攝像機鏡頭角度計算方法

為了從1/3″與1/2″ CCD攝像機中獲取同樣的視角，1/3″ CCD攝像機鏡頭焦距必須縮短；相反如果在1/3″ CCD與1/2″ CCD攝像機中采用相同焦距的鏡頭，情況又如何呢？1/3″ CCD攝像機視角將比1/2″ CCD攝像機明顯地減小，同時1/3″ CCD攝像機的圖像在監視器上將比1/2″ CCD的圖像放大，產生了使用長焦距鏡頭的效果。

　　 另外我們在選擇鏡頭時還要注意這樣一個原則：即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD攝像機的鏡頭，反之則不行。原因是：如1/2″ CCD攝像機采用1/3″鏡頭，則進光量會變小，色彩會變差，甚至圖像也會缺損；反之，則進光量會變大，色彩會變好，圖像效果肯定會變好。當然，綜合各種因素，攝像機好還是選擇與其相匹配的鏡頭。

 

 

公式計算法：

　　視場和焦距的計算 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靶面規格尺寸：　　單位mm

規格	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

　　由于攝像機畫面寬度和高度與電視接收機畫面寬度和高度一樣，其比例均為4:3，當L不變，H或W增大時，f變小，當H或W不變，L增大時，f增大。

視場角的計算：

如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計算出現場寬度和高度。
　　 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算出視場角便可按下式計算出視場高度H和視場寬度W
　　 H=2Ltg、W=2Ltg

　　例如；攝像機的攝像管為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，監視的目標也就小。

如前所示，攝像機鏡頭的視場由寬（W）。高（H）和與攝像機的距離（L）決定，一旦決定了攝像機要監視的景物，正確地選擇鏡頭的焦距就由來3個因素決定； *.欲監視景物的尺寸 *.攝像機與景物的距離 *.攝像機成像器的尺士：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簡單的關系。利用這個關系可選擇適當的鏡頭。 估計或實測視場的大寬度；估計或實測量攝像機與被攝景物間的距離。具體方法：在以W和L為座標軸的圖示2-5中，查出應選用的鏡頭焦距。為確保景物完全包含在視場之中，應選用座標交點上，面那條線指示的數值。
　　 例如： 視場寬50m,距離40m,使用1/3"格式的鏡頭，在座標圖中的交點比代表4mm鏡頭的線偏上一點。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
　　 當焦距數值算出后，如果沒有對應焦距的鏡頭是很正常的，這時可以根據產品目錄選擇相近的型號，一般選擇比計算值小的，這樣視角還會大一些。

常用攝像機鏡頭的角度：

簡單的說，攝像機的鏡頭數值越大，看得越遠、越窄；攝像機鏡頭的數值越小，看得越近、越寬。

鏡頭焦距(mm) 1/3"芯片左右 拍攝角度 1/3"芯片上下 拍攝角度 1/4"芯片左右 拍攝角度 1/4"芯片上下 拍攝角度 2.5mm 96.4° 86.2 ° 81.9° 72.9° 2.8mm 89.9° 79.8° 75.6° 66.8° 3.6mm 75.7° 66° 62.2° 54.3° 4mm 69.9° 60.7° 57° 49.5° 6mm 50° 42.6° 39.8° 34.2° 8mm 38.5° 32.6° 30.4° 26° 12mm 26.2° 22.1° 20.5° 17.5° 16mm 19.8° 16.6° 15.4° 13.2° 30mm 10.6° 8.9° 8.3° 7° 60mm 5.3° 4.5° 4.1° 3.5° 100mm 3.2° 2.7° 2.5° 2.1° 200mm 1.6° 1.3° 1.2° 1.1°

常用攝像機鏡頭的廣角范圍：

焦距	規格	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 電動變倍鏡頭	1/3	51°- 9°
8.5-51mm 電動變倍鏡頭	1/3	57°- 10°
6-60mm 電動變倍鏡頭	1/3	52°- 6°