為了從1/3″與1/2″ CCD攝像機(jī)中獲取同樣的視角,1/3″ CCD攝像機(jī)鏡頭焦距必須縮短;相反如果在1/3″ CCD與1/2″ CCD攝像機(jī)中采用相同焦距的鏡頭,情況又如何呢?1/3″ CCD攝像機(jī)視角將比1/2″ CCD攝像機(jī)明顯地減小,同時(shí)1/3″ CCD攝像機(jī)的圖像在監(jiān)視器上將比1/2″ CCD的圖像放大,產(chǎn)生了使用長焦距鏡頭的效果。
另外我們?cè)谶x擇鏡頭時(shí)還要注意這樣一個(gè)原則:即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD攝像機(jī)的鏡頭,反之則不行。原因是:如1/2″ CCD攝像機(jī)采用1/3″鏡頭,則進(jìn)光量會(huì)變小,色彩會(huì)變差,甚至圖像也會(huì)缺損;反之,則進(jìn)光量會(huì)變大,色彩會(huì)變好,圖像效果肯定會(huì)變好。當(dāng)然,綜合各種因素,攝像機(jī)好還是選擇與其相匹配的鏡頭。
公式計(jì)算法:
視場和焦距的計(jì)算 視場系指被攝取物體的大小,視場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,視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計(jì)算如下:
f=wL/W
f=hL/H
f: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(攝取場景)高度
H:被攝物體的高度 :
CCD靶面規(guī)格尺寸: 單位mm
規(guī)格 |
W |
H |
1/4 " |
3.2 |
2.4 |
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,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。
視場角的計(jì)算:
如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計(jì)算出現(xiàn)場寬度和高度。
水平視場角β(水平觀看的角度)
β=2tg-1= 垂直視場角q(垂直觀看的角度)
q=2tg-1
式中w、H、f同上
水平視場角與垂直視場角的關(guān)系如下:
q=或=q
鏡頭角度表中列出了不同尺寸攝像層和不同焦距f時(shí)的水平視場角b的值,如果知道了水平或垂直場角便可按下式計(jì)算出視場角便可按下式計(jì)算出視場高度H和視場寬度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,從查得水平視場角為40°而鏡頭與被攝取物體的距離為2m,試求視場的寬度w。
W=2Ltg=2×2tg=1.46m 則H=W=×1.46=1.059m
焦距f越和長,視場角越小,監(jiān)視的目標(biāo)也就小。
如前所示,攝像機(jī)鏡頭的視場由寬(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: 所需的視場與鏡頭的焦距有一個(gè)簡單的關(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視場的大寬度;估計(jì)或?qū)崪y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。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場。
f=vD/V
f=hD/H
其中,f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被觀測物體高度,h代表CCD靶面水平寬度,H代表被觀測物體寬度。
舉例:假設(shè)用1/2"CCD攝像頭觀測,被測物體寬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=6.4X2500/440≈36毫米 或
焦距f=4.8X2500/330≈36毫米
當(dāng)焦距數(shù)值算出后,如果沒有對(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。
常用攝像機(jī)鏡頭的角度:
簡單的說,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。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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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 |
1/3 |
150° |
2.5 mm小鏡頭 |
1/3 |
130° |
2.8 mm小鏡頭 |
1/3 |
115° |
2.8 mm固定光圈 |
1/3 |
115° |
2.8 mm |
1/3 |
96° |
4 mm |
1/3 |
78° |
6 mm |
1/3 |
53° |
8 mm |
1/3 |
40° |
12 mm |
1/3 |
23° |
16 mm |
1/3 |
17° |
3.5-8 mm |
1/3 |
96°- 45° |
6-15 mm |
1/3 |
54°- 23° |
6-36mm 電動(dòng)變倍鏡頭 |
1/3 |
51°- 9° |
8.5-51mm 電動(dòng)變倍鏡頭 |
1/3 |
57°- 10° |
6-60mm 電動(dòng)變倍鏡頭 |
1/3 |
52°- 6° |