1、宁波诺可电子科技发展有限公司作者：马军华（工程师）对网络上各工程师撰写的工程文章进行收集，供大家学习和工程项目中参考使用镜头计算公式 (原理描述) 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。1、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=wL/W 2、f=hL/Hf：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L：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 W
2、 H1/4“ 3.2 2.41/3“ 4.8 3.61/2“ 6.4 4.82/3“ 8.8 6.61“ 12.7 9.6(1)lin 靶面尺寸为宽 12.7mmx 高 9.6mm,对角线 16mm(2)2/3in 靶面尺寸为宽 8.8mmx 高 6.6mm,对角线 11mm(3)1/2in 靶面尺寸为宽 6.4mmx 高 4.8mm,对角线 8mm(4)1/3in 靶面尺寸为宽 4.8mmx 高 3.6mm,对角线 6mm(5)1/4in 靶面尺寸为宽 3.2mmx 高 2.4mm,对角线 4mm(6)1/5in 正在开发之中，尚未推出正式产品由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高
3、度一样，其比例均为 4:3,当L 不变，H 或 W 增大时， f 变小，当 H 或 W 不变，L 增大时，f 增大。宁波诺可电子科技发展有限公司作者：马军华（工程师）2 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 （水平观看的角度） =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 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=2
4、Ltg 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而镜头与被摄取物体的距离为 2m，试求视场的宽度 w。 W=2Ltg=22tg=1.46m 则 H=W=1.46=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（W） 。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
5、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 镜头的线偏上一点。这表明如果使用 4mm 镜头就不能覆盖 50m 的视场。而用2.8mm 的镜头则可以完全覆盖视场
6、。f=vD/V 或 f=hD/H其中，f 代表焦距，v 代表 CCD 靶面垂直高度，V 代表被观测物体高度，h 代表 CCD 靶面水平宽度， H 代表被观测物体宽度。举例：假设用 1/2”CCD 摄像头观测，被测物体宽 440 毫米，高 330 毫米，镜头焦点距物体 2500 毫米。由公式可以算出：焦距 f=6.4X2500/44036 毫米 或焦距 f=4.8X2500/33036 毫米当焦距数值算出后，如果没有对应焦距的镜头是很正常的，这时可以根据产品目录选择相近的型号，一般选择比计算值小的，这样视角还会大一些。宁波诺可电子科技发展有限公司作者：马军华（工程师）从原理到实践举例说明：在闭路
7、监控工程中，工程人员往往会碰到镜头难以选配的问题；为此，我们提供以下简单的计算公式，供选取镜头时参考：公式1：F= w D / W公式2：F= h D / H说明：F ：镜头焦距D ：被摄物体距镜头的距离W：被摄物体需摄取的宽度H ：被摄物体需摄取的高度w：CCD靶面的宽度h ：CCD 靶面的高度例：某闭路监控工程中，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？按F= w D / W公式计算F=4.8 X 2000 / 2000 =4.8 mms 则选用4.8 mm 的镜头即可.附CCD 靶面规格尺寸(单位: mm)规格 1/4“
8、 1/3“ 1/2“ 2/3“ 1“ W 3.6 4.8 6.4 8.8 12.7 h 2.7 3.6 4.8 6.6 9.6 更简单一些的表达：1、如何选择镜头？先根据环境的远近选择镜头焦距；再根据观看的范围选择镜头角度；综合镜头的两种选择，以镜头的焦距选择为主。如视角不够，选择增加云台增大视角范围。2、如何选择镜头焦距？镜头的焦距物体距离(m)*CCD高度（mm）f= 物高(m)宁波诺可电子科技发展有限公司作者：马军华（工程师）图形举例：宁波诺可电子科技发展有限公司作者：马军华（工程师）以下是通过上述计算后得到理伦值：监控摄像机镜头角度和距离计算表1 CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所
9、示(CCD w:12.7 h: 9.6)镜头焦距（毫米数） L:5 米（W*H） L:10 米（W*H） L:15 米（W*H）L:20 米（W*H）L:30 米（W*H）2.8mm 22.7*17.1m 45.4*34.3m 68*51.4m 90.7*68.6m 136*102.9m3.6mm 17.6*13.3m 35.3*26.7m 52.9*40m 70.6*53.3m 105.8*80m4mm 15.9*12m 31.8*24m 47.6*36m 63.5*48m 95.3*72m6mm 10.6*8m 21.2*16m 31.8*24m 42.3*32m 63.5*48m8mm
10、7.9*6m 15.9*12m 23.8*18m 31.8*24m 47.6*36m12mm 5.3*4m 10.6*8m 15.9*12m 21.2*16m 31.8*24m16mm 4.0*3m 7.9*6m 11.9*9m 15.9*12m 23.8*18m25mm 2.5*1.9m 5.1*3.8m 7.6*5.8m 10.2*7.7m 15.2*11.5m60mm 1.1*0.8m 2.1*1.6m 3.2*2.4m 4.2*3.2m 6.4*4.8m1/2 CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所示(CCD w:6.4 h:4.8)镜头焦距（毫米数） L:5 米（W*H） L:10
11、米（W*H） L:15 米（W*H）L:20 米（W*H）L:30 米（W*H）2.8mm 11.4*8.6m 22.9*17.1m 34.3*15.7m 45.7*34.3m 68.6*51.4m3.6mm 8.9*6.7m 17.8*13.3m 26.7*20m 35.6*26.7m 53.3*40m4mm 8*6m 16*12m 24*18m 32*24m 48*36m6mm 5.3*4m 10.7*8m 16*12m 21.3*16m 32*24m8mm 4*3m 8*6m 12*9m 16*12m 24*18m12mm 2.7*2m 5.3*4m 8*6m 10.7*8m 16*12
12、m16mm 2*1.5m 4*3m 6*4.5m 8*6m 12*9m25mm 1.3*1.0m 2.6*1.9m 3.8*2.9m 5.1*3.8m 7.7*5.8m60mm 0.5*0.4m 1.1*0.8m 1.6*1.2m 2.1*1.6m 3.2*2.4m镜头毫米数与搭配的 CCD镜头焦距（毫米数） 1/3 CCD 1/4 CCD 二者角度差异2.8mm 89.9 75.6 14.33.6mm 75.7 62.2 13.54mm 69.9 57.0 12.96mm 50.0 39.8 10.28mm 38.5 30.4 8.112mm 26.2 20.5 5.716mm 19.8 1
13、5.4 4.425mm 10.6 8.3 2.360mm 5.3宁波诺可电子科技发展有限公司作者：马军华（工程师）1/3 CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所示(CCD w:4.8 h:3.6)镜头焦距（毫米数） L:5 米（W*H） L:10 米（W*H） L:15 米（W*H） L:20 米（W*H） L:30 米（W*H）2.8mm 8.6*6.4m 17.1*12.9m 25.7*19.3m 34.3*25.7m 51.4*38.6m3.6mm 6.7*5m 13.3*10m 20*15m 26.7*20m 40*30m4mm 6*4.5m 12*9m 18*13.5m 24*18m
14、 36*27m6mm 4*3m 8*6m 12*9m 16*12m 24*18m8mm 3*2.3m 6*4.5m 9*6.8m 12*9m 18*13.5m12mm 2*1.5m 4*3m 6*4.5m 8*6m 12*9m16mm 1.5*1.1m 3*2.3m 4.5*3.4m 6*4.5m 9*6.8m25mm 0.96*0.72m 1.9*1.5m 2.9*2.2m 3.8*2.9m 5.8*4.3m60mm 0.4*0.3m 0.8*0.6m 1.2*0.9m 1.6*1.2m 2.4*1.8m1/4 CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所示(CCD w:3.6 h:2.7)镜头焦
15、距（毫米数） L:5 米（W*H） L:10 米（W*H） L:15 米（W*H） L:20 米（W*H） L:30 米（W*H）2.8mm 6.4*4.8m 12.9*9.6m 19.3*14.5m 25.7*19.3m 38.6*28.9m3.6mm 5*3.8m 10*7.5m 15*11.3m 20*15m 30*22.5m4mm 4.5*3.4m 9*6.8m 13.5*10.1m 18*13.5m 27*20.3m6mm 3*2.3m 6*4.5m 9*6.8m 12*9m 18*13.5m8mm 2.3*1.7m 4.5*3.4m 6.8*5.06m 9*6.8m 13.5*10
16、.1m12mm 1.5*1.13m 3*2.25m 4.5*3.38m 6*4.5m 9*6.75m16mm 1.13*0.84m 2.25*1.69m 3.38*2.53m 4.5*3.38m 6.75*5.06m25mm 0.72*0.54m 1.44*1.08m 2.16*1.62m 2.88*2.16m 4.32*3.24m60mm 0.3*0.23m 0.6*0.45m 0.9*0.68m 1.2*0.9m 1.8*1.35m备注：同样毫米数的镜头搭配 1/4 的 CCD 芯片拍摄的范围和角度稍微窄一点，但是拍摄画面中的物体看起来要大一点，表中的数据为水平方向的现场角度，如果摄像机装在高处往低处监看时，视场角和拍摄范围要稍微大一些，但拍摄画面中的物体要稍微小一点
