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  • 摄像机焦距和视场角计算.doc
    2020-12-20 00:37:28

    摄像机焦距和视场角计算

    焦距与视场角计算

    部门:网络通讯室 编辑:小李

    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,镜头焦距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     f=hL/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    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     h       1/3"     4.8    3.6       1/2"     6.4    4.8       2/3"     8.8    6.6       1"     12.7    9.6 由于摄像机画面宽度和高度??电视接收机画面宽度和高度一样,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。

    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。

    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=6.4X2500/440≈36毫米或 焦距f=4.8X2500/330≈36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。

    摄像机视场角、拍摄范围与镜头、CCD的关系摄像机拍摄的视角与镜头的毫米数、CCD的尺寸大小密不可分,下表为镜头毫米数与搭配的CCD拍摄视角的对应关系,可供大家参考:镜头焦距搭配1/3" CCD搭配1/4" CCD二者差的异性2.8 mm89.9°75.6°14.3°3.6 mm75.7 °62.2°13.5°4 mm69.9 °57.0°12.9°6 mm50.0 °39.8°10.2°8 mm38.5 °30.4°8.1°12 mm26.2 °20.5°5.7°16 mm19.8 °15.4°4.4°25 mm10.6 °8.3°2.3°60 mm5.3 °4.1°1.2°1/3" CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所示:镜头焦距(毫米数)距离5米(宽×高)距离10米(宽×高)距离15米(宽×高)距离20米(宽×高)距离30米(宽×高)2.8mm13×9.8米26×19.5米39×29.3米52×39米78×58.5米3.6mm8.5×6.4米17×12.8米25.5×19米34×25.5米51×38.3米4mm8×6米16×12米24×18米32×24米48×36米6mm5.5×4.1米11×8.3米16.5×12.4米22×16.5米33×24.8米8mm3.5×2.6米7×5.3米10.5×7.9米14×10.5米21×15.8米12mm2×1.5米4×3米6××4.5米8×6米12×9米16mm1.5×1.1米3×2.3米4.5×3.4米6×4.5米9×6.8米25mm1.3×1米2.5×1.9米3.8×2.9米5×3.8米7.5×5.6米60mm0.5×0.4米1×0.75米1.5×1.1米2×1.5米3×2.3

    CCD,电耦合器,感光元件,CCD靶面的大小和像素的高低是影响拍摄效果的主要因素。CCD靶面的尺寸一般分为1英寸,1/2英寸,1/3英寸,1/4英寸,现在在向1/5英寸发展。CCD靶面越大,即感光面积越大,成像越清晰。像素越高,成像越清晰一般CCD尺寸大的像素反而低,只有两者

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  • 相机焦距视场角FOV

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    1、焦距与FOV FOV就是相机视锥体的两端的夹角,焦距大概是镜头到“传感器”的距离。...发现焦距和FOV是一一对应的。不过好像少一个数据,这里可以反着算算看这个数据是啥。假设传感器尺寸是x,焦距是f,已知FOV,...

    目录

    1、焦距与FOV

    2、工业镜头对应视场范围的计算方法

    3、焦距的计算方法

    4、常见工业相机传感器尺寸大小(H水平×V竖直)


    1、焦距与FOV

            FOV就是相机视锥体的两端的夹角,焦距大概是镜头到“传感器”的距离。

            实际的相机,传感器在镜头后面,为了简化,可以假设镜头在传感器的前面,相对镜头镜像。

            其中,红色的是传感器,蓝色的角是FOV。那焦距就是传感器和原点的距离,就是绿色虚线的长度。这里发现问题了,这个距离和传感器的大小相关!

            发现焦距和FOV是一一对应的。不过好像少一个数据,这里可以反着算算看这个数据是啥。假设传感器尺寸是x,焦距是f,已知FOV,可以得到一个关系:

            其中,尺寸大小为胶片的对角线为准的。如“35mm胶片”是非常早的最常用的真·胶片的名称,实际的大小是36mm x 24mm。那么“全画幅”相机的传感器的对角线长度为:

    2、工业镜头对应视场范围的计算方法

            视场(FOV)=工作距离(WD)*CCD靶面型号尺寸(V或者H)/焦距(f)。

    3、焦距的计算方法

            焦距(f)=工作距离(WD)*CCD靶面型号尺寸(V或者H)/视场大小或者物体高度(FOV)

    4、常见工业相机传感器尺寸大小(H水平×V竖直)

            1/4″:3.2mm×2.4mm;

            1/3″:4.8mm×3.6mm;

            1/2″:6.4mm×4.8mm;

            2/3″:8.8×6.6mm;

            1″:12.8mm×9.6mm

    参考:

            https://zhuanlan.zhihu.com/p/166080320

            https://blog.csdn.net/weixin_39723102/article/details/111361276

            https://blog.csdn.net/baidu_38172402/article/details/84568088

            http://www.skcircle.com/?id=1187

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  • 镜头焦距和视场角介绍!

    千次阅读 2020-12-20 00:37:15
    1. 焦距的概念焦距是光学系统中光的集中或发散的量度. 平行光线进入无穷远焦点的透镜后,它们会聚到一个点,称为焦点. 简而言之,焦距是指从镜头的光学中心到焦点的距离. 为了能够聚焦在比无穷远更近的物体上,应该...

    1. 焦距的概念

    焦距是光学系统中光的集中或发散的量度. 平行光线进入无穷远焦点的透镜后,它们会聚到一个点,称为焦点. 简而言之,焦距是指从镜头的光学中心到焦点的距离. 为了能够聚焦在比无穷远更近的物体上,应该将镜头调整到离焦平面更远的位置. 这就是为什么许多镜头在转动聚焦环时会增加镜头长度.

    2. 镜头根据焦距分类

    照相镜头的数量巨大,从鱼眼镜头到最大1000毫米的超远摄镜头. 我们通常将它们分为广角镜,标准镜和远摄镜. 人的视角大致等于50mm焦距的视角,因此焦距为35-50mm的镜头被视为标准镜头. 焦距小于此焦距的镜头是广角镜头,距离较大的镜头是远摄镜头.

    3. 焦距对成像的影响

    当到被摄物体的距离相同时,长焦距镜头比短焦距镜头具有更大的比例. 对于相同的被摄体距离,将焦距加倍会使屏幕上被摄体的尺寸加倍. 或者焦距与视角的关系,保持焦距恒定并将被摄对象与相机之间的距离减少一半,也会使屏幕上被摄对象的尺寸增加一倍.

    短焦距

    聚焦

    长焦距

    许多数码单反相机的图像传感器面积小于传统的35毫米相机标准,这会变相增加镜头的焦距. 需要较短的焦距镜头才能获得相同的视角. 这就是为什么当提到许多DSLR镜头的焦距时,有必要将其转换为传统135 SLR相机的等效焦距.

    4. 焦距和焦距

    焦距或焦距是镜头的光学特性. 焦距从字面上看似乎是焦距. 实际上,焦距是指当特定的物体处于聚焦状态时从透镜到物体的距离与从透镜到感光元件的距离之和. 焦距通常翻译为焦距. 聚焦距离越远,景深越深焦距与视角的关系,聚焦距离越近,景深越浅. 因此,在拍摄远景时应选择聚焦距离较大的镜头,在拍摄近景时应使用聚焦距离较小的镜头.

    5. 镜头提示

    镜头的焦距对如何握持相机拍摄清晰清晰的图像也有重要影响. 使用长焦距镜头拍摄时,需要更快的快门速度以避免模糊,这通常是摄影师自然震动造成的.

    以上内容参考网址:

    1. 什么是视野(FOV)

    在光学仪器中,由光学仪器的透镜作为顶点和被测物体的物体图像可以通过透镜的最大范围的两个边缘形成的角度称为视角. 视场的大小决定了光学仪器的视场. 视野越大,视野越大,光学倍率也越小. 用外行的话来说,超过这个角度的目标物体将不会被收集在镜头中.

    2. 分类

    视角分为物方视角和像方视角. 普通光学设备的用户担心物体侧的视角. 对于大多数光学仪器,使用成像对象的直径作为视角来计算视角,例如: 望远镜,显微镜等;对于照相机和摄像机等光学设备,因为感光表面是因此,通常根据在矩形感光面对角线上成像对象的直径来计算视角.

    3. 视场角与焦距的关系

    通常,视角越大,焦距越短. 以下是一些示例: 长焦距镜头的视场窄于40°,例如:

    镜头焦距/ mm

    15

    10

    7.5

    5.0

    2.5

    视角

    大约8°

    约12°

    约14°

    约23°

    约45°

    4. 如何计算视角

    对于由线性投影透镜产生的远距离物体图像(无空间失真),有效焦距和图像格式大小足以定义视角. 计算非线性图像相对复杂,在大多数实际应用中不是很有用. 视角也可以水平(从图像的左端到右端),垂直(从图像的上端到下端)或倾斜角度(从图像的一个角到相对角)计算. 图片). 对于线性投影图像,可以从选定的大小(d)和有效焦距(f)如下计算视角(α):

    其中,d表示在一个方向上相机内部图像传感器尺寸的计算. 对于36mm宽的胶片,可以将d = 36mm用作水平视角. 示例: 假设35mm相机配备了焦距为F = 50mm的镜头. 35毫米相机的图像规格为24毫米(垂直)×36毫米(水平),对角线距离约为43.3毫米. 在无限远处聚焦,f = F时,视角为:

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    http://www.pc-fly.com/a/shumachanpin/article-274506-1.html

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  • 相机焦距视场角

    千次阅读 2020-03-11 12:44:05
    相机焦距视场角 固定焦距镜头(Fixed Focal Length Lens),是指具有固定视场角(AFOV)的透镜。 传感器大小已知 假设图像传感器的水平维度(horizontal dimension)即宽度为hhh,镜头焦距(Focal Length,fff)与...

    相机焦距与视场角

    固定焦距镜头(Fixed Focal Length Lens),是指具有固定视场角(AFOV)的透镜。

    传感器大小已知

    假设图像传感器的水平维度(horizontal dimension)即宽度为 h h h,镜头焦距(Focal Length, f f f)与视场角(angular Field of View,以度 ° ° °为单位)关系如下图1所示,水平视场角计算如下。
    在这里插入图片描述
    A F O V H [ ° ] = 2 × arctan ⁡ h 2 f AFOV_H[°]=2\times \arctan{\frac{h}{2f}} AFOVH[°]=2×arctan2fh
    从图中可以看出,对于给定的传感器尺寸,焦距越短,镜头的视场角越宽。同理,垂直视场角的计算需要将上述公式中的 h h h改为图像传感器的垂直维度 v v v,即高度,则垂直视场角 A F O V V [ ° ] = 2 × arctan ⁡ v 2 f AFOV_V[°]=2\times \arctan{\frac{v}{2f}} AFOVV[°]=2×arctan2fv
    当图像传感器对角线距离为 d d d时,如下图所示,视场角计算如下。
    A F O V [ ° ] = 2 × arctan ⁡ d 2 f AFOV[°]=2\times \arctan{\frac{d}{2f}} AFOV[°]=2×arctan2fd
    在这里插入图片描述

    实际应用场景中

    也可以采用所得图像尺度(宽度W,高度H)(一定是sensor的满分辨率,2020年9月28日更新)以及像元大小( μ \mu μ)来计算,即

    视场角计算公式
    水平视场角 A F O V H [ ° ] = 2 × arctan ⁡ W ∗ μ 2 f AFOV_H[°]=2\times \arctan{\frac{W*\mu}{2f}} AFOVH[°]=2×arctan2fWμ
    垂直视场角 A F O V V [ ° ] = 2 × arctan ⁡ H ∗ μ 2 f AFOV_V[°]=2\times \arctan{\frac{H*\mu}{2f}} AFOVV[°]=2×arctan2fHμ

    1. Understanding Focal Length and Field of View ↩︎

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相机视场角和焦距

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