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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。 gNG.l  
`d.Gw+Un  
一、镜头的种类 w' .'Yu6  
Ct-rD79l  
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。 YcPKM@xo  
)8 oEs  
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。 :{x!g6bK@  
$# D n4  
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 >xk lt"*U,  
2-QuT"Gkd  
  手动光圈镜头是最简单的镜头,适用于光照条件相对稳定的条件下 。手动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的一个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户外或人工照明经常开关的地方,自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动,马达受控于摄像机的视频信号。手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 tWcizj;?wK  
 b$PT_!d  
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。 7sCR!0  
Cm99?K  
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。 L00Sp#$\  
?.]o_L_K  
3、自动光圈镜头(EF镜头)可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用,特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面,一般都配自动光圈镜头。 nZ"{y  
-/@|2!d  
4、电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用。 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。 }_Tt1iai*  
h<+PP]l=  
三、镜头的计算 =PI^X\if88  
B?$S~5  }  
1、公式计算法 &19l k   
JHnk%h0  
(1)、视场和焦距的计算 (7M^-_q]D  
A9NOeE  
  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: j0ci~6&b3_  
xgZV0!%  
  1—视场计算图  JsZAP  
7qCJ]%)b6  
式中: H=视场(摄取场景)高度(m) &*Q|d*CP  
WZfk}To1#  
W=视场(摄取场景)宽度(m) md1EJ1\14  
9O(i+fM  
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 rD:gN%B=  
x.jYip  
W= H (m) "`gfy  
h;cB_6vt  
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) 6ON  
M Ak-=?t  
f — 焦距(mm) DLwC5Iir  
=NVZ$KOZ  
a — 像场(靶面成像面积)宽度(mm) W}#QKZ)MB  
WZ-4^WM=!  
b — 像场(靶面成像面积)高度(mm) L8,H9T#e  
B:R7[G;1  
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 wgSR*d>y*9  
$Uv<LVd(  
摄像机靶面成像像场a、b值 9,Crmbw8  
u|_I Twk  
表 1 MEdIw#P.}{  
M"$jpBN*  
摄像管尺寸 a (mm) :b (mm) 7Va#{Y;Zy  
@p9e:[  
25.5mm (1in) 9.5 :12.7 CSd9\V  
C,sD?PcSi+  
19.0mm (3/4in) 7.4:9.9 qv ;1$  
y]~+`9  
17mm (2/3in) 6.6 :8.8 F^%{ ;  
1 $KLMW  
13mm (1/2in) 4.6:6.8 89:?.'  
qd#(`%_/  
8.5mm (1/3in) 3.6:4.8 YoSo0fQA  
ims=-1,  
从式中可以看出,当L不变,H或W增大时,f变小。当H或W不变时,L增大时,f 增大。 } K+Q9<~u  
S<2CG)K[  
2、视场角的计算 _{2Fx[m%  
<{-(\>f!9  
如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出视场宽度和高度。 = C$ @DNEc  
u~naVX\3b  
水平视场角β (水平观看的角度) c'TiWZP~  
_.Z&<.lJ  
垂直视场角q(垂直观看的角度) _!$Up  
Hb@G*L$  
式中W、H、f同上 。 QYf/tQg$  
pjmGzK  
水平视场角与垂直视场角的关系如下 : ?hry=I(7r  
AK*mcTr  
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 C-:SQf  
@kCD.  
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。 =Nv= Q mO  
ga 2Q3mV  
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 pdcwq~4~%  
5b{yA~ty  
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。 -!bLMLIg  
sBuq  
焦距f越长,视场角越小,监视的目标也就小。 %x'bo>h@  
U~){$kpI#  
3、图解法 ~H yyq-  
LBbo.KxAe3  
  如前所示,摄像机镜头的视场由宽(W)、高(H)和与摄像机的距离(L)决定。 一旦决定了摄像机要监视的景物,正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定 : 28UL  
WV !kA_  
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 J?n)FgxS  
\{+nXn  
镜头焦距摄像管尺寸: !rsqr32]  
oZ*=7u  
f 13mm   17mm   25mm   32mm xJF6l!`  
v{rK_jq  
(1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) n[MIa]dK  
Y+"hu2aPkY  
(mm) 水 平 视 场 角 asmW W8lz  
Z.Y;[Y  
*·欲监视景物的尺寸。 @L>NN>?SGQ  
q$u\ q.  
*·摄像机与景物的距离。 G &rYz  
(61twutC  
*·摄像机成像器的尺寸:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 `S/1U87  
1A/c/iC  
图解选择镜头步骤 : Pguyf2/w  
_G}CD|Kx  
  利用这个关系可选择适当的镜头。 ubN"(F:!-S  
Y4 ~wNs6  
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 : [nPzh Xs  
,d [b"]Zy  
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~~~ M_.,c Vk  
可惜没图
mjs99 2007-02-02 11:01
引用第8楼vieky19822007-01-16 17:17发表的: J)yy}[Fx  
谢谢!要学习一下~~~ i6ypx  
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 irw 7  
Z *<x  
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 g2>u]3&W  
好东西 Yg,lJ!q  
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 &c9Fw:f;  
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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