光学镜头概述和选用ppt课件.ppt
光学镜头概述和选用,2022/11/19,2,主要内容,一、 镜头简介二、镜头成像影响因素三、镜头参数四、镜头分类五、摄像机镜头选型方法 六、镜头焦距的确定七、实例八、使用注意事项,2022/11/19,3,一、镜头简介,摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响摄像机的整机指标，因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。,2022/11/19,4,镜头与CCD摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上。它相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状体的位置），可以将模糊的图像变得清晰。由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。,2022/11/19,5,二、镜头成像影响因素,镜头分不同类型，但即使对于同一类型的镜头，其成像质量也有着很大的差异，这主要是由于材质、加工精度和镜片结构的不同等因素造成的，同时也导致不同档次的镜头价格从几百元到几万元的巨大差异。,2022/11/19,6,对于镜头设计及生产厂家，一般用光学传递函数OTF（Optical Transfer Function）来综合评价镜头成像质量，光学系统传递的是亮度沿空间分布的信息，光学系统在传递被摄景物信息时，被传递之各空间频率的正弦波信号，其调制度和位相在成实际像时的变化，均为空间频率的函数，此函数称为光学传递函数。OTF一般由调制传递函数MTF（Modulation Transfer Function）与位相传递函数PTF（Phase Transfer Function ）两部分组成。,2022/11/19,7,像差是影响图像质量的重要方面，常见的像差有如下六种： 球差，慧差，像散，场曲，色差，畸变。我们在评价镜头质量时一般还会从分辨率、明锐度和景深等几个实用参数判断：,2022/11/19,8,分辨率（Resolution）：又称鉴别率、解像力，指镜头清晰分辨被摄景物纤维细节的能力，制约镜头分辨率的原因是光的衍射现象，即衍射光斑（爱里斑）。分辨率的单位是“线对/毫米“ （lp/mm）。 镜头分辩率指的是在像平面处1毫米内能分辨开的黑白相间的线条对数 。明锐度（Acutance）：也称对比度，是指图像中最亮和最暗的部分的对比度。,2022/11/19,9,景深（DOF)：1）概念在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆叫做弥散圆。如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆。在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。,2022/11/19,10,2022/11/19,11,以持照相机拍摄者为基准，从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前景深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。2）影响因素景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。,2022/11/19,12,对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。,2022/11/19,13,这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)：(1)、镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；(2)、镜头焦距镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；(3)、拍摄距离距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。,2022/11/19,14,超焦距:物距的大小也影响景深，一般物距越大景深也越大，通常在一个特定的物距之后到无限远的物体都可以清晰成像（具体物距由镜头的焦距和通光孔径决定，当然控制光圈的大小也可以决定这个物距的具体大小），这段景深称之为“超焦距”。,2022/11/19,15,最大相对孔径与光圈系数：相对孔径，是指该镜头的入射光孔直径（用D表示）与焦距（用f表示）之比，即：相对孔径D/ f 。相对孔径的倒数称为光圈系数（aperture scale），又称为f/制光圈系数或光孔号码。一般镜头的相对孔径是可以调节的，其最大相对孔径或光圈系数往往标示在镜头上，如1:1.2或f/1.2 。如果拍摄现场的光线较暗或曝光时间很短，则需要尽量选择最大相对孔径较大的镜头。,2022/11/19,16,三、镜头参数,镜头的光学特性包括成像尺寸、焦距、相对孔径和视场角等几个参数，一般在镜头所附的说明书中都有注明，以下分别介绍。,2022/11/19,17,成像尺寸镜头一般可分为25. 4mm（lin）、16. 9mm（2/3in）、12. 7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合。表1-1列出了几种常见CCD芯片的靶面尺寸，表中单位为mm。,2022/11/19,18,表1-1 几种常见CCD芯片的靶面尺寸,2022/11/19,19,由表1-1可知，12. 7mm（1/2in）的镜头应配12. 7mm（1/2in）靶面的摄像机，当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸大时，不会影响成像，但实际成像的视场角要比该镜头的标称视场角小（参见图1-1），而当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸小时，就会影响成像，表现为成像的画面四周被镜筒遮挡，在画面的4个角上出现黑角（参见图1-1）。,2022/11/19,20,(1)镜头成像尺寸比CCD靶面尺寸大 (2)镜头成像尺寸比CCD靶面尺寸小图1-1 镜头成像尺寸与CCD靶面尺寸的关系,2022/11/19,21,2.焦距焦距-透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。,2022/11/19,22,当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，则可根据下两式估算所选取配镜头的焦距：f=w D/Wf=h D/H f：镜头焦距, 单位：毫米 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度），单位：毫米W：被摄物体宽度，单位：米D：被摄物体至镜头的距离，单位：米h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度），单位：毫米H：被摄物体的高度，单位：米,2022/11/19,23,3.相对孔径1）相对孔径的概念控制镜头进光量，需要由镜头的所谓“孔径光阑”(Diaphragm)即光圈来控制。孔径光阑都是位于镜头内部，通常由多片可活动的金属叶片(称为光阑叶片)组成，可以使中间形成的(近似)圆孔变大或者缩小，以达到控制通过光量大小的目的。,2022/11/19,24,对于不同的镜头而言，光阑的位置不同，焦距不同，入射瞳直径也不相同，用孔径来描述镜头的通光能力，无法实现不同镜头的比较。为了方便在实际摄影中计算曝光量和用统一的标准来衡量不同镜头的孔径光阑实际作用，采用了“相对孔径”的概念。相对孔径 = 镜头焦距 / 入射瞳直径 = f/d 比如某个镜头的焦距为50mm，入射瞳直径为25mm，那么该镜头的相对孔径就是50/25=2。通常表示相对孔径的办法是在相对孔径前面加入f/，比如f/1.4、f/2、f/2.8等，也有用1:2来表示f/2的。通常镜头标记上用类似1:2的方式更多些。,2022/11/19,25,在实际使用中，很少使用“相对孔径”的称呼，通常都是用“光圈系数(f-Stops)”来称呼，简称“光圈”或者“f-系数”。在镜头的标记上，通常都是标记镜头的最大光圈系数，现在标记镜头的相对孔径都是用了一系列标准化的数值： f/1 f/1.4 f/2 f/2.8 f/4 f/5.6 f/8 f/11 f/16 f/22 f/32 f/45 f/64，可以看到：每一个数值都与相邻数值有一个的关系，表明后一个数值的通光量为前面一个的一半，前一个数值的通光量是后面一个的两倍。根据圆面积的计算公式，镜头通过的光量与f系数的平方成反比。比如：f/5.6的通光量是f/4的一半；是f/8的两倍。,2022/11/19,26,由于采用了这样的标准化方式，对于不同的镜头，在快门速度不变的情况下，只要f-系数的相同，曝光量就是相同的。上面表格中从前一个数字变化到后面一个数字，称“f-系数变化一档”，从前面数字变化到后面数字(就是增大f-系数)，称为“缩小/收缩光圈”；反之，称为“增大/开大光圈”。在镜头上，有光圈调节环，用来控制实际拍摄的光圈。,2022/11/19,27,2）光圈的作用1、控制进光量：由于光圈控制镜头进光量的作用，在暗弱的光线下拍摄，需要使用大光圈镜头，以获得更多的光量；而在明亮的场合，则使用小光圈不至于曝光过度。总之，可以通过光圈的调节，达到准确曝光的目的。2、控制景深：光圈的作用除了控制进光量外，另外一个很重要的作用是控制拍摄画面的景深。3、控制像质：由于光学原理和制造成本的限制，摄影镜头在全开光圈时的像质并不是最佳的，通常在收缩光圈后，像质有明显的改善。,2022/11/19,28,不同的镜头，最佳光圈的位置也不尽相同。一般而言：最佳光圈出现在最大光圈收缩2档或者3档的位置。比如最大光圈为f/2.8的镜头，最佳光圈为f/5.6或者f/8。这也是使用自动光圈镜头的一个原因。自动光圈-镜头内的隔膜装置，可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节，以适应光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是10000-1到300000-1。,2022/11/19,29,4.视场角镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。视场角与镜头的焦距f及摄像机靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有关，镜头的水平视场角ah及垂直视场角av可分别由下式来计算，即ah=2arctg（h/2f）av=2arctg（v/2f） 由以上两式可知，镜头的焦距f越短，其视场角越大，或者，摄像机靶面尺寸h或v越大，其视场角也越大。,2022/11/19,30,图1-2 不同焦距镜头所对应的视场角,2022/11/19,31,5.接口镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型，工业摄像机常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徕卡接口、M42接口、M50接口，M12接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。,2022/11/19,32,C接口和CS接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸32UN英制螺纹连接口，C型接口和CS型接口的螺纹连接是一样的，区别在于C型接口的后截距为17.5mm，CS型接口的后截距为12.5mm。所以CS型接口的摄像机可以和C口及CS口的镜头连接使用，只是使用C口镜头时需要加一个5mm的接圈；C型接口的摄像机不能用CS口的镜头。图1-3画出了这两种镜头的接口部位示意图。其中上半部为CS型镜头，下半部为C型镜头。,2022/11/19,33,图1-3 C型安装和CS型安装镜头,2022/11/19,34,在电视监控系统中常用的镜头是C型安装镜头（in32牙螺纹座）。这种镜头安装部位的口径是25. 4mm（in），从镜头安装基准面到焦点的距离是17. 526 mm。大多数摄像机的镜头接口则做成CS型，因此将C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一个5 mm厚的接圈，而将CS镜头安装到CS接口的摄像机时就不需接圈。,2022/11/19,35,实例介绍：,百万象素镜头,2022/11/19,36,50w象素镜头,2022/11/19,37,5 mm的接圈,2022/11/19,38,四、镜头分类,以摄像机镜头规格分类以镜头焦距分类以镜头光圈分类以镜头的视场大小分类 以镜头安装分类 以镜头透过光线分类,2022/11/19,39,1.以摄像机镜头规格分类,2022/11/19,40,摄像机镜头规格应视摄像机的尺寸而定，两者应相对应。 如果镜头尺寸与摄像机靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。,2022/11/19,41,2.从镜头焦距上分: 短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视的尺寸而定。 长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。,2022/11/19,42,1)定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。2)变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。,2022/11/19,43,3.以镜头光圈分类: 镜头有手动光圈（manual iris）和自动光圈（auto iris）之分，配合摄像机使用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。,2022/11/19,44,自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，称为输入型。,2022/11/19,45,采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是：1) 在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 2) 要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。3) 要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。,2022/11/19,46,4.以镜头的视场大小分类 :标准镜头：焦距值为画幅对角线长度的镜头称之为标准镜头。 标准镜头的特点如下： 1、其视角与人眼的视角相近，其所拍摄画面中景物之间的透视关系，与人眼视角所感受到的景象非常相似，没有透视变形； 2、视角范围在45左右。 在英寸摄像机中，标准镜头焦距定为mm，在英寸摄像机中，标准镜头焦距定为mm。广角镜头：视角度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。远摄镜头：视角度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大，但使观察范围变小。,2022/11/19,47,变倍镜头（zoom lens）：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。可变焦点镜头（vari-focus lens）：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，则需通过手动聚焦实现。 针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。,2022/11/19,48,5.以镜头安装分类: 所有的摄像机镜头均是螺纹口的，摄像机的镜头安装有两种工业标准，即安装座和安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 安装座：特种安装，此时应将摄像机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个安装座镜头安装到一个安装座摄像机上时，则需要使用镜头转换器。,2022/11/19,49,2022/11/19,50,6.以镜头透过光线分类: 彩色镜头：渡膜，阻止红外光进入。黑白镜头：红外光进入可以到达图像传感器。,2022/11/19,51,IR镜头：主要是采用特殊光学设计以及特殊渡膜和材质等先进技术，是让红外光尽可能的透过去；多层镀膜还可以最大限度的抑止逆光条件下鬼影和闪光的发生，即使在逆光等不良条件下也可以获得相对高对比度的优质画面；特殊光学玻璃材料则解决了红外对应清晰成像的问题，使而从可见光区到红外光区的光线都可以在同一个焦面位置成像，实现清晰的图像。,2022/11/19,52,五、摄像机镜头选型方法,镜头的选用应考虑一下几点： 1） 镜头尺寸应等于或大于摄像机成像面尺寸。例如：1/3摄像机可选1/31整个范围内的镜头，但水平视角的大小都是一样的。只是使用大于1/3的镜头能够更多地利用成形，更精确了镜头中心光路，所以可提高图像质量和分辨率。 2） 选用合适的镜头焦距。焦距越大，监看距离越远，水平视角越小，监视范围越窄；焦距越小，监看距离越近，水平视角越大，监视范围越宽。,2022/11/19,53,3） 考虑环境光线的变化。光线对图像的采集效果起着十分重要的作用。一般来说，对于光线变化不明显的环境，我们常选用手动光圈镜头，将光圈手调到一个比较理想的数值后就可不动了；如果光线变化较大，如室外24小时监看，应选用自动光圈，能够根据光线的明暗变化自动调节光圈值的大小，保证图像质量。但需注意的是，如果光线照度不均匀，特别是监视目标与背景光反差较大时，采用自动光圈镜头效果不理想。,2022/11/19,54,4）考虑最佳监看范围。因为镜头焦距和水平视角成反比，因此既想看得远，又想看得宽阔和清晰，这是无法同时实现的。每个焦距的镜头都只能在一定范围内达到最佳的监看效果，所以如果监看的距离较远且范围较大，最好是增加摄像机的数量，或采用电动变焦镜头配合云台安装。,2022/11/19,55,5） 镜头接口与摄像机接口要一致。现在的摄像机和镜头通常都是CS型接口.CS型接口：后截距为12.5mmC型接口：后截距为17.526mmCS型摄像机可以和CS型、C型镜头配接，但和C型镜头接配时，必须在镜头和摄像机之间加接配环，否则可能碰坏CCD成像面的保护玻璃，造成CCD摄像机的损坏。C型摄像机不能和CS型镜头配接。,2022/11/19,56,六、镜头焦距的确定,1焦距的应用在实际应用中，经常会有用户提出该摄像机能看清多么远的物体或该摄像机能看清多么宽的场景等问题，这实际上由所选用的镜头的焦距来决定，因为焦距决定了摄取图像的大小。用不同焦距的镜头对同一位置的某物体摄像时，配长焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就大，反之，配短焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就小。,2022/11/19,57,成像场景的大小与成像物体的显示尺寸是互相矛盾的，举个例子来说，用同一支摄像机对同一个停车场进行监视，选用短焦距镜头可以对整个停车场的全景进行监视并看到出入口外的车辆进出，但却不能看清该辆车的牌照号码（该车在监视器屏幕上仅占据了很小的面积）；而选用长焦距镜头虽可以看清该辆车的牌照号码（该车占据了屏幕上的大部分面积），却又不能监视到整个停车场的全貌。因此当需要既监视全景以要看清局部时，一般应考虑配用电动两可变或电动三可变镜头。,2022/11/19,58,2校正概念：某摄像机能够“看多远”？比如100m、500m甚至1km远外的物体还能否在监视器上清晰地显示出来。理论上，任何一种镜头均可拍摄很远的物体，并在CCD靶面上成一很小的像，但受CCD单元（像素）物理尺寸的限制，当成像小到小于CCD传感器的一个像素大小时，便不再能形成被摄物体的像，即使成像有几个像素大小，该像也难以辨识为何物。,2022/11/19,59,一般来说，镜头焦距越长，“看”得就越远，但同时视场角却变小，结果观看的范围变窄了。比如若用标准镜头刚好看清远处某人的基本特征（是男或是女），则换用长焦距镜头则可能看清其面部特征，但却无法看见该人穿的是什么裤子和鞋（这部分已经“涨”出了画面），而换用广角镜头则只可能看到画面中有人（连男女都分辨不出），但却可看清该人在整个监视场景中的所处的位置，周围还有什么别的人物或参照物。因此，关于“看多远”的较为科学的说法应该是“在屏幕上成的像大小可对应于实际观测距离处多高或多宽的景物”。例如，用8mm镜头观测10m远处的景物，如果该处有10个人站成一排则刚好可横向充满整个监视器屏幕。,2022/11/19,60,3计算公式镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下；f=w D/Wf=h D/H f：镜头焦距, 单位：毫米 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度），单位：毫米W：被摄物体宽度，单位：米D：被摄物体至镜头的距离，单位：米h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度），单位：毫米H：被摄物体的高度，单位：米,2022/11/19,61,2022/11/19,62,4应用1) 已知物体的大小，距离和镜头CCD规格，求镜头的焦距。焦距/宽（毫米）：f1=w D/W焦距/高（毫米）：f2=h D/H2) 已知焦距，物体的大小和镜头CCD规格，求物体距离。物 距/宽(米)：D1=f W/w 物 距/高(米)：D2=f H/h3) 已知焦距，物距和镜头CCD规格求其视场宽高。 物 宽(米)：W=w D/f 物 高(米)：H=h D/f4) 已知镜头焦距求视角水平视场角（度）：aw2arctg(w/2f)垂直视场角（度）：ah2arctg(h/2f)5) 已知镜头视角求焦距 已知水平视场角，求焦距和垂直视角：f = (w/2)tg(aw/2), ah2arctg(h/2f)已知垂直视场角，求焦距和水平视角：f = (h/2)tg(ah/2), aw2arctg(w/2f),2022/11/19,63,七、实例,1求焦距实例1）已知物体的大小，距离和镜头CCD规格，求镜头的焦距。 用1/3” 的摄像机，摄像机安装在收银员的2 米高的上方，需要监控制收银员2 米宽的柜台情况，选用多少毫米的镜头？,2022/11/19,64,2022/11/19,65,已知w=4.8mm. D=2m, W=2m，求焦距：按焦距/宽（毫米）：f1=w D/W公式计算：f=4.8 X 2000 / 2000 =4.8 mm,则选用4.8 mm 的镜头即可.,2022/11/19,66,2）在实际应用中，有些参数可能不是直接给出，而是需要我们经过转换得到。 已知“看多远”，求焦距：计算1/3英寸图像传感器 ，图像分辨率为D1，在10m处能看清车牌时镜头的焦距范围。,2022/11/19,67,车牌大小约为45cm *15cm 。要看清车牌，车牌在画面中所占象素大小必须大于12030。分为以下两种情况： 全画面都为车牌。此时物宽为45cm，物高为15cm。由焦距计算软件得焦距：按物宽计算：106mm；按物高计算：240mm。要同时看清车牌，焦距最大为106mm。 画面里12030个象素为车牌。此时物宽为（704/120）45cm270cm，物高为（576/30）15cm285cm。由焦距计算软件得焦距：按物宽计算：17.778mm；按物高计算：12.632mm。要同时看清车牌，焦距最小为18mm。所需焦距范围为（18mm106mm）,2022/11/19,68,已知监控范围，求焦距：具体的应用环境参见下图，监控范围为停车线到红绿灯杆，车的高度为1.6m，宽度为2m。,2022/11/19,69,假设摄像机正对着车，设车身长4m，摄像头水平装在杆子上6m处，可以得到垂直视场角约为arctg(6/(24-4)17度，根据公式f = (h/2)tg(ah/2)，可知需焦距为12mm左右的镜头。根据公式aw2arctg(w/2f)，水平视场角为22度左右，根据公式D1=f W/w，在20m处可以看到宽8m的范围。,2022/11/19,70,2022/11/19,71,2.求物距实例上例中，若镜头为4mm9mm，则车牌在什么位置能被看清。此时只需计算最远距离，则物宽为（704/120）45cm270cm，物高为（576/30）15cm285cm。假设成像时宽成像在ccd的宽上。焦距为9mm时：按宽算， D(f/h)*H=(9mm/4.8mm)*2.7m5m按高算， D(f/v)*V=(9mm/3.6mm)*2.85m7m，要同时看清楚，选择5m。焦距为4mm时：按宽算， D(f/h)*H=(4mm/4.8mm)*2.7m2.25m按高算， D(f/v)*V=(4mm/3.6mm)*2.85m3m，要同时看清楚，选择2.25m。综合起来，能看清楚的范围在5m内。,2022/11/19,72,八、使用时的注意事项,1.计算公式的所有计算都基于“薄镜头”（一种理想镜头）。此理想镜头与商业镜头的区别在实际应用中可忽略不计。然而，广角镜头可能与理想镜头有很大的差别。,2022/11/19,73,2.镜头参数对图像的影响:1)焦距大小的影响情况 焦距越小，景深越大； 焦距越小，畸变越大； 焦距越小，渐晕现象越严重，使像差边缘的照度降低；2) 光圈大小的影响情况 光圈越大，图像亮度越高； 光圈越大，景深越小； 光圈越大，分辨率越高；,2022/11/19,74,3) 像场中央与边缘 一般像场中心较边缘分辨率高 一般像场中心较边缘光场照度高4) 光波长度的影响在相同的摄像机及镜头参数条件下，照明光源的光波波长越短，得到的图像的分辨力越高。 黑白镜头加红外灯摄像机系统出现白天聚焦清晰晚上模糊的现象也与光波长度有关。,2022/11/19,75,3.典型误区 错误: 镜头型号与相机型号必须一致。正确: 镜头型号最好比CCD型号大，因为光学瑕疵出现在镜头边缘。错误: 如果镜头型号比CCD型号大，它必须有更大或更小的焦距。正确: 焦距只取决于CCD型号、拍摄距离和物体尺寸。,2022/11/19,76,4.焦距计算误区如果监视一25米长 1.5米宽的走廊用1/3 ccd 计算:f=4.8*25000/1500=80mm 可实际只用12mm 或16mm就可以了？！这种计算方法得到的焦距是指在25m处能看到1.5m宽的范围，在5m，10m等地方看到的范围不止1.5m。,
