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监控摄像机镜头焦距计算方法及参数介绍

一、不可小瞧的镜头

镜头是摄像机的眼睛，为了适应不同的监控环境和要求，需要配置不同规格的镜头。比
如在室内的重点监视，要进行清晰且大视场角度的图像捕捉，得配置广角镜头；在室外的停
车场，既要看到停车场全貌，又要能看到汽车的细部，这时候需要广角和变焦镜头，在边境
线、海防线的监控，需要超远图像拍摄。

1、镜头的主要参数

焦距（f）：焦距是镜头和感光元件之间的距离，通过改变镜头的焦距，可以改变镜头
的放大倍数，改变拍摄图像的大小。当物体与镜头的距离很远的时候，我们可用下面公式表
达：镜头的放大倍数≈焦距/物距。增加镜头的焦距，放大倍数增大了，可以将远景拉近，
画面的范围小了，远景的细节看得更清楚了；如果减少镜头的焦距，放大倍数减少了，画面
的范围扩大了，能看到更大的场景。

视场角：在工程实际中，我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围。焦距f越大，视
场角越小，在感光元件上形成的画面范围越小；反之，焦距f越小，视场角越大，在感光元
件上形成的画面范围越大。

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。

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：

公式1：F=wD/W

公式2：F=hD/H

F：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
D：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WH

1/3"4.83.6

1/2"6.44.8

2/3"8.86.6

1"12.79.6

由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3

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β（水平观看
的角度）β=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

光圈：光圈安装在镜头的后部，光圈开得越大，通过镜头的光量就越大，图像的清晰度
越高；光圈开得越小，通过镜头的光量就越小，图像的清晰度越低。通常用F（光通量）来
表示。F=焦距（f）/通光孔径。在摄像机的技术指标中，我们可以常常看到6mm/F1.4这样
的参数，它表示镜头的焦距为6mm，光通量为1.4，这时我们可以很容易地计算出通光孔径
为4.29mm。在焦距f相同的情况下，F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大，
镜头越好。

2、镜头的分类

按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长矩分

球面镜头1”25mm自动光圈电动变焦长焦距镜头

非球面镜头1/2”3mm手动光圈手动变焦标准镜头

针孔镜头1/3”8.5mm固定光圈固定焦距广角镜头

鱼眼镜头2/3”17mm

（１）以镜头安装分类
所有的摄象机镜头均是螺纹口的，ＣＣＤ摄象机的镜头安装有两种工业标准，即Ｃ安装座和
ＣＳ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。

Ｃ安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。

ＣＳ安装座：特种Ｃ安装，此时应将摄象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Ｃ安装座镜头安装到一个ＣＳ安装座摄象机上时，
则需要使用镜头转换器。

（２）以摄象机镜头规格分类

摄象机镜头规格应视摄象机的ＣＣＤ尺寸而定，两者应相对应。即

摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／２英寸时，镜头应选１／２英寸。

摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／３英寸时，镜头应选１／３英寸。

摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／４英寸时，镜头应选１／４英寸。

如果镜头尺寸与摄象机ＣＣＤ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。

（３）以镜头光圈分类

镜头有手动光圈（manualiris）和自动光圈（autoiris）之分，配合摄象机使用，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。自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透
镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光
圈，称为ＤＣ输入型。

自动光圈镜头上的ＡＬＣ（自动镜头控制）调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均亮
度，也可以画面中最亮部分（峰值）来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。一般而
言，ＡＬＣ已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的
目标时，明亮目标物之影像