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安防监控CCD靶面尺寸视角、距离、焦距.docx

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  • 卖家[上传人]:夏**
  • 文档编号:494500258
  • 上传时间:2024-03-05
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    • CCD靶面尺寸划分摄像机摄像器件〔CCD)的尺寸分为1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等其中以1/3英寸和1/2英寸最为常见CCD尺寸水平〔mm)垂直〔mm)对角线〔mm)1英寸12.79.6162/3英寸8.86.6111/2英寸6.44.881/3英寸4.83.661/4英寸3.62.44镜头焦距确实定在选择镜头时,有以下五个因素确定镜头标准:〔1)监控现场的大小;〔2)被摄物体的大小;〔3)物距;〔4)焦距;〔5)CCD靶面尺寸前4点可由现场测量并通过计算来确定镜头的焦距标准,其计算方法如下:u 1/3〃XXL/H〔焦距F = CCD水平宽度*物距/物宽〕或〔焦距F=CCD垂直高度*物距/物高)u 1/2〃XXL/H其中,W为被摄物体的宽度;H为被摄物体的高度;L为镜头到被摄物体间的距离;F为镜头焦距那么为何在镜头的选用中考虑CCD靶面的尺寸呢?为了从1/3〃与1/2〃 CCD摄像机中获取同样的视角,1/3〃 CCD摄像机镜头焦距必须缩短;相反如 果在1/3〃 CCD与1/2〃 CCD摄像机中采用相同焦距的镜头,情况又如何呢?1/3〃 CCD摄像机视角将比 1/2〃 CCD摄像机明显地减小,同时1/3〃 CCD摄像机的图像在监视器上将比1/2〃 CCD的图像放大,产 生了使用长焦距镜头的效果。

      另外我们在选择镜头时还要注意这样一个原则:即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD摄像机 的镜头,反之则不行原因是:如1/2〃 CCD摄像机采用1/3〃镜头,则进光量会变小,色彩会变差,甚 至图像也会缺损;反之,则进光量会变大,色彩会变好,图像效果肯定会变好当然,综合各种因素,摄 像机最好还是选择与其相匹配的镜头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:(1) f=u・D/U(2) f=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 像宽度举例说明:当选用1/2〃• U,这种关系由摄像机取景器CCD片决定)•3500/2500=6.72mm,故选用6mm定焦镜头即可摄像部分一般安装在现场,它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台它的作用是对监视区域进行摄 像并将其转换成电信号一、 像机分为彩色和黑白两种,一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高,比较适合用于光线不足的地方, 如果使用的目的只是监视景物的位置和移动,可采用黑白摄像机;如果要分辨被摄像物体的细节,比方分 辨衣服和景物的颜色,则采用彩色的比较好。

      摄像机的规格可分为1/3 〃、1/2 〃和2/3〃等,安装方式有固定和带云台二种二、 镜头常用的镜头种类包括:手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种定焦镜头的适用范围如下:手动光圈镜头:所需监视的环境照度变化不大,如室内自动光圈镜头:所需监视的环境照度变化大,如室外广角镜头:监视的角度较宽,距离较近标准镜头:监视的角度和距离适中变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头,另一种分法是:手动变焦和电动变焦〔电动光圈和自动光 圈〕两种变焦镜头在规则上可以划分为:1/3 〃、1/2 〃和1 〃等选择变焦镜头的原则是:镜头的规格不应小于摄像机的规格,也就是说1/2 〃的镜头可以与1/3 〃的摄 像机一起使用,但是1/3 〃的镜头就不能够在1/2 〃的摄像机上使用镜头参数㈠相对孔径光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的合适照度光圈越大,靶面成像照度越大, 摄像机输出信号强度越大,信噪比越高假设光圈的实际孔径为W,由于光线通过透镜后的折射使镜头的有效孔径D比实际孔径大,光圈的相对孔 径等于有效孔径与镜头焦距之比,即:A=D/f,f为镜头的焦距㈡光圈系数通常将表征镜头光圈大小的参数定义成光圈系数,用F表示。

      光圈系数为镜头光圈相对孔径的倒数F 值的规律是后一个值正好是前一个数值的”2倍,这是由于成像面中心亮度与〔1/F〕2成正比F值越小 相应灵敏度越大常用值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等几个等级㈢视场角我们常用视场角来表征观察景物的范围所谓视场角是指在视场角内的景物可全部落入成像尺寸内,而 视场角以外的景物将不被摄取因此,镜头的视场角与摄像机的靶面及镜头的焦距有关根据几何原理可以得到视场角的计算公式如下:3H = 2tg-1〔h/2f〕 3V = 2tg-1〔v/2f〕式中3H为水平视场角,3V为垂直视场角,f为镜头的焦距,h为摄像机靶面的水平宽度,V为摄像机 靶面的垂直高度具体数值可参阅摄像机一节当成像尺寸确定后,焦距越短,视场角越大因此可将镜头分为长角镜头〔视场角小于45°〕、标准镜 头〔视场角为45°〜50°〕、广角镜头〔视场角大于50°〕、超广角镜头〔视场角接近180°〕、鱼眼镜头 〔视场角大于180° 〕等另外,我们还可以得到如下公式以计算其中任一未知项数据f/v=D/V f/h=D/H其中: f 镜头焦距;D 镜头至景物距离; h 靶面宽度;H 靶面高度。

      三、 镜头接口镜头的安装方式有C型安装和CS型安装两种C型安装接口指从镜头安装基准面到焦点的距离为 17.526mm,而CS型接口的镜头安装基准面到焦点距离为12.5mm因此将C型镜头安装到CS接口摄像机 时需要加装一个5mm厚的接圈四、 镜头的发展镜头是影响图像品质的重要关键,如果镜头品质不佳,自然难拍摄出清晰的画面,传统的摄像机镜头所 采用的镜片,可以通称为球面镜头,这是以镜头内镜片的外表曲线为球面形状来命名的顾名思义,非球 面镜头就是采用了不同于球面曲线的技术,也就是镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次 曲线,这将依据设计功能上的不同而会有不同形状的曲线,因此统称为非球面镜头传统球面镜头为了校正相差、色差、球差、彗差、畸变、相散等问题,必须采用多片镜片来校正,这使 得镜头的体积变的较大,由于每个镜片多少会有精度上的误差,因此要到达理想值并不容易,非球面镜头 由于在设计时便巳经考量到校正的因素,因此可以减少镜片的数量,使得镜头的精度更佳、清晰度更好、 色彩复原更为准确,镜头内的光线反射得以降低,镜头体积也可以缩小以往非球面镜头多应用在仪器、机械加工设备上,但随著加工技术的提升,使得品质、效能提升,因此 应用越来越广。

      目前非球面镜头除了具备高清晰度,录制的图像能够当作法律证据外,新推出的非球面镜 头还具备变倍高、物距短、光圈大的特性,变倍高可以简化镜头的种类,物距短可以应用在近距离摄像的 场合,光圈大则可以适应光线较暗的场所,使得应用领域日渐宽广而在CCTV应用领域中也推出了非球 面镜头,可以使用于一些如银行这类对于摄像品质要求较高的场所监控摄像头镜头可视角度表镜头焦距搭配 1/3" CCD搭配 1/4" CCD二者差的异性2.8 mm°°°3.6 mm75.7 °°°4 mm69.9 °°°6 mm50.0 °°°8 mm38.5 °°°12 mm26.2 °°°16 mm19.8 °°°25 mm10.6 °°°60 mm5.3 °°°监控摄像头镜头可视距离表镜头焦距(毫米数)距离5米(宽X高)距离10米(宽X高)距离15米(宽X高)距离20米(宽X高)距离30米(宽X高)13X26X39X52X39 米78XX17XX19米34X51X4mm8X6米16X12 米24X18 米32X24 米48X36 米6mmX11XX22X33X8mmX7XX14X21X12mm2X4X3米6X8X6米12X9米16mmX3XX6X9X25mmX1米XX5XX60mmX1XX2X3X监控摄像机镜头角度计算方法以U3的朝头的例镜头的大小2.8mm3.6mm6mm8mm12mm16mm25mrn对应的角度96度65度花度如度卫卫度中度11度对应的死角CL5米1米1一5米2米4■米6米U米豪好的可视范国〔米)=镜头的穴小*2对应的死痢世意:精到的景好可视范国是死角之外的距惠■如.;【7HM的盗头苛视的角度为2 2度,最好的司视距窝为2 4米1包括了苑角距寤)根据公式尊到是好的可视范国:角度为方度,诃视范围为摄像机4■米后到24来的范围。

      薄透镜成像示意图F=2.8mm镜头,拍摄距离为广4米, 拍摄角度为115°拍摄距离为2~6拍摄角度93°6即F=6mm拍摄距离为3~15米拍摄角度为53°8即F=8mm拍摄距离为4~20米拍摄角度为40°12即F=12mm拍摄距离为5~25米拍摄角度为25°16即F=16mm拍摄距离为5~30拍摄角度为20°25即F=25mm拍摄距离为20~80米拍摄角度为15°,,,镜头的选择提示:镜头毫米数字越小,视野越开阔,但是看得距离越近;镜头毫米数字越大,视 野越狭窄,但是看得距离越远,二者不可同时兼得)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B〔水平观 看的角度〕B=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:4=或=4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°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=2X2tg=1.46m则H=W=X1.46=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5〕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。

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