鏡頭及焦距計(jì)算方法

1、鏡頭及焦距計(jì)算方法一、公式計(jì)算法：視場(chǎng)和焦距的計(jì)算：視場(chǎng)是指被攝取物體的大小，視場(chǎng)的大小是以鏡頭至被攝取物體距離、鏡頭焦距及所要求的成像大小確定的。1、鏡頭的焦距，視場(chǎng)大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計(jì)算如下：f=wL/Wf=hL/Hf:鏡頭焦距w :圖象的寬度（被攝物體在 CCD靶面上成象寬度）W:被攝物體寬度L:被攝物體至鏡頭的距離h :圖象高度（被攝物體在 CCD靶面上成像高度）視場(chǎng)（攝取場(chǎng)景）高度H :被攝物體的高度 ：CCD靶面規(guī)格尺寸：?jiǎn)挝籱m規(guī)格WH1/4 "3.22.41/3 ”4.83.61/2 "6.44.82/3 ”8.86.61 "12.79

2、.64:3，當(dāng)L不變，H由于攝像機(jī)畫面寬度和高度與電視接收機(jī)畫面寬度和高度一樣，其比例均為 或W增大時(shí)，f變小，當(dāng)H或 W不變，L增大時(shí)，f增大。2、視場(chǎng)角的計(jì)算：如果知道了水平或垂直視場(chǎng)角便可按公式計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)寬度和高度。水平視場(chǎng)角3 （水平觀看的角度）3 =2arctg(w/2f)=2arctg(W/2L)垂直視場(chǎng)角q (垂直觀看的角度)q=2arctg(h/2f)=2arctg(H/2L)式中w、H、f、L同上水平視場(chǎng)角與垂直視場(chǎng)角的關(guān)系如下：4/3=tg(仗2)/tg(q/2)鏡頭角度表中列出了不同尺寸攝像層和不同焦距f時(shí)的水平視場(chǎng)角6的值，如果知道了水平或垂直場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)高

3、度H和視場(chǎng)寬度W。H=2Ltg (q/2 )、W=2Ltg(倒2)例如；攝像機(jī)的傳感器靶面為17mm(2/3in)，鏡頭焦距f為12mm，從查得水平視場(chǎng)角為40 °而鏡頭與被攝取物體的距離為2m，試求視場(chǎng)的寬度 w。W=2Ltg( 3/2) =2 x 2tg20 ° =1.46m 貝U H =1.095m焦距f越長(zhǎng)，視場(chǎng)角越小，監(jiān)視的目標(biāo)也就小。二、圖解法：如前所示，攝像機(jī)鏡頭的視場(chǎng)由寬(W)、高(H)和與攝像機(jī)的距離(L)決定，一旦決定了攝像機(jī)要監(jiān)視的景物，正確地選擇鏡頭的焦距就由3個(gè)因素決定；*.欲監(jiān)視景物的尺寸 *.攝像機(jī)與景物的距離*.攝像機(jī)成像器的尺寸：1/3”、

4、1/2”、2/3"或1”。圖解選擇鏡頭步驟：所需的視場(chǎng)與鏡頭的焦距有一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系。利用這個(gè)關(guān)系可選擇適當(dāng)?shù)溺R頭。估計(jì)或?qū)崪y(cè)視場(chǎng)的最大寬度；估計(jì)或?qū)崪y(cè)量攝像機(jī)與被攝景物間的距離。具體方法：在以W和L為座標(biāo)軸的圖示中， 查出應(yīng)選用的鏡頭焦距。為確保景物完全包含在視場(chǎng)之中，應(yīng)選用座標(biāo)交點(diǎn)上面那條線指示的數(shù)值。例如：視場(chǎng)寬50m,距離40m,使用1/3”格式的鏡頭，在座標(biāo)圖中的交點(diǎn)比代表4mm鏡頭的線偏上一點(diǎn)。這表明如果使用4mm 鏡頭就不能覆蓋 50m的視場(chǎng)。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場(chǎng)。f=vD/Vf=hD/H其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被觀測(cè)物體高度，

5、h代表CCD靶面水平寬 度，H代表被觀測(cè)物體寬度。舉例：假設(shè)用1/2”CCD 攝像頭觀測(cè)，被測(cè)物體寬 440毫米，高330毫米，鏡頭焦點(diǎn)距物體 2500 毫米。由公式可以算出：焦距 f=6.4X2500/44036 或焦距 f=4.8X2500/33036當(dāng)焦距數(shù)值算出后，如果沒(méi)有對(duì)應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的，這時(shí)可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號(hào)，一般選擇比計(jì)算值小的，這樣視角還會(huì)大一些。附表1、常用攝像機(jī)鏡頭的角度：簡(jiǎn)單的說(shuō)，攝像機(jī)的鏡頭數(shù)值越大， 看得越遠(yuǎn)、越窄；攝像機(jī)鏡頭的數(shù)值越小， 看得越近、越寬。鏡頭焦距(mm)1/3"芯片左右拍攝角度1/3"芯片上下拍攝角度1/4&q

6、uot;芯片左右拍攝角度1/4"芯片上下拍攝角度2.5mm96.4 °86.2°81.9 °72.9 °2.8mm89.9 °79.8 °75.6 °66.8 °3.6mm75.7 °66 °62.2 °54.3 °4mm69.9 °60.7 °57 °49.5 °6mm50 °42.6 °39.8 °34.2 °8mm38.5 °32.6 °30.4 °2

7、6 °12mm26.2 °22.1 °20.5 °17.5 °16mm19.8 °16.6 °15.4 °13.2 °30mm10.6 °8.9 °8.3 °r °760mm5.3 °4.5 °4.1 °3.5 °100mm3.2 °2.7 °2.5 °2.1 °200mm1.6 °1.3 °1.2 °1.1 °附表2、常用攝像機(jī)鏡頭的廣角范圍:焦距規(guī)格角度2.1 mm小鏡頭1/3150 °2.5 mm小鏡頭1/3130 °2.8 mm小鏡頭1/3115 °2.8 mm固定光圈1/3115 °2.8 mm1/396 °4 mm1/378 °6 mm1/353 °8 mm1/340 °12 mm1/3 O2316 mm1/317 °3.5-8 mm1/396 ° - 45 °6-15 mm1/354