镜头角度与距离计算方法Word格式文档下载.docx
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或1"
。
图解选择镜头步骤：
所需得视场与镜头得焦距有一个简单得关系。
利用这个关系可选择适当得镜头。
估计或实测视场得最大宽度；
估计或实测量摄像机与被摄景物间得距离；
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与L为座标轴得图示2-5中，查出应选用得镜头焦距。
为确保景物完全包含在视场之中，应选用座标交点上，面那条线指示得数值。
例如：
视场宽50m,距离40m,使用1/3"
格式得镜头，在座标图中得交点比代表4mm镜头得线偏上一点。
这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m得视场。
而用2、8mm得镜头则可以完全覆盖视场。
f=vD/V或f=hD/H
其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被观测物体高度，h代表CCD靶面水平宽度，H代表被观测物体宽度。
举例：
假设用1/2”CCD摄像头观测，被测物体宽440毫米，高330毫米，镜头焦点距物体2500毫米。
由公式可以算出：
焦距f=6、4X2500/440≈36毫米或
焦距f=4、8X2500/330≈36毫米
当焦距数值算出后，如果没有对应焦距得镜头就是很正常得，这时可以根据产品目录选择相近得型号，一般选择比计算值小得，这样视角还会大一些。
智能建筑闭路电视系统中摄像机镜头得选择及计算
摘要：
本文主要介绍闭路电视系统中摄像机镜头得选择与计算，在选择与计算镜头时提供了三种方法；
公式计算法、查表法与图解法。
关键词:
摄像机、镜头、焦距、视场、视场角
摄像机镜头就是视频监视系统得最关键设备，它得质量（指标）优劣直接影响摄像机得整机指标，因此，摄像机镜头得选择就是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。
1、镜头得种类
1、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（2/3）、19mm（3/4in）、25mm（lin）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。
1、2按镜头类别划分:
摄像机镜头分手动光圈镜头与自动光圈镜头两大类型，手动与自动调整都就是为了调节光通光量，使传感器感受光量保持在最佳状态。
2、手动、自动光圈镜头得应用范围
手动光圈镜头就是得最简单得镜头，适用于光照条件相对稳定得条件下，手动光圈由数片金属薄片构成。
光通量靠镜头外径上得一个环调节。
旋转此圈可使光圈收小或放大。
在照明条件变化大得环境中或不就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得地方，自动光圈镜头得光圈得动作由马达驱动，马达受控于摄像机得视频信号。
手动光圈镜头与自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头与电动变焦距镜头之分。
2、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得场所作用。
定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头与短焦距镜头。
中焦距镜头就是焦距与成像尺寸相近得镜头；
焦距小于成像尺寸得称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头得焦距通常就是28mm以下得镜头，短焦距镜头主要用于环境照明条件差，监视范围要求宽得场合，焦距大于成像尺寸得称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这类镜头得焦距一般在150mm以上，主要用于监视较远处得景物。
2、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。
2、3、自动光圈镜头，（EF）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、范围较大得场所。
为了避免引起光晕现象与烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。
2、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，变焦距镜头就是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小得。
3、镜头得计算
3、1公式计算法
3．1．1、视场与焦距得计算
视场系指被摄取物体得大小，视场得大小就是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求得成像大小确定得。
镜头得焦距，视场大小及镜头到被摄取物体得距离得计算如下；
--------------------------------------------------------------------------------
焦距：
f==cW
视场H=L图1-视场计算图
W=
式中：
H=视场（摄取场景）高度（m）
W=视场（摄取场景）宽度（m）
3,所以
W=H（m）
L-镜头至被摄取物体得蹁（视距）（m）
f-焦距（mm）
像场（靶面成像面）宽度（mm）
像场（靶面成像面积）高度（mm）
因摄像机得摄像管不同，其靶面像场得a,b值也不同，具体数值如下表1、
摄像机靶面成像像场a,b值
摄像管尺寸
a（mm）
b（mm）
25、5mm（in）
9、5
12、7
19、0（3/4in）
7、4
9、9
17mm（2/3in）
6、6
8、8
13mm（1/2in）
4、65
6、2
8、5mm（1/3in）
3、6
4、8
从式中可以瞧出，当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。
2视场角得计算
如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度与高度。
水平视场角β（水平观瞧得角度）
β=2tg-1=
垂直视场角q（垂直观瞧得角度）
q=2tg-1=
式中w、H、f同上
水平视场角与垂直视场角得关系如下：
q=或=q
表2中列出了不同尺寸摄像层与不同焦距f时得水平视场角b得值，如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H与视场宽度W、
H=2Ltg、W=2Ltg
例如；
W=2Ltg=2×
2tg=1、46m
则H=W=×
1、46=1、059m
焦距f越与长，视场角越小，监视得目标也就小。
3．3图解法
如前所示，摄像机镜头得视场由宽（W）。
高（H）与与摄像机得距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视得景物，正确地选择镜头得焦距就
摄像机在不同焦距f时水视场角β表2
镜头焦距
f
（mm）
13mm
（1/2in）
17mm
（2/3in）
25mm
（lin）
32mm
（11/4in）
水平视场角
6、0
56
73
83
110
6、5
52
68
79
106
8
43
58
77
94
9
39
70
86
37
49
84
10
35
47
65
81
12
30
40
71
12、5
29
54
69
13
28
67
15
24
32
46
59
17、5
21
18
20
27
51
25
36
38
26
34
16、5
10、5
14
9、1
50
14、5
19、5
63
5、8
11、5
15、5
13
9、7
7、8
6、5
4、9
3、2
2、4
1、61
75
4、9
6、7
9、7
100
3、7
5
7、3
125
2、9
4
5、9
150
2、4
3、4
200
1、57
2、5
2、7
300
1、22
1、54
2、2
400
0、92
1、25
1、8
600
0、61
0、82
1、21
由来3个因素决定；
*、欲监视景物得尺寸
*、摄像机与景物得距离
*、摄像机成像器得尺士：
图解选择镜头步骤：
电视监控CCD摄像机与镜头得选用及配合
摘要 文章在系统地介绍了CCD摄像机与镜头得基础上,重点阐述了镜头得选用原则与镜头与摄像机得配合步骤。
关键词 电视监控CCD摄像机镜头C/CS型接口同步
在进入信息化时代得今天,随着社会财富得增加,人们越来越重视安全防范问题。
同时,利用当今现有技术,也完全可以对防区进行有效得设防。
CCD摄像机得出现与发展,为安全防范提供了一种崭新得技术手段,以其既具有醒目得威慑作用,又可为破案提供强有力证据得魅力,广泛地应用于各个领域,在闭路电视监控方面发挥着举足轻重得作用。
CCD摄像部分位于闭路电视监控系统得最前沿,可以说就是整个系统得“眼睛"
“眼睛"
得好坏将影响整个系统得质量。
所以,认真选择与处理CCD摄像部分就是至关重要得。
1CCD摄像机与镜头
CCD就是电荷藕合器件（ChargeCoupleDevice）得简称,它能够将摄入光线转变为电荷并将其储存、转移，把成像得光信号转变为电信号输出，完成光电转移功能，因此就是理想得摄像元件。
CCD摄像机就就是以其构成得一与中微型图像传感器。
1、1CCD摄像机得特点
CCD摄像机具有体积小、重量轻、灵敏度高、寿命长、抗振动及不受电磁干扰等特点。
这也正就是CCD摄像机比以前得摄像管式摄像机具有得最大优点。
衡量CCD摄像机性能得技术指标主要有以下几个方面:
（1）清晰度：
一般多指水平清晰度。
电视监控系统水平清晰度要求彩色摄像机在300线以上，黑白摄像机在350线以上。
（2）灵敏度（也称最低照度）:
灵敏度用“勒克斯'
（Lx）表示。
如某一摄像机得最低照度为0、1lx,其灵敏度一般0、1lx以上得摄像机为普通型;
0、1lxi以下得摄像机为星、月光级高灵敏度型,也称作电子增感摄像机或夜视型摄像机。
（3）信噪比:
摄像机得图象信号与它得噪声信号之比，用S/N表示。
S表示摄像机在假设元噪声时得图像信号值，N表示摄像机本身产生得噪声值（比如热噪声）,二者之比即为信噪比,用分贝（dB）表示。
信噪比越高越好，典型值为46dB。
（4）视频输出:
一般用输出信号电压得峰一峰值表示，多为1Vp-p～1、2Vp-p,即1V～1、2V峰-峰值负极性输出，且为750复合视频信号,采用BNC接头（同步头朝下）。
（5）CCD靶面尺寸:
常见得CCD摄像机靶面大小分为：
1英寸----靶面尺寸为宽12、7mm×
高9、6mm,对角线16mm。
2/3英寸----靶面尺寸为宽8、8mm×
高6、6mm,对角线11mm。
1/2英寸----靶面尺寸为宽6、4mm×
高4、8mm,对角线8mm。
1/3英寸----靶面尺寸为宽4、8mm×
高3、6mm,对角线6mm。
1/4英寸----靶面尺寸为宽3、2mm×
高2、4mm,对角线4mm。
CCD摄像机靶面小,将能降低成本,因此1/3英寸及以下得摄像机将占据越来越大得市场份额。
除了上述几种技术指标外,摄像机得供电电源分为直流与交流两种供电型式，常见得交流供电电压有,110V与24V,直流供电电压有24V,12V与9V。
摄像机与镜头接口形式有C/CS型之分。
扫描制式基本有两种:
PAL-B与NTSC。
另一个值得重视得指标就是同步方式。
现代得CCD摄像机,大多采用相位可调线路锁定得同步方式,即以交流电源频率（50Hz）作为用于垂直同步得参考值而代替了摄像机得内同步发生器。
在切换摄像机输出时,图像元滚动,不会造成画面失真。
此外还有一个外部调整得相位控制（±
90％）,所以可获得非常精确得同步。
1、2摄像机镜头得分类与技术特性
1、2、1以镜头安装方式分类
与普通照相机所用卡口镜头不同,所有摄像机得镜头均就是螺纹口得,CCD摄像机得镜头安装有两种工业标准,即C安装座与Cs安装座。
两者之螺纹部分相同,都就是1英寸32牙螺纹座,直径均为25、4mm。
不同之处在于C安装座从镜头安装基准面到焦点得距离就是17、526mm;
Cs安装从镜头安装基准面到焦点得距离则为12、5mm。
如果要将一个C安装座镜头装到一个CS安装座摄像机上时,则需要使用镜头转换器,即C/CS调节圈。
1、2、2以镜头视场大小分类
标准镜头:
视角300左右,当镜头焦距近似等于摄像靶面对角线长度时,则定为该机得标准镜头。
在2/3英寸CCD摄像机中,标准镜头焦距定为16mm,在1/2英寸CCD摄像机中,标准镜头焦距定为12mm,在1/3英寸CCD摄像机中,标准镜头焦距定为8mm。
广角镜头:
视角550以上,焦距可小到几毫米,能提供较宽广得视景。
远摄镜头:
视角200以内,焦距可达几十厘米、几十分米,这种镜头可在远距离情况下将拍摄得物体影像放大,但观察范围将缩小。
变焦镜头:
又称伸缩镜头,有手动变焦与电动变焦两类,可对所监视场景得视场角及目标物进行变焦距摄取图像,适合长距离变化观察与摄取目标。
变焦镜头得特点就是:
在成像清晰得情况下,通过镜头焦距得变化来改变图像大小与视场大小。
针孔镜头:
镜头端头直径仅几毫米,可隐蔽安装。
针孔镜头或棱镜镜头适用于有遮盖物或有特殊要求得环境中,此时标准镜头或容易受损、或容易被发现,采用针孔镜头或棱镜镜头可满足类似特殊要求,比如在工业窑炉及精神病院等场所。
1、2、3以镜头光圈分类
镜头有手动光圈与自动光圈之分,手动光圈镜头适合于亮度变化较小场所,自动光圈镜头因光照度发生大幅度变化时,其光圈亦作自动调整,可提供必要得动态范围,使摄像机产生优质得视频信号,故适合于亮度变化较大场所。
自动光圈有两类:
一类就是通过视频信号控制镜头光圈,称为视频输入型,另一类就是利用机上直流电压直接控制光圈,称为DC输入型。
1、2、4从镜头焦距上分类
短焦距镜头:
因入射角较宽,故可提供一个较宽阔得视景。
中焦距镜头:
即标准镜头,焦距得长度视CCD靶面得尺寸而定。
长焦距镜头:
因人射角较窄,故仅能提供一个狭窄得视景,适用于远距离监视。
1、2、5焦距与视场角
焦距就是从透镜中心到一个平面得距离,在此平面可产生一个目标物之清晰影像,通常用焦距值f表示。
镜头焦距f、镜头到目标物得距离d、视野H×
V之间得关系如图1所示。
由此可知,镜头得焦距与视场角得大小成反比,即焦距越长,视场角越小;
焦距越短,视场角越大。
1、2、6相对孔径与光圈
镜头得相对孔径就是镜头得人射膛D与焦距f之比,它就是决定镜头通光能力得重要指标。
式F=f/D表示,即光圈数。
F值越小,头上均标有其最大得F值,如6mm/F1、距f为6mm,最大孔径为4、29mm。
对孔径得平方成正比,对孔径就应就是原来得在倍,倍。
在镜头得标环上常标有1、4、2、2、8、4、5、16、22等档。
另一个值得注意得就是景深问题,像机通过镜头,除了能把一还使该景物前后一面上,这段范围叫做景深。
物距有关,焦距越短景深越大,距越近,景深越小。
2CCD摄像机与镜头得选配原则
2、1CCD摄像机得选用原则
CCD摄像机与镜头得选用原则就是根据使用场合、监视对象、目标距离、安装环境及监视目得来选择所需得摄像机。
一般来讲,在保证摄像系统可靠性及基本质量得前提下尽可能采用中低档次得摄像机与镜头,这一方面可以节省投资,另一方面,通常档次越高得设备由于其造价高产量必然较少，故相对来说可靠性指标比之中低档次产品要低，而维护使用得费用及技术水平却要求较高。
作为电视监控系统不能像电视台那样配备水平较高得专业技术人员，因操作得限制，高档次设备得不到高质量画面得例子屡见不鲜得。
彩色摄像机能辨别出景物或衣着得颜色，适合观察与辨认目标细节,但造价较高,清晰度较低，若进行宏观监视,目标场景色彩又较为丰富,此时最好采用彩色摄像机。
从技术发展来瞧，彩色摄像机应用比重越来越大。
黑白摄像机清晰度较高，灵敏度也高于彩色摄像机，但没有色彩体现，所以在照度不高,目标没有明显得色彩标志与差异，同时又希望较清晰地反映出目标下,应选用黑白摄像机。
球形摄像机,就是科学技术发展渗透到安全防范领域得代表之一,它就是集CCD摄像机、变焦镜头、全方位去台及解码驱动器于一体得新型摄像系统,其在性能方面已实现了云台得高速及无级变速运动、镜头变焦及光圈得精确预置、程序式得多预置设定,甚至运动过程中得焦功能，从而使摄像系统具备自动巡视与部分自动跟踪功能，从单纯得功能型向智能型转变。
球形摄像机近年来被广泛地应用在宾馆、医院、娱乐场所、营业场所及室外等领域,尤其就是行为与场景需要特别关注之处。
带视频移动检测报警功能得摄像机应用在银行、博物馆、军事重地等领域,具有更有效、更完美得优势。
2、2CCD摄像机与镜头得配合原则
在选择CCD摄像机与镜头得配合时,首先要明确机械接口就是否一致,尽量选用同一种工业标准得接口,以免给安装带来麻烦,其次要求镜头成像规格与摄像机CCD靶面规格一致,即镜头标明得为1/3英寸,则选用摄像机得规格也应为1/3英寸。
否则不能相互配合。
例如:
使用1/3英寸摄像机,还勉强可以装备1/2英寸镜头,此时摄像系统显现得视场角要比镜头标明得视角小很多;
但反过来把1/2英寸镜头用于2/3英寸摄像机时,则图像就不能充满屏幕,图像边缘不就是发黑就就是发虚。
当确定了摄像点位置后,就可根据监视目标选择合适得镜头了。
选择得依据就是监视得视野与亮度变化得范围,同时兼顾所选摄像机CCD靶面尺寸。
视野决定使用定焦镜头还就是变焦镜头,变焦选择倍数范围。
亮度变化范围决定就是否使用自动光圈镜头。
无论选用定焦镜头还就是变焦镜头都要确定焦距,为了获得最佳得监视效果,一般都应根据工程条件进行计算,根据计算结果选用标称焦距得镜头,当标称焦距镜头得焦距与计算结果相差较大时,应调查摄像机得安装位置,再核算直至满意为止。
摄像机与被监视目标有公式
（1）。
f=v×
d/V
（1）
式中 f 为计算焦距;
V 为视场高;
v 为像场高（即CCD靶面高）;
d 为物距。
例如:
某CCD摄像机采用1/3英寸靶面,用以监视商场收银台,有效范围为2m×
2m,摄像机安装于距收银台7m处,该摄像机需配多大焦距镜头?
利用式
（1）有:
v=3、6mm V=2m d=7m
因此:
f=3、6×
7/2=12、6mm
故可采用标称焦距为12mm得定焦镜头。
变焦镜头焦距得计算与定焦镜头一样,只要最大与最小焦距能满足视野要求即可。
一般来说,监视固定目标应该选用定焦镜头。
对于具有一定空间范围,兼有宏观与微观监视要求,需要经常反复监视恒、没有同时监视要求得场合,宜采用变焦镜头并配合云台,否则尽量采用定焦镜头。
在需要秘密监视或特殊应用场合,针孔（棱形）镜头可轻而易举地达到监控目得。
监控摄像头镜头可视角度表
搭配1/3"
CCD
搭配1/4"
二者得角度差异
2、8mm
89、9°
75、6°
14、3°
3、6mm
75、7°
62、2°
13、5°
4mm
69、9°
57、0°
12、9°
6mm
50、0°
39、8°
10、2°
8mm
38、5°
30、4°
8、1°
12mm
26、2°
20、5°
5、7°
16mm
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