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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。 vIv3rN=5vB  
y$W3\`2q  
一、镜头的种类 ;hp; Rd  
"lAS <dq  
1、按镜头尺寸划分:摄像机镜头与摄像机一样也分为8.5mm(1/3in)、13mm(1/2in)、17mm(2/3in)、19mm(3/4in)、25mm(1in)等多种,在选择摄像机镜头时,一般应与摄像机相对应,即13mm摄像机应选用13mm镜头。 U}TQXYAg  
AE~}^(G`  
2、按镜头类别划分:摄像机镜头分手动光圈镜头和自动光圈镜头两大类型,手动和自动调整都是为了调节光通量,使传感器感受的光量保持在最佳状态。 B*Xh$R  
<o`]wOrl  
二、手动、自动光圈镜头的应用范围 "6h.6_bTw  
jt*@,+e|  
  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。 At:C4>HE@  
jl7-"V>j?;  
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。 ?`iBp+iBv  
[# H8Mb+7  
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。 eu/Sp3@v  
A>S2BL#=  
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。 b&&'b )  
breVTY7 S  
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。 6f1Y:qK'@  
cV,URUD  
三、镜头的计算 VNfx>&`  
ax}Xsk_  
1、公式计算法 3j#F'M)s{  
an@Ue7  
(1)、视场和焦距的计算 SesO$=y  
{%dQV#'c  
  视场系指被摄取物体的大小,视场的大小是以镜头至被摄取物体距离,镜头焦距及所要求改成像大小确定的。镜头的焦距,视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下: xEqrs6sR  
^4i3#}  
  1—视场计算图 n`1i k'x?  
b9jm= U  
式中: H=视场(摄取场景)高度(m) cQb%bmBc5  
/GNYv*  
W=视场(摄取场景)宽度(m) ~KvCb3~X  
F*u;'K   
由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样, 其比例均为 4∶3,所以 >^}z  
Vh&KfYY  
W= H (m) \U8Vsx1tl  
3._fbAN%e  
L — 镜头至被摄取物体的距离(视距)(m) Z]CH8GS~<  
UNae&Zir  
f — 焦距(mm) iddT.   
nz+KA\iW  
a — 像场(靶面成像面积)宽度(mm) G@2M&0'  
:7zI!edu  
b — 像场(靶面成像面积)高度(mm) .Dz /MSl  
J.(_c ' r  
因摄像机的摄像管不同,其靶面像场的值也不同,具体数值如下表1 7v_e"[s~  
8 B5%IgA  
摄像机靶面成像像场a、b值 -fv.ByyA  
h !1c(UR  
表 1 7BnP,Nd"W  
N4 pA3~P  
摄像管尺寸 a (mm) :b (mm) gsAO<Fy  
~gD'up@$/  
25.5mm (1in) 9.5 :12.7 -mF9Skj  
.[! ^ L  
19.0mm (3/4in) 7.4:9.9 ?CC6/bE-{  
U;/ )V  
17mm (2/3in) 6.6 :8.8 pY@+.V`a  
O1"!'Gk[!L  
13mm (1/2in) 4.6:6.8 Pa*yo:U'h  
~Q0}>m,S  
8.5mm (1/3in) 3.6:4.8 [ 0Sd +{Q  
Fu$otMw%l  
从式中可以看出,当L不变,H或W增大时,f变小。当H或W不变时,L增大时,f 增大。 p%_TbH3j`  
X"]ZV]7(]s  
2、视场角的计算 -p }]r  
@{G(.S  
如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出视场宽度和高度。 53c6dl  
p#w,+)1!d  
水平视场角β (水平观看的角度) L[^e< I  
3ba"[C|  
垂直视场角q(垂直观看的角度) Wil +"[Ge  
,~!lNyL  
式中W、H、f同上 。 rBL)ct  
~H.;pJ{ 8  
水平视场角与垂直视场角的关系如下 : ,3K?=e2  
u|C9[(  
表中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值,如果知道了水平 MD,-<X)Qy  
]KmYPrCl0  
或垂直视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W。 NTC,Vr\A  
z'm;H{xf  
例如:摄像机的摄像管为17mm (2/3in),镜头焦距f为12mm,从表2中查得水平 bF.Aj8ZQ  
k`d  
视场角为40°而镜头与被摄取物体的距离为2m,试求视场的宽度W。 R *U>T$  
31}6dg8?n  
焦距f越长,视场角越小,监视的目标也就小。 eP)RP6ON{  
Gs%kqD{=  
3、图解法 0bor/FU-d  
nsPM`dz/  
  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 : JGtdbD?Fw  
a?;{0I:Ln  
摄像机在不同焦距f时水视场角β表 2 A[o Ri}=  
IpWl;i`__  
镜头焦距摄像管尺寸: B\6\QQ;rUo  
b(yY.L=K  
f 13mm   17mm   25mm   32mm > ,[(icyzn  
T|u)5ww%  
(1/2in)   (2/3in)   (1in)   (1 1/4in) }\@*A1*X2  
/N $T[  
(mm) 水 平 视 场 角 f-Sb:O!V  
(efH>oY[  
*·欲监视景物的尺寸。 Ne=D $o  
-6? 5|\  
*·摄像机与景物的距离。 7"gy\_M  
k,?k37%T]  
*·摄像机成像器的尺寸:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 )Z62xK2  
A9"ho}<  
图解选择镜头步骤 : 6wGf47  
&0 @2JS/!  
  利用这个关系可选择适当的镜头。 =0Nd\  
yEH30zSt  
估计或实测视场的最大宽度; 估计或实测摄像机与被摄景物间的距离;使用1/3"镜头时使用图2, 使用1/2"镜头时使用图3, 使用2/3"镜头时使用图4,使用1"镜头时使用图5。具体方法: 在以W和L为座标轴的图 2~5中, 查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中,应选用座标交点上 面那条线指示的数值。 例如 : 5yry$w$G)  
1&dWt_\  
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~~~ X@ TQD  
可惜没图
mjs99 2007-02-02 11:01
引用第8楼vieky19822007-01-16 17:17发表的: =YI<L8@g~  
谢谢!要学习一下~~~ xmbkn}@A  
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 cSQvP.  
yo3'\I  
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 l\JoWL  
好东西 ?=-18@:.ss  
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 )lE]DG!  
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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