攝像機(jī)鏡頭的選擇與計(jì)算

1、攝像機(jī)鏡頭的選擇與計(jì)算閉路電視系統(tǒng)中攝像機(jī)鏡頭的選擇和計(jì)算，在選擇和計(jì)算鏡頭時(shí)提供了三種方法：公式計(jì)算法、查表法和圖解法。 攝像機(jī)鏡頭是視頻監(jiān)視系統(tǒng)的最關(guān)鍵設(shè)備，它的質(zhì)量（指標(biāo)）優(yōu)劣直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo)。 因此，攝像機(jī)鏡頭的選擇是否恰當(dāng)既關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量，又關(guān)系到工程造價(jià)。一、鏡頭的種類1、按鏡頭尺寸劃分:攝像機(jī)鏡頭與攝像機(jī)一樣也分為8.5mm(1/3in)、13mm(1/2in)、17mm(2/3in)、19mm(3/4in)、25mm(1in)等多種，在選擇攝像機(jī)鏡頭時(shí)，一般應(yīng)與攝像機(jī)相對(duì)應(yīng)，即13mm攝像機(jī)應(yīng)選用13mm鏡頭。2、按鏡頭類別劃分：攝像機(jī)鏡頭分手動(dòng)光圈鏡頭和自動(dòng)光圈鏡頭兩

2、大類型，手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)整都是為了調(diào)節(jié)光通量，使傳感器感受的光量保持在最佳狀態(tài)。二、手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的應(yīng)用范圍手動(dòng)光圈鏡頭是最簡(jiǎn)單的鏡頭，適用于光照條件相對(duì)穩(wěn)定的條件下 。手動(dòng)光圈由數(shù)片金屬薄片構(gòu)成。光通量靠鏡頭外徑上的一個(gè)環(huán)調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)此圈可使光圈收小或放大。在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來(lái)監(jiān)視某個(gè)固定目標(biāo)，應(yīng)采用自動(dòng)光圈鏡頭，比如在戶外或人工照明經(jīng)常開關(guān)的地方，自動(dòng)光圈鏡頭的光圈的動(dòng)作由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)受控于攝像機(jī)的視頻信號(hào)。手動(dòng)光圈鏡頭和自動(dòng)光圈鏡頭又有定焦距（光圈）鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭和電動(dòng)變焦距鏡頭之分。1、定焦距（光圈）鏡頭，一般與電子快門攝像機(jī)配套，適用于室內(nèi)監(jiān)視某個(gè)固定目標(biāo)的場(chǎng)所作用。

3、定焦距鏡頭一般又分為長(zhǎng)焦距鏡頭，中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸相近的鏡頭；焦距小于成像尺寸的稱為短距鏡頭，短焦距鏡頭又稱廣角鏡頭，該鏡頭的焦距通常是28mm以下的鏡頭。短焦距鏡頭主要用于環(huán)境照明條件差，監(jiān)視范圍要求寬的場(chǎng)合。 焦距大于成像尺寸的稱為長(zhǎng)焦距鏡頭，長(zhǎng)焦距鏡頭又稱望遠(yuǎn)鏡頭，這類鏡頭的焦距一般在150mm以上，主要用于監(jiān)視較遠(yuǎn)處的景物。2、手動(dòng)光圈鏡頭，可與電子快門攝像機(jī)配套，在各種光線下均可使用。3、自動(dòng)光圈鏡頭（EF鏡頭）可與任何CCD攝像機(jī)配套，在各種光線下均可使用，特別用于被監(jiān)視表面亮度變化大、范圍較大的場(chǎng)所。為了避免引起光暈現(xiàn)象和燒壞靶面，一般都配自動(dòng)光圈

4、鏡頭。4、電動(dòng)變焦距鏡頭，可與任何CCD攝像機(jī)配套，在各種光線下均可使用。 變焦距鏡頭是通過(guò)遙控裝置來(lái)進(jìn)行光對(duì)焦，光圈開度，改變焦距大小的。三、鏡頭的計(jì)算1、公式計(jì)算法(1)、視場(chǎng)和焦距的計(jì)算視場(chǎng)系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，鏡頭焦距及所要求改成像大小確定的。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：1視場(chǎng)計(jì)算圖式中： H=視場(chǎng)（攝取場(chǎng)景）高度（m）W=視場(chǎng)（攝取場(chǎng)景）寬度（m）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 43，所以W= H (m)L 鏡頭至被攝取物體的距離(視距)(m)f 焦距(mm)a 像場(chǎng)（靶面成像面積）

5、寬度（mm）b 像場(chǎng)（靶面成像面積）高度（mm）因攝像機(jī)的攝像管不同，其靶面像場(chǎng)的值也不同，具體數(shù)值如下表1攝像機(jī)靶面成像像場(chǎng)a、b值表 1攝像管尺寸 a (mm) ：b (mm)25.5mm (1in) 9.5 ：12.719.0mm (3/4in) 7.4：9.917mm (2/3in) 6.6 ：8.813mm (1/2in) 4.6：6.88.5mm (1/3in) 3.6：4.8從式中可以看出，當(dāng)L不變,H或W增大時(shí),f變小。當(dāng)H或W不變時(shí),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)算出視場(chǎng)寬度和高度。水平視場(chǎng)角 (水平觀看的角度）垂直視場(chǎng)角q（垂直觀

6、看的角度）式中W、H、f同上 。水平視場(chǎng)角與垂直視場(chǎng)角的關(guān)系如下 ：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b的值，如果知道了水平或垂直視場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)高度H和視場(chǎng)寬度W。例如：攝像機(jī)的攝像管為17mm (2/3in),鏡頭焦距f為12mm，從表2中查得水平視場(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。焦距f越長(zhǎng)，視場(chǎng)角越小，監(jiān)視的目標(biāo)也就小。3、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來(lái)3個(gè)因素決定 ：攝像機(jī)在不同焦距f時(shí)水視場(chǎng)角表 2鏡頭焦距攝像管

7、尺寸：f 13mm 17mm 25mm 32mm(1/2in) (2/3in) (1in) (1 1/4in)(mm) 水 平 視 場(chǎng) 角·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"、1/2"、2/3"或1"。圖解選擇鏡頭步驟 ：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)攝像機(jī)與被攝景物間的距離；使用1/3"鏡頭時(shí)使用圖2, 使用1/2"鏡頭時(shí)使用圖3, 使用2/3"鏡頭時(shí)使用圖4,使用1"鏡頭時(shí)使用圖5。具體方法： 在以W和L為座標(biāo)軸的圖 25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