神马文学网摄像机镜头的选用
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 16:13:24
| 日期：2006-10-31 12:28 |
摄像机镜头的种类繁多：从焦距上分类，可分为短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可分为广角、标准、狭窄或远摄镜头；从结构上分类，可分为固定光圈定焦、手动光圈定焦、自动光圈定焦、手动变焦、自动光圈电动变焦、电动三可变、针孔等镜头类型。在电视监控系统中除单板机或超小型一体化机外，一般提到的摄像机均指的是CCD像机。因此镜头选择得合适与否，直接关系到摄像质量的优劣。所以在电视监控系统的设计中，选择镜头是最关键最重要的环节之一。下面对镜头选用的几个具体问题作一介绍。
一、镜头选择尺和速查表
经过多年的发展，现在已有许多实用的表格和工具来大大简化选择镜头的工作量。
（1）、镜头选择速查表
表1、2和3是美国赫曼·克鲁格在CCTV完全手册中推荐的速查表，它列出了1/2、2/3和1/3英寸传感器在特定的物距和焦距下能够看到的场景尺寸，反过来也可根据物距和场景尺寸等选择镜头的焦距。表中单位的英尺和英寸只需换算成米制即可（1英尺=30.48厘米；1英寸=2.54厘米）。如要计算1英寸传感器能看到的场景尺寸（宽度和高度），只需将1/2英寸传感器数据表格（表1）中所有的场景尺寸乘以2即可。对于1/3英寸的传感器，可以在表2中查找，也可以将2/3英寸传感器的数据表格（表2）中的场景尺寸除以2。
正确理解表1、2和3会使得为特定视场范围选择镜头的工作变得容易。如我们希望用一个1/2英寸的摄像机从40英尺远处观察宽为20、高为15英尺的场景的全貌。查表1，从距离40一格中向下找到20.6×15.5即可达到所要求的场景，其对应的焦距为12，所以选用焦距为12毫米的镜头正好。
如果按同样的距离和场景的要求，若使用2/3英寸的摄像机，以同样的方法查表2可知，可选择拍摄到宽为22.5英尺和高为16.7英尺的场景的焦距为16毫米的镜头；
如果按同样的距离和场景的要求，若使用1/3英寸的摄像机，以同样的方法查表3也可选择至拍摄宽为22.0英尺和高为16.4英尺场景的焦距为8毫米的镜头。
表1：场景尺寸与镜头焦距和场景物距之间的关系（1/2英寸摄像机）
1/2英寸传感器镜头选择表
焦距（mm）、摄像机与场景之间的距离D（以英尺为单位）
视场范围：宽H×高V（以英尺为单位）
表1
5
10
20
30
40
50
75
2.6
12.1×9.3
24.9×18.8
48.5×37.7
72.6×55.8
98.3×74.0
123.8×94.2
185.8×141.0
3.5
9.0×6.9
18.5×14.0
36.0×28.0
54.0×41.4
73.0×55.0
92.0×70.0
138.0×105.0
4.0
7.8×6.0
15.6×11.6
31.0×23.2
46.8×36.0
62.0×46.4
77.6×58.2
116.4×87.4
4.8
6.5×4.8
12.9×9.7
25.9×119.5
39.0×28.8
51.7×38.8
64.6×48.8
96.9×72.6
6.0
5.1×3.9
10.3×7.8
20.7×15.5
30.6×23.4
41.3×31.0
51.6×38.8
77.4×58.2
7.5
4.1×3.1
8.3×6.2
16.5×12.4
24.6×18.6
33.0×24.8
41.3×31.0
62.0×46.5
8.0
3.9×3.0
7.8×5.8
15.5×11.6
23.4×18.0
31.0×23.2
38.8×29.1
58.2×43.7
12.0
2.6×1.9
5.2×3.9
10.3×7.8
15.6×11.4
20.6×15.5
25.8×19.4
38.7×29.1
16.0
1.9×1.5
3.9×2.9
7.8×5.9
11.4×9.0
15.5×11.6
19.4×14.5
29.1×21.8
25.0
1.3×1.0
2.3×2.0
5.2×3.0
7.8×6.0
10.0×7.8
13.0×9.7
19.5×10.1
50.0
.62×.46
1.2×.93
2.5×1.9
3.7×2.8
4.9×3.7
6.2×4.7
9.3×7.1
75.0
.41×.31
.82×.62
1.7×1.2
2.5×1.9
3.3×2.5
4.1×3.1
6.2×4.7
150
.21×.16
.41×.31
.85×.60
1.3×1.0
1.7×1.3
2.1×1.6
3.1×1.9
注意：1/2英寸镜头不能与2/3或1英寸的传感器配用（镜头太小）。
表2：场景尺寸与镜头焦距和场景物距之间的关系（2/3英寸摄像机）
2/3英寸传感器 镜头选择表
焦距（mm）摄像机与场景之间的距离D（以英尺为单位）
视场范围：宽H×高V（以英尺为单位）
表2
5
10
20
30
40
50
75
4.0
11.0×8.2
22.0×16.4
44.0×33.0
66.0×49.2
88.0×64.0
112.0×84.0
168×126
4.8
10.0×7.5
20.0×15.0
40.0×30.0
60.0×45.0
80.0×60.0
100.0×75.0
150×125
6.5
6.8×5.0
13.6×10.1
27.0×20.3
40.8×30.3
54.2×39.4
68.9×51.7
103.4×77.6
8.0
5.5×4.1
11.0×8.2
22.0×16.5
33.0×24.6
44.0×32.0
56.0×42.0
84.0×63.0
12.5
3.5×2.6
7.0×5.3
14.0×10.5
21.0×15.6
28.0×21.0
35.0×26.2
52.0×39.3
16.0
2.8×2.1
5.6×4.2
11.1×8.3
16.8×12.6
22.5×16.7
28.0×21.0
42.0×31.5
25.0
1.7×1.3
3.6×2.7
7.0×5.3
10.5×8.0
14.0×10.7
22.5×16.7
27.0×20.0
50.0
.84×.63
1.7×1.3
3.3×2.4
5.0×3.8
6.5×4.9
14.0×10.7
12.5×9.4
75.0
.58×.43
1.1×.98
2.2×1.6
3.5×2.6
4.3×3.2
6.5×4.9
8.3×6.2
100
.42×.32
.85×.65
1.7×1.2
2.5×1.9
3.3×2.5
4.2×3.2
6.3×4.2
150
.29×.22
.55×.49
1.1×.80
1.8×1.3
2.2×1.6
2.8×2.1
4.2×3.1
注意：2/3英寸镜头不能与1英寸的传感器配用（镜头太小）
表3： 场景尺寸与镜头焦距和场景物距之间的关系（1/3英寸摄像机）
1/3英寸传感器 镜头选择表
焦距mm 摄像机与场景之间的距离D（以英尺为单位）
视场范围：宽H×高V（以英尺为单位）
表3
5
10
20
30
40
50
75
2.8
7.9×5.6
15.8×11.2
31.6×22.4
47.4×33.6
63.2×44.8
79.0×56.0
118.5×84.0
3.3
6.7×5.0
13.4×10.0
26.8×20.0
40.2×30.0
53.6×40.0
67.0×50.0
100.5×75.0
3.8
5.8×4.3
11.6×8.6
23.2×17.2
34.8×25.8
46.4×14.4
58.0×43.0
87.0×64.5
4.0
5.5×4.1
11.0×8.2
22.0×16.4
33.0×24.6
44.0×33.0
55.0×41
82.5×61.5
4.5
5.0×3.8
10.0×7.6
20.0×15.2
30.0×22.8
40.0×30.4
50.0×38
75.0×57.0
6.7
3.3×2.5
6.6×5.0
13.2×10.0
19.8×15.0
26.4×20.0
33.0×25
49.5×37.5
8.0
2.8×2.1
5.5×4.1
11.0×8.2
16.5×13.7
22.0×16.4
27.5×20.5
41.0×30.8
9.0
2.5×1.9
5.0×3.8
10.0×7.6
15.0×11.4
20.0×15.2
25.0×19.0
37.5×28.5
注意：1/3英寸镜头不能与1/2、2/3和1英寸的传感器配用（镜头太小）
（2）、镜头选择尺
从前面镜头的有关公式可知，由于镜头的成像尺寸、焦距、视场角等参数具有一一对应的关系，因此，一些专业镜头生产厂商（如computar及精工等）还专门制作了如图1所示的镜头选择计算尺。该计算尺由上下两个圆盘及一个透明的扇形片组成，圆盘及扇形片上均有刻度，分别标有视场角、被摄物体的水平及垂直尺寸、镜头的焦距、CCD芯片光敏面尺寸及被摄物体距CCD摄像机的距离等参数。
摄像机镜头的种类繁多：从焦距上分类，可分为短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可分为广角、标准、狭窄或远摄镜头；从结构上分类，可分为固定光圈定焦、手动光圈定焦、自动光圈定焦、手动变焦、自动光圈电动变焦、电动三可变、针孔等镜头类型。在电视监控系统中除单板机或超小型一体化机外，一般提到的摄像机均指的是CCD像机。因此镜头选择得合适与否，直接关系到摄像质量的优劣。所以在电视监控系统的设计中，选择镜头是最关键最重要的环节之一。下面对镜头选用的几个具体问题作一介绍。
一、镜头选择尺和速查表
经过多年的发展，现在已有许多实用的表格和工具来大大简化选择镜头的工作量。
（1）、镜头选择速查表
表1、2和3是美国赫曼·克鲁格在CCTV完全手册中推荐的速查表，它列出了1/2、2/3和1/3英寸传感器在特定的物距和焦距下能够看到的场景尺寸，反过来也可根据物距和场景尺寸等选择镜头的焦距。表中单位的英尺和英寸只需换算成米制即可（1英尺=30.48厘米；1英寸=2.54厘米）。如要计算1英寸传感器能看到的场景尺寸（宽度和高度），只需将1/2英寸传感器数据表格（表1）中所有的场景尺寸乘以2即可。对于1/3英寸的传感器，可以在表2中查找，也可以将2/3英寸传感器的数据表格（表2）中的场景尺寸除以2。
正确理解表1、2和3会使得为特定视场范围选择镜头的工作变得容易。如我们希望用一个1/2英寸的摄像机从40英尺远处观察宽为20、高为15英尺的场景的全貌。查表1，从距离40一格中向下找到20.6×15.5即可达到所要求的场景，其对应的焦距为12，所以选用焦距为12毫米的镜头正好。
如果按同样的距离和场景的要求，若使用2/3英寸的摄像机，以同样的方法查表2可知，可选择拍摄到宽为22.5英尺和高为16.7英尺的场景的焦距为16毫米的镜头；
如果按同样的距离和场景的要求，若使用1/3英寸的摄像机，以同样的方法查表3也可选择至拍摄宽为22.0英尺和高为16.4英尺场景的焦距为8毫米的镜头。
表1：场景尺寸与镜头焦距和场景物距之间的关系（1/2英寸摄像机）
1/2英寸传感器镜头选择表
焦距（mm）、摄像机与场景之间的距离D（以英尺为单位）
视场范围：宽H×高V（以英尺为单位）
表1
5
10
20
30
40
50
75
2.6
12.1×9.3
24.9×18.8
48.5×37.7
72.6×55.8
98.3×74.0
123.8×94.2
185.8×141.0
3.5
9.0×6.9
18.5×14.0
36.0×28.0
54.0×41.4
73.0×55.0
92.0×70.0
138.0×105.0
4.0
7.8×6.0
15.6×11.6
31.0×23.2
46.8×36.0
62.0×46.4
77.6×58.2
116.4×87.4
4.8
6.5×4.8
12.9×9.7
25.9×119.5
39.0×28.8
51.7×38.8
64.6×48.8
96.9×72.6
6.0
5.1×3.9
10.3×7.8
20.7×15.5
30.6×23.4
41.3×31.0
51.6×38.8
77.4×58.2
7.5
4.1×3.1
8.3×6.2
16.5×12.4
24.6×18.6
33.0×24.8
41.3×31.0
62.0×46.5
8.0
3.9×3.0
7.8×5.8
15.5×11.6
23.4×18.0
31.0×23.2
38.8×29.1
58.2×43.7
12.0
2.6×1.9
5.2×3.9
10.3×7.8
15.6×11.4
20.6×15.5
25.8×19.4
38.7×29.1
16.0
1.9×1.5
3.9×2.9
7.8×5.9
11.4×9.0
15.5×11.6
19.4×14.5
29.1×21.8
25.0
1.3×1.0
2.3×2.0
5.2×3.0
7.8×6.0
10.0×7.8
13.0×9.7
19.5×10.1
50.0
.62×.46
1.2×.93
2.5×1.9
3.7×2.8
4.9×3.7
6.2×4.7
9.3×7.1
75.0
.41×.31
.82×.62
1.7×1.2
2.5×1.9
3.3×2.5
4.1×3.1
6.2×4.7
150
.21×.16
.41×.31
.85×.60
1.3×1.0
1.7×1.3
2.1×1.6
3.1×1.9
注意：1/2英寸镜头不能与2/3或1英寸的传感器配用（镜头太小）。
表2：场景尺寸与镜头焦距和场景物距之间的关系（2/3英寸摄像机）
2/3英寸传感器 镜头选择表
焦距（mm）摄像机与场景之间的距离D（以英尺为单位）
视场范围：宽H×高V（以英尺为单位）
表2
5
10
20
30
40
50
75
4.0
11.0×8.2
22.0×16.4
44.0×33.0
66.0×49.2
88.0×64.0
112.0×84.0
168×126
4.8
10.0×7.5
20.0×15.0
40.0×30.0
60.0×45.0
80.0×60.0
100.0×75.0
150×125
6.5
6.8×5.0
13.6×10.1
27.0×20.3
40.8×30.3
54.2×39.4
68.9×51.7
103.4×77.6
8.0
5.5×4.1
11.0×8.2
22.0×16.5
33.0×24.6
44.0×32.0
56.0×42.0
84.0×63.0
12.5
3.5×2.6
7.0×5.3
14.0×10.5
21.0×15.6
28.0×21.0
35.0×26.2
52.0×39.3
16.0
2.8×2.1
5.6×4.2
11.1×8.3
16.8×12.6
22.5×16.7
28.0×21.0
42.0×31.5
25.0
1.7×1.3
3.6×2.7
7.0×5.3
10.5×8.0
14.0×10.7
22.5×16.7
27.0×20.0
50.0
.84×.63
1.7×1.3
3.3×2.4
5.0×3.8
6.5×4.9
14.0×10.7
12.5×9.4
75.0
.58×.43
1.1×.98
2.2×1.6
3.5×2.6
4.3×3.2
6.5×4.9
8.3×6.2
100
.42×.32
.85×.65
1.7×1.2
2.5×1.9
3.3×2.5
4.2×3.2
6.3×4.2
150
.29×.22
.55×.49
1.1×.80
1.8×1.3
2.2×1.6
2.8×2.1
4.2×3.1
注意：2/3英寸镜头不能与1英寸的传感器配用（镜头太小）
表3： 场景尺寸与镜头焦距和场景物距之间的关系（1/3英寸摄像机）
1/3英寸传感器 镜头选择表
焦距mm 摄像机与场景之间的距离D（以英尺为单位）
视场范围：宽H×高V（以英尺为单位）
表3
5
10
20
30
40
50
75
2.8
7.9×5.6
15.8×11.2
31.6×22.4
47.4×33.6
63.2×44.8
79.0×56.0
118.5×84.0
3.3
6.7×5.0
13.4×10.0
26.8×20.0
40.2×30.0
53.6×40.0
67.0×50.0
100.5×75.0
3.8
5.8×4.3
11.6×8.6
23.2×17.2
34.8×25.8
46.4×14.4
58.0×43.0
87.0×64.5
4.0
5.5×4.1
11.0×8.2
22.0×16.4
33.0×24.6
44.0×33.0
55.0×41
82.5×61.5
4.5
5.0×3.8
10.0×7.6
20.0×15.2
30.0×22.8
40.0×30.4
50.0×38
75.0×57.0
6.7
3.3×2.5
6.6×5.0
13.2×10.0
19.8×15.0
26.4×20.0
33.0×25
49.5×37.5
8.0
2.8×2.1
5.5×4.1
11.0×8.2
16.5×13.7
22.0×16.4
27.5×20.5
41.0×30.8
9.0
2.5×1.9
5.0×3.8
10.0×7.6
15.0×11.4
20.0×15.2
25.0×19.0
37.5×28.5
注意：1/3英寸镜头不能与1/2、2/3和1英寸的传感器配用（镜头太小）
（2）、镜头选择尺
从前面镜头的有关公式可知，由于镜头的成像尺寸、焦距、视场角等参数具有一一对应的关系，因此，一些专业镜头生产厂商（如computar及精工等）还专门制作了如图1所示的镜头选择计算尺。该计算尺由上下两个圆盘及一个透明的扇形片组成，圆盘及扇形片上均有刻度，分别标有视场角、被摄物体的水平及垂直尺寸、镜头的焦距、CCD芯片光敏面尺寸及被摄物体距CCD摄像机的距离等参数。