廣州監(jiān)控安裝工程提示您攝像機(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)。
1.鏡頭的種類
1.1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(2/3)、19mm(3/4in)、25mm(lin)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。
1.2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)光圈鏡頭兩大類型,手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)整都是為了調(diào)節(jié)光通光量,使傳感器感受光量保持在最佳狀態(tài)。
2.手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的應(yīng)用范圍
手動(dòng)光圈鏡頭是的最簡(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(kāi)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。
2.1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。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。
2.2、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。
2.3、自動(dòng)光圈鏡頭,(EF)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)光圈鏡頭。
2.4、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(kāi)度,改變焦距大小的。
3、鏡頭的計(jì)算
3、1公式計(jì)算法
3.2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,鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。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;
焦距:f==c W,視場(chǎng) H= L W= 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4:3,所以 W=H(m) L-鏡頭至被攝取物體的蹁(視距)(m) f-焦距(mm) 像場(chǎng)(靶面成像面)寬度(mm) 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a,b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 攝像管尺寸 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 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,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β(水平觀看的角度) β=2tg-1= 垂直視場(chǎng)角q(垂直觀看的角度) q=2tg-1= 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: q=或=q 表2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場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)高度H和視場(chǎng)寬度W. H=2Ltg、W=2Ltg 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。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 則H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和長(zhǎng),視場(chǎng)角越小,監(jiān)視的目標(biāo)也就小。
3.3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攝像機(jī)在不同焦距f時(shí)水視場(chǎng)角β表2鏡頭焦距 f (mm) 攝像管尺寸 13mm (1/2in) 17mm (2/3in) 25mm (lin) 32mm (1 1/4in) 水平視場(chǎng)角 6.0 56 73 83 110 6.5 52 68 79 106 8 43 58 77 94 9 39 52 70 86 9.5 37 49 68 84 10 35 47 65 81 12 30 40 56 71 12.5 29 39 54 69 13 28 37 52 67 15 24 32 46 59 17.5 21 28 40 52 18 20 27 39 51 20 18 25 36 46 25 15 20 29 38 28 13 18 26 34 30 12.5 16.5 24 32 35 10.5 14 21 28 40 9.1 12.5 18 24 50 7.4 10 14.5 19.5 63 5.8 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 4.9 200 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 由來(lái)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)成像器的尺士:1/3"、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;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)軸的圖示2-5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)。
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