首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 光学镜头设计 -> 摄像机镜头的选择与计算 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

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。 `9;0Y  
kN7 J Z12  
一、镜头的种类 Dz d[<Qln  
+cH,2^&  
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。 (V&5EO8)  
LSewMj  
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。 yS#)F.  
6/-]  
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 A]0A,A0  
l5h+:^#M5c  
  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。 ,+w9_Gy2H  
/q| r!+  
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。 nm"]q`(K  
d]A.=NAc  
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。 @JW HG1qJ  
&f=O`*I'+!  
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。 j1zrjhXI  
Lql2ry$Wa  
4、电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用。 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。 4^r4O#  
( p(/  
三、镜头的计算 mM9aT0_w  
&}'FC7}  
1、公式计算法 &9Y ^/W  
n?KhBJx 4  
(1)、视场和焦距的计算 J#.f%VJ  
}b5omHUE%  
  视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦距及所要求改成像大小确定的。镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下： ]I,(^Xq3a(  
}Q2v~eD  
  1—视场计算图 ai7R@~O:_k  
r'J="^k{  
式中： H=视场（摄取场景）高度（m） ?F6L,  
t1JU_P  
W=视场（摄取场景）宽度（m） Vu`5/QDq  
N#``(a  
由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样， 其比例均为 4∶3，所以 W [*Go  
` 0$i^,}  
W= H (m) tJG+k)EE  
HLe/|x\@<  
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) -9] ucmN  
~dO+kD  
f — 焦距(mm) s.X .SJ  
&k@\k<2Ia  
a — 像场（靶面成像面积）宽度（mm） (himx8Uml2  
MzFFWk  
b — 像场（靶面成像面积）高度（mm） >D jJ*vM  
hv  
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 Y\,aJL$  
C66 9:%  
摄像机靶面成像像场a、b值 8J#U=qYei  
 Vp7d  
表 1 $@D*/@  
GE8.{P  
摄像管尺寸 a (mm) ：b (mm) s=e`}4  
sYq:2Wn>8Q  
25.5mm (1in) 9.5 ：12.7 r6eZ-V`4  
i]#"@xQ  
19.0mm (3/4in) 7.4：9.9 M }! qH.W  
zv7)JH7EV&  
17mm (2/3in) 6.6 ：8.8 BTzBT%mP  
~.tl7wKkR/  
13mm (1/2in) 4.6：6.8 =F2`X#x_j  
/F$E)qN7n  
8.5mm (1/3in) 3.6：4.8 eZ oAy[  
86pA+c+U  
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。 ?n]adS{  
d5>EvK U  
2、视场角的计算 J(G-c5&=  
}[{9u#@#  
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。 #bJp)&LO  
q@G}Hjn  
水平视场角β (水平观看的角度） VbDk44X.W  
1V wcJd  
垂直视场角q（垂直观看的角度） Pl. y9g~  
m-6&-G#  
式中W、H、f同上 。 Q #X'.](1  
W}y)vrL  
水平视场角与垂直视场角的关系如下 ： No8-Hm  
(wFoI}s  
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 pw&k0?K#  
 m^\&v0  
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。 ,1g_{dMx  
]%ewxF  
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 F [Lg,}  
52 *ii  
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`|QF  
[7Q%c!e$*  
焦距f越长，视场角越小，监视的目标也就小。 3GNcnb  
yM}3u4FG  
3、图解法 ?yxQs=&-q~  
hH9~.4+*`g  
  如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）、高（H）和与摄像机的距离（L）决定。 一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定 ： 2">de/jS  
s3T7M:DM4  
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 s q;!5qK  
/k[8xb  
镜头焦距摄像管尺寸： @eZBwFe  
Vo6+|ztk|  
f 13mm   17mm   25mm   32mm h-//v~V)  
&qK:LHhj  
(1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) u|Oc+qA(  
5*f54g"'  
(mm) 水 平 视 场 角 qco uZO  
}OhSCH'o6  
＊·欲监视景物的尺寸。 xFekSH7[F  
@)x*62r+  
＊·摄像机与景物的距离。 +*w}H 0Z  
ZqdoYU'  
＊·摄像机成像器的尺寸：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 dF09_nw  
0WfnX>(C7R  
图解选择镜头步骤 ： ZW9OPwV  
]v0Z[l>yf  
  利用这个关系可选择适当的镜头。 UM#.`  
7p hf  
估计或实测视场的最大宽度； 估计或实测摄像机与被摄景物间的距离；使用1/3"镜头时使用图2, 使用1/2"镜头时使用图3, 使用2/3"镜头时使用图4,使用1"镜头时使用图5。具体方法： 在以W和L为座标轴的图 2～5中, 查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中，应选用座标交点上 面那条线指示的数值。 例如 ： D)pTE?@W'  
}zS5o [OE  
视场宽50m, 距离40m, 使用1/3"格式的镜头，在座标图中的交点比代 表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。 而用2.8mm的镜头则可以完全覆盖视场。
jackaroo 2006-11-14 22:35
要学习一下。
xuyingibng 2006-11-21 13:54
谢谢楼主。辛苦了。学习一下。
focus 2006-11-22 13:23
谢谢楼主。辛苦了。学习一下。
optics 2006-11-26 16:04
谢谢!要学习一下~~~
ibelieve 2006-12-02 22:14
谢谢!要学习一下~~~
xxl_70 2006-12-28 16:26
如果是有图示那就更好了,看起来就更直观了
slbn0000 2007-01-05 22:42
是啊 视场到底怎么算呢
vieky1982 2007-01-16 17:17
谢谢!要学习一下~~~ 5 2 Qr  
可惜没图
mjs99 2007-02-02 11:01
引用第8楼vieky1982于2007-01-16 17:17发表的: H8[A*uYL  
谢谢!要学习一下~~~ A)3H`L  
可惜没图
lightingly 2007-03-16 11:17
  tks !!!!!!!!!!!!!
f-22 2007-03-17 12:10
谢谢楼主，有配图吗
flyming82 2007-03-27 18:14
谢谢!~~~~~~~~~~
stl 2007-03-31 22:21
THANKS！
seefly 2007-04-02 00:04
即将工作，好好学习一下
helenxm_su 2007-06-06 01:14
谢谢楼主!正在学习中，谢谢!
happy3635 2007-06-29 22:54
学习一下
zhaoyp 2007-08-07 13:11
thank you
joisnhen 2007-09-13 02:18
进来学习的。。。谢谢
crystal99 2007-09-13 08:48
謝謝﹗ [s:1]
sea_83 2007-10-11 14:08
可惜没图看不清楚
yowen 2007-10-11 18:13
不错呀 %+Ze$c}X  
x51R:x(p  
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 2O[sRm)  
好东西 Vi-Ph;6[  
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 ~[t#$2d}  
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.
查看本帖完整版本: [-- 摄像机镜头的选择与计算 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计