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。 XO#/Fv!
r/pH_@
一、镜头的种类 L,y6^J!
EA ]+v q
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。 %CWPbk^
zp\8_ U @
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。 S$ KFf=0
P96pm6H_;
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 !.2<| 24
DZzN>9<)^
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。 %ZHP2j
%~
RMMd#/A@}
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。 <: &*
2,ECYie^
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。 y#}cC+;
$kR N
h6
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。 G\|,5HE D
*s@Q tgu
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。 vJAZ%aW
3u%{d G a
三、镜头的计算 P[s8JDqu
o7IxJCL=Q
1、公式计算法 ss;R8:5
+`? Y?L^
J
(1)、视场和焦距的计算 C9p"?vX
,{\Bze1fn
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： LC1 (Xb f
E =){K
1—视场计算图 [M+f-kl
~-wPP{!
式中： H=视场（摄取场景）高度（m） 1lv2@QH9
=8U&[F
W=视场（摄取场景）宽度（m） n3J53| %v
CI3XzH\IX*
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 J\ e+}{
AT5aDEb^^
W= H (m) DTWD |M
@A)R_p
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) q^6 +!&"
\Qm CeB
f — 焦距(mm) Z@hD(MS (C
=4 h+
M$2
a — 像场（靶面成像面积）宽度（mm） 2h?uNW(0Q
~o n(3|$
b — 像场（靶面成像面积）高度（mm） bXS:x
!UFfsNiXZ
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 z0/}
!
:d ~ |jS
摄像机靶面成像像场a、b值 %vBhLaE
4DTzSy:x
表 1 y-CX}B#j
N/GQt\tV<
摄像管尺寸 a (mm) ：b (mm) $+7`Dy!
([x o9FP ;
25.5mm (1in) 9.5 ：12.7 dDnf^7q/
2B,] -Mu)
19.0mm (3/4in) 7.4：9.9 z
$MV% F
VN %INUi@
17mm (2/3in) 6.6 ：8.8 xU%w=0z <
s|D >-
13mm (1/2in) 4.6：6.8 Z}-Vf$O~
iDf,e Kk$'
8.5mm (1/3in) 3.6：4.8 wY"Q o7
w9|w2UK
从式中可以看出，当L不变,H或W增大时,f变小。当H或W不变时,L增大时,f 增大。 H{t_xL)k.
@BNEiOAZ#
2、视场角的计算 KM`eIw >8
*28pRvY:b
如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出视场宽度和高度。 t!I aUW
bO<C R
水平视场角β (水平观看的角度） itzyCw2|#
DS< }@
垂直视场角q（垂直观看的角度） uPniLx\t:
&7_Qd4=08w
式中W、H、f同上 。 T 6~_Q}6
UQ4% Xp
水平视场角与垂直视场角的关系如下 ： Pzb|t+"$
Rar"B*b;$
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 +kFxi2L6
mA{~Pp Sb
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。 ;>mCalwj
m XXt'_"
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 w}CmfR
1 `KN]Nt
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。 #Z5}2soA
kCXdGhb
焦距f越长，视场角越小，监视的目标也就小。 l9M 0cZ,
aj}(E +
3、图解法 gR@C 0
%e @#ux 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 ： r/*=%~*
){Ob,LEU&
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 ox
;
B ^^r\L9
镜头焦距摄像管尺寸： P bQk<"J1
kkK
kf '
f 13mm 17mm 25mm 32mm 07hF2[i
yZ!T8"mz{
(1/2in) (2/3in) (1in) (1 1/4in) YX*Qd$chZ
n!qV> k9Y
(mm) 水 平 视 场 角 r$wxk 4%Rz
qL94SW;
＊·欲监视景物的尺寸。 i.:. Y
TFcT3]R[rL
＊·摄像机与景物的距离。 4np qJ1
,$eK-w
＊·摄像机成像器的尺寸：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 U#1bp}y
c_"
~ n|
图解选择镜头步骤 ： X*L;.@xA
F!.E5<&7=
利用这个关系可选择适当的镜头。 O= 9-Qv|
vaon{2/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 ： "5A&_E }3
4BwQA #zE
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。
