1公式计算法:视场和焦距的计算 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,镜头焦头及所要求的成像大小确定的。
1、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;
f=wL/W 2、f=hL/h
f;镜头焦距 w:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)
W:被摄物体宽度
L:被摄物体至镜头的距离
h:图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视场(摄取场景)高度
H:被摄物体的高度
ccd靶面规格尺寸: 单位mm
规格 W H
1/3" 4.8 3.6
1/2" 6.4 4.8
2/3" 8.8 6.6
1" 12.7 9.6
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,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视场角的计算 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和高度。 水平视场角β(水平观看的角度) β=2tg-1= 垂直视场角q(垂直观看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平视场角与垂直视场角的关系如下: q=或=q 表2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和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 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。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 则H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和长,视场角越小,监视的目标也就小。
图解法 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; *.欲监视景物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 图解选择镜头步骤: 所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。 估计或实测视场的最大宽度;估计或实测量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为座标轴的图示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: 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。
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,如果没有对应焦距的镜头是很正常的,这时可以根据产品目录选择相近的型号,一般选择比计算值小的,这样视角还会大一些。
通用镜头分类
标准镜头:典型水平视场角为30度,与人类肉眼视场角相同。
广角镜头:典型水平视场角64度,短焦距镜头提供宽角度视场。
长焦镜头:典型水平视场角15度,长焦距镜头提供高倍放大。
C与CS接口
C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面(摄像机 CCD光电感应器应处的位置)的距离不同,C型接口此距离为17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。 C型镜头与C型摄像机,CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个 5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。
关于AI、DD、Galvometric、EI
新镜头的采用及摄像机为了实现对于指定光亮度能进行恰当的光圈调整所采取的新技术常把人们弄糊涂。以下术语经常会出现在资料中:
Auto Iris (AI):自动光圈镜头从摄像机中获取视频参考信号,通过一个放大器将此信号变换为直流电压,开启或关闭光圈。视频电平控制电路内置于镜头中。
Direct Drive (DD):直流驱动,镜头从摄像机中获取直流电压开启或关闭光圈。视频电平控制电路内置于摄像机中。
Electronic Iris(EI):电子快门是摄像机通过控制CCD光电转换器的光积分时间来适应进光量的大小,所以比镜头的光圈控制先进,视频电平通常在出厂时已被设置好了。
Galvometric Drive:将视频驱动或直流驱动所产生的微弱直流电压转化成镜头的光圈运动。这是一种新近采用的经济实用的替代伺服驱动的办法。被用于视频驱动(AI)镜头及直流驱动(DD)镜头中。