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    [转载]摄像机镜头的选择与计算 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 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。 G~ldU: ?  
    w,,QXJe{Z_  
    一、镜头的种类 &$,%6X"  
    ? bq S{KF  
    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。 !bPsJbIo>  
    {#Lj,o  
    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。 _`H2CXG g  
    !' D1aea5  
    二、手动、自动光圈镜头的应用范围 4F-r}Fj3  
    0c$0<2D%  
      手动光圈镜头是最简单的镜头,适用于光照条件相对稳定的条件下 。手动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的一个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户外或人工照明经常开关的地方,自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动,马达受控于摄像机的视频信号。手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 ~"Kf+eFi  
    <8JV`dTywC  
    1、定焦距(光圈)镜头,一般与电子快门摄像机配套,适用于室内监视某个固定目标的场所作用。定焦距镜头一般又分为长焦距镜头,中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头;焦距小于成像尺寸的称为短距镜头,短焦距镜头又称广角镜头,该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头。短焦距镜头主要用于环境照明条件差,监视范围要求宽的场合。 焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头,长焦距镜头又称望远镜头,这类镜头的焦距一般在150mm以上,主要用于监视较远处的景物。 >BDK?YMx  
    G<5i %@  
    2、手动光圈镜头,可与电子快门摄像机配套,在各种光线下均可使用。 iut[?#f^  
    +# 38  
    3、自动光圈镜头(EF镜头)可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用,特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面,一般都配自动光圈镜头。 o~_wx  
    wU9H=w^  
    4、电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用。 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。 fpDx)lQ  
    [\Ks+S  
    三、镜头的计算 =)2sehU/  
    _D{V(c<WD  
    1、公式计算法 9(\eL9^  
    <3 b|Sk:T  
    (1)、视场和焦距的计算 [32]wgw+{1  
    .[@TC@W  
      视场系指被摄取物体的大小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜头焦距及所要求改成像大小确定的。镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下: DR d|m<Z  
    9i&(VzY[=  
      1—视场计算图 |#&{`3$CG[  
    ']bpsn  
    式中: H=视场(摄取场景)高度(m) p}b:(QN~m  
    86bRfW'  
    W=视场(摄取场景)宽度(m) XL`*T bx  
    c7E|GZ2Hc  
    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 AM[#AZv  
    4/z K3%J  
    W= H (m) (P+TOu-y\  
    B"07:sO  
    L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) 0ESxsba  
    *an^ 0  
    f — 焦距(mm) 56|o6-a^  
    JlM0]__v  
    a — 像场(靶面成像面积)宽度(mm) >q}Ns^ .'  
    j,]KidDWm  
    b — 像场(靶面成像面积)高度(mm) e[Tu.$f-  
    +b9gP\Hke  
    因摄像机的摄像管不同,其靶面像场的值也不同,具体数值如下表1 h()Ok9]  
    p#]D-?CM)  
    摄像机靶面成像像场a、b值 *2? -6  
    v$P<:M M  
    表 1 hS( )OY  
    E1=WH-iA0  
    摄像管尺寸 a (mm) :b (mm) BA5b;+o-  
    |8|_^`  
    25.5mm (1in) 9.5 :12.7 &B3[:nS2  
    3pV^Oe^9  
    19.0mm (3/4in) 7.4:9.9 cE|Z=}4I7  
    75^U<Hz-3{  
    17mm (2/3in) 6.6 :8.8 _gLj(<^9  
    LU7ia[T  
    13mm (1/2in) 4.6:6.8 prdlV)LTpY  
    VssD  
    8.5mm (1/3in) 3.6:4.8 *ommU(r8  
    P 2j"L#%  
    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。 nx2iEXsa  
    'l&),]|$)  
    2、视场角的计算 -MCDX^ >P  
    PsV1btq]  
    如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出视场宽度和高度。 5>S<9A|Q  
    "B$r{ vG  
    水平视场角β (水平观看的角度) 8iB}gHe9  
    $*KM%M6  
    垂直视场角q(垂直观看的角度) "1-gMob  
    +s`HTf  
    式中W、H、f同上 。 :c_>(~  
    fFSQLtm?E  
    水平视场角与垂直视场角的关系如下 : gf&\)"  
    (59u<F  
    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 n/&}|998?  
    Qw,{"J  
    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。 iE}Lw&x  
    8Hf:yG,  
    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 &>YdX$8x  
    :Sd"~\N+  
    视场角为40°而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度W。 B5pWSS  
    M %vZcP  
    焦距f越长,视场角越小,监视的目标也就小。 >l$qE  
    U#X6KRZ~g  
    3、图解法 fx"~WeVcO  
    GY3g`M   
      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 : A_ftf 7,  
    ){sn!5=  
    摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 |)4aIa  
    Gy3t   
    镜头焦距摄像管尺寸: #guq/g$  
    Q!T+Jc9N  
    f 13mm   17mm   25mm   32mm WlF}R\N!  
    |E(`9  
    (1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) b}C6/ zW  
    ^&Re-{ES]  
    (mm) 水 平 视 场 角 5LF#w_x  
    g?mfpwZj  
    *·欲监视景物的尺寸。  d.)%C]W{  
    ij|+MX  
    *·摄像机与景物的距离。 G'dN_6ho3  
    qGYru1  
    *·摄像机成像器的尺寸:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 E[nJ'h<h  
    v!~ ;Q O  
    图解选择镜头步骤 : vz *'1ugaA  
    7R{(\s\9:  
      利用这个关系可选择适当的镜头。 VOa7qnh4:[  
    .Z2zv*  
    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 : Z7G l^4zn  
    5RUhrE   
    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。
     
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    离线ronehwa
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    只看该作者 32楼 发表于: 2024-09-06
    nice sharing, thanks a lot.
    离线fbc110
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    只看该作者 31楼 发表于: 2011-12-27
    楼主辛苦了
    离线fbc110
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    只看该作者 30楼 发表于: 2010-10-22
    楼主好人呐!
    离线samjan
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    只看该作者 29楼 发表于: 2009-08-16
    學習中有圖 /t<C_lLM  
    更好
    离线guf68
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    只看该作者 28楼 发表于: 2008-07-02
    谢谢搂主!!
    离线liang1118
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    只看该作者 27楼 发表于: 2007-12-17
    呵呵 8UANB]@Y}  
    好东西 wB0zFlP  
    谢谢楼主哦!
    离线zydrean
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    只看该作者 26楼 发表于: 2007-12-11
    和cad设计有什么不一样
    离线ljf112
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    只看该作者 25楼 发表于: 2007-12-10
    好好学习一哈1!!!!
    离线zouxb
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    只看该作者 24楼 发表于: 2007-11-17
    没有图,也没有公式啊,怎么算啊