、手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。 osPJ%I`^
r9McCebIW
3、自动光圈镜头（EF镜头）可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。 2oyTS*2u_&
FR &4i" +
4、电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用。 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。 0*^ J;QGE
Fa:fBs{
三、镜头的计算 % { WZ
/n;Ll](ri
1、公式计算法 ofH= h
A{3Aw| ;
(1)、视场和焦距的计算 _:DnF
U ]jHe
视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦距及所要求改成像大小确定的。镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下： 6 2GP1qH9
Fr_es x
1—视场计算图 QWz5iM
sL rSi
式中： H=视场（摄取场景）高度（m） F9@,T8I
{\3k(NdEX
W=视场（摄取场景）宽度（m） ^PA >t$
ChO?Lm$y
由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样， 其比例均为 4∶3，所以 __o`+ ^FS
8|*#r[x
W= H (m) 41Bp^R}^/
q_S`@2Dzz,
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) QFt7L
RP 'VEJ
f — 焦距(mm) 3
r4QB
hi O:VA
a — 像场（靶面成像面积）宽度（mm） aV"K%#N
NsDJ q{
b — 像场（靶面成像面积）高度（mm） `2`Nu:r^
Rj6:.KEJ
因摄像机的摄像管不同，其靶面像场的值也不同，具体数值如下表1 oE@{h$=
o_; pEe
摄像机靶面成像像场a、b值 <{ !^
=+;1^sZ
表 1 AKs=2N> 7
lCT N
dW+=
摄像管尺寸 a (mm) ：b (mm) &* GwA
]+A>*0#"
25.5mm (1in) 9.5 ：12.7 J A0$Fz
eLE9-K+
19.0mm (3/4in) 7.4：9.9 i\ hH .7G1
{T|sU\| Q
17mm (2/3in) 6.6 ：8.8 8&snLOU
-Q
HgL*/d
13mm (1/2in) 4.6：6.8 0w^\sf%s
j$r .&,m
8.5mm (1/3in) 3.6：4.8 wXw pKm
!#cZ!
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。 18JhC*in
F%QZe*m[
2、视场角的计算 kcT ?< r
09?n5x!6
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。 eveGCV;@
/?X1>A:*
水平视场角β (水平观看的角度） uV1H iv-
E-h`lDoJ
垂直视场角q（垂直观看的角度） sX53(|?*
QYDTb=h~
式中W、H、f同上 。 <<F#Al
tMGkm8y-A
水平视场角与垂直视场角的关系如下 ： | rJ_
u*_I7.}9
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 - bL
7M5
?m-kpW8
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。 L8-
[{3WHS.
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 ]P/eg$u'I
G#V5E)Dx
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。 5wX e^G
,Ie~zZE &
焦距f越长，视场角越小，监视的目标也就小。 4eb<SNi
g*8LdH 6mq
3、图解法 TSu^ .K
it !i'lG
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 ;_0"g
Q"c!% `\
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 Sd'Meebu
lh`inAt)"
镜头焦距摄像管尺寸： kfb+OE:7
Gjuc"JR7
f 13mm 17mm 25mm 32mm -k\7k2
;aYPv8s~,:
(1/2in) (2/3in) (1in) (1 1/4in) 20 gPx;
=!NYvwg6;o
(mm) 水 平 视 场 角 Z5~dU{XsT
<x@\3{{U
＊·欲监视景物的尺寸。 'N,3]Soi
j9C=m"O
＊·摄像机与景物的距离。 &*g5kh{
uF5d
]{Qt
＊·摄像机成像器的尺寸：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 2YK4 SL
M%4o0k]E,s
图解选择镜头步骤 ： /1 ++ 8=
(\FjbY9&
利用这个关系可选择适当的镜头。 dtjaQsJM^
bj` cYL%
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 ： R7T"fN
}4xxge?r
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。
