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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。 8U,VpuQ:  
Tb~|p_;o  
一、镜头的种类 gO>XNXN{  
2'O2n]{  
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。 3m RP.<=  
/Y=Cg%+  
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。 +ZH-'l  
j8k5B"  
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 rG7E[kii  
oNW.-gNT  
  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。 Y ,1ZvUOB  
T: zO9C/  
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。 5`su^  
Z(Styn/x  
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。 0$RZ~  
Yj%hgb:)  
3、自动光圈镜头（EF镜头）可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。 ZL!,s#  
sVdn>$KXk  
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。 X.~z:W+  
p mv6m  
三、镜头的计算 <2b&AF{En  
O~3<P3W  
1、公式计算法 !O;su~7  
6T-h("t  
(1)、视场和焦距的计算 m |K"I3W$  
E P1f6ps  
  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： <( "M;C3y  
&BF97%E2  
  1—视场计算图  |tK_Bn  
M%(B6};J  
式中： H=视场（摄取场景）高度（m） QaAA@l  
;/ wl.'GA  
W=视场（摄取场景）宽度（m） %S$P<nKN5  
#vwK6'z  
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 TcW-pY<N  
qp#Is{=m  
W= H (m) d|I_SI1  
YUGE>"{  
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) xIt'o(jQH  
O} #Ic$38  
f — 焦距(mm) b/#SkxW#S  
E[Xqyp!<  
a — 像场（靶面成像面积）宽度（mm） 7j,-o  
8'K~+L=}  
b — 像场（靶面成像面积）高度（mm） j-~x==c-;  
[{!K'V  
因摄像机的摄像管不同，其靶面像场的值也不同，具体数值如下表1 (Dat`:  
[z:.52@!  
摄像机靶面成像像场a、b值 >(EC.ke  
=*0KH##%$  
表 1 [j3-a4W u  
{oXU)9vj  
摄像管尺寸 a (mm) ：b (mm) T]er_n  
J&P{7a  
25.5mm (1in) 9.5 ：12.7 <x!q! ;  
% w\   
19.0mm (3/4in) 7.4：9.9 8 x=J&d  
_sp, ,gz  
17mm (2/3in) 6.6 ：8.8 LDDg g u   
:k; c|MW  
13mm (1/2in) 4.6：6.8 [Sr^CY P(  
bk(q8xR`  
8.5mm (1/3in) 3.6：4.8 -JKl\E  
rt rPRR\:"  
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。 MQc<AfW3/  
y ;/T.W9!  
2、视场角的计算 f-.dL  
}4uHT.)  
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。 C33BP}c]  
x5w5xw  
水平视场角β (水平观看的角度） x/fhlf}a}=  
jj,CBNo(  
垂直视场角q（垂直观看的角度） =l)D$l  
'c&[kMR  
式中W、H、f同上 。 tG7F!um(  
c;X%Ar  
水平视场角与垂直视场角的关系如下 ： ]KQv ]'  
opXxtYC@  
表中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平 lGlh/B%  
k~0#Iy_{M  
或垂直视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W。 (U{,D1?  
/3`yaYkSh  
例如：摄像机的摄像管为17mm (2/3in),镜头焦距f为12mm，从表2中查得水平 YujR}=B!/  
@~z4GTF9i  
视场角为40°而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度W。 ~hZr1hT6L  
*b}/fG)XZ  
焦距f越长，视场角越小，监视的目标也就小。 3 <A?  
"u.'JE;j  
3、图解法 +`J~c|(  
LULRi#n  
  如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）、高（H）和与摄像机的距离（L）决定。 一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定 ： h]Y,gya[yk  
kOE\.}~4  
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 <(!~s><.  
<e?1&56  
镜头焦距摄像管尺寸： KqL+R$??"(  
~W2Od2p !  
f 13mm   17mm   25mm   32mm .GSK!1{@  
u?F^gIw  
(1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) eP|_  
z"D0Th`S6  
(mm) 水 平 视 场 角 BvLC%  
!X5LgMw^;  
＊·欲监视景物的尺寸。 !C&  ^%a  
3Q#Tut  
＊·摄像机与景物的距离。 [$DI!%e|  
"C.cU  
＊·摄像机成像器的尺寸：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 hcqg94R#_  
{UFs1  
图解选择镜头步骤 ： hz+O.k],?  
vn+~P9SHQ  
  利用这个关系可选择适当的镜头。 $qR<_6j  
cCuK?3V4K  
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 ： M9QYYo@  
3s0 I<cL  
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~~~ p=[SDk`  
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: (sSGJS'X  
谢谢!要学习一下~~~ P7epBWqDP  
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 %Iiu#- 'B  
}tQ^ch;Q  
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 RIDl4c [  
好东西 e|q~t {=9S  
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 oPVt qQ  
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.
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