视场和焦距的计算

1、视场和焦距的计算一、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 f=hL/hf: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WH1/3"4.83.61/2"6.44.82/3"8.86.61"12.79.6由丁摄像机画面宽度和高度与电视

2、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6 （水平观看的角度）6 =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 :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

3、，从表2中查得水平视场角为40 C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 x 2tg=1.46m WJ H=W= x 1.46=1.059m 焦距f越和长，视场角越小，监视的目标也就小。二、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

4、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 f=hD/H其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被

5、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=6.4X2500/44036 毫米或焦距 f=4.8X2500/33036 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。定焦、变焦镜头的选用定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小，以及所要求被监视场景画面的清晰程度。在镜头规格（镜头规格一般分为1/3 、1/2 '和2/3 '等）一定

6、的情况下，镜头 焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小（见 图1所示）；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在 镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所 看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围 就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提 下，CS型接口镜头的视场角将大于 C型接口镜头的视场角。镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂直视场

7、角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像 水平视场角。在狭小的被监视环境中如电梯轿箱内，狭小房间均应采用短焦距广角或 超广角定焦镜头，如选用镜头规格为1/2 ", CS型接口，镜头焦距为3.6mm 或2.6mm镜头，这些镜头视场角均不小于 99°或127°,这对于摄像机在 狭小空间里一般标高为 2.5m左右时，其镜头的视场角范围足以覆盖整 个近距离狭小被监视空间。也可根据现场实际情况选用手动变焦镜头如 日产Computar T2Z2814CS- 2镜头，这种镜头为1/3 C型接口手动光 圈镜头，其焦距2倍可调（手动调焦）。调焦范围为2.86.0mm,视场角 变化

8、范围为96°47.2 °,这种镜头非常适合在狭小的被监视环境中使用， 在使用时可方便地根据实际需要，灵活实现对被监视场景的点”或 面”的监视效果。对于一般变焦（倍）镜头而言，由于其最小焦距通常为 6.0mm左右，故其变焦（倍）镜头的最大视场角为 45°左右，如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中，其监视死角必然增大， 虽然可通过对前端云台进行操作 控制，以减少这种监视死角，但这样必将会增加系统的工程造价（系统需增加前端解码器、云台、防护罩等 ），以及系统操控的复杂性，所以 在这种环境中，不宜采用变焦（倍）镜头。在开阔的被监视环境中，首先应根据被监视环境的开阔程度，

9、 用户要求 在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度，以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据，在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下，应尽景考虑选用长焦距镜 头，这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场 景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦（倍）镜头（电动三可变镜头），这可根据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定，在选用时也应考虑两点：（1）在调节至最短焦距时（看全景）应能满足覆盖主要被监视场景 画面的要求；（2）在调节至最长焦距时（看细节）应能满足观察被监视场景 画面细节的要求。通常情况下，在室内的仓库、车间、厂房等环境中一 般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求，而在室外的库区、码头、广 场、车站等环境中，可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可 （一般情况下，镜头倍数越大，价格越高，可在综合考虑系统造价允许 的前提下，适当选用高倍数变焦镜头）。3、正确选用镜头焦距的理论计算摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数，镜头视场角随镜头焦距及摄 像机规格大小而变化（其变化关系如前所述），覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算:Qu D/U(2)仁h D/Hf:镜头焦距、U:景物实际高度、H:景物实际宽度、D:镜头至景物 实测距离、u:图像高度、h:图像宽度(2)举例说明：当选用1/2 '镜头