Comel Soft Information Zone - CCD Videocamera


Колко далече "виждат" видеокамерите?

Един често задаван въпрос от нашите клиенти е:
"Как се изчислява ширината и височината на видимата област, която видеокамерите прихващат?"

Наистина, разнообразието от модели и различните фокусни разстояния на обективите често е причина за объркване и води до ситуации, при които точният обектив за конкретна камера едва ли не трябва да се налучква. Това води до загуба на много време и се надяваме тази страница да Ви помогне да се ориентирате по-бързо.
Тук ще разберете параметрите на камерите със CCD матрица от тип 1/3, тъй като те са най-разпространени на пазара.
В общи линии се търсят отговори на следните два въпроса:
  1. "Ако зная фокусното разстояние на обектива, как да разбера каква област ще вижда камерата?";
  2. "Ако зная размерите на областта, която трябва да виждам, то обектив с какво фокусно разстояние ще ми трябва?"

За да получим двата отговора трябва да сме наясно от кои точно фактори зависят те:

  • фокусно разстояние - това е термин, който в случая обозначава разстоянието в милиметри между центъра на лещата на обектива и повърхността на CCD матрицата. При нашите модели обективи то е 2.8, 4.0, 6.0, 8.0 или 16.0мм. Очевидно, колкото е по-малко то (т.е. колкото по-близо до матрицата е лещата), толкова по-обширни области ще вижда камерата.
  • размери на матрицата - CCD матриците от тип 1/3 имат правоъгълна форма с ширина 4.8мм, височина 3.6мм и диагонал 6.0мм. Съотношението между ширината и височината (4.8/3.6) е приблизително 1.33. Точно такова ще е съотношението и между размерите на полученото изображение - т.е. ако получите ширината ще знаете височината му или обратно.
  • разстояние до обекта - това е физическото разстояние до наблюдавания обект. Във всички случаи ТРЯБВА да сте наясно с този фактор.

Тези величини са достатъчни за да можем да изчислим отговорите, които ни трябват.
Това става с посочените по-долу формули, в които f е фокусното разстояние на обектива, L е разстоянието до обекта, а W и H са ширината и дължината на областта, която камерата изобразява:

И така, съгласно търсеното във въпрос 1, при който знаем фокусното разстояние и разстоянието до обекта, действителната ширина на наблюдаваната област се получава с формулата: W=(4.8*L)/f. Височината пък се изчислява по следниq начин: H=(3.6*L)/f.

Пример 1: Имаме обектив с фокусно разстояние 2.8мм и наблюдавания обект се намира на разстояние от камерата 5м. На какви действителни ширина и височина съответства полученото изображение?
Съгласно горните формули: ширината=(4.8*5)/2.8 или 8.57м, а височината: (3.6*5)/2.8 или 6.43м.
Пример 2: Имаме обектив с фокусно разстояние 6.0мм и наблюдавания обект се намира на разстояние от камерата 5м. На какви действителни ширина и височина съответства полученото изображение?
Съгласно горните формули: ширината=(4.8*5)/6 или 4м, а височината: (3.6*5)/6 или 3м.
Забележете разликите в получените резултати, като имате предвид, че сме променили само фокусното разстояние на обектива (от 2.6 на 6.0мм), а разстоянието до обекта остава същото - 5м.

Сега нека видим как да получим отговора на втория ни въпрос, при който знаем ширината и височината на действителния обект (не забравяйте че отношението между тях трябва да е 1.33) и разстоянието до него. Търсим фокусното разстояние на обектива по една от следните две формули (и двете ще дадат еднакъв резултат): f=(4.8*L)/W или f=(3.6*L)/H
Пример 1: Разстоянието до обекта е 10м и искаме да виждаме на екрана поне 6м от действителната ширина (тогава височината ще е 4.51м) от него. Обектив с какво фокусно разстояние ще ни трябва?
Съгласно горните формули: f=(4.8*10)/6 или 8мм; или f=(3.6*10)/4.51 или отново 8мм. Това означава, че обектив с такова фокусно разстояние ще ни свърши работа, както и какъвто и да било друг с фокусно разстояние по-малко от 8мм - тогава дори ще виждаме изображение на обект с действителна ширина и височина по-големи от 6/4.51м. Кой обектив точно да изберете в този случай зависи от цената.
Пример 2: Разстоянието до обекта е 10м и искаме да виждаме на екрана поне 10м от действителната ширина (тогава височината ще е 7.52м) от него. Обектив с какво фокусно разстояние ще ни трябва?
Съгласно горните формули: f=(4.8*10)/10 или 4.8мм; или f=(3.6*10)/7.52 или отново 4.8мм. Това означава, че обектив с такова фокусно разстояние ще ни свърши работа, както и какъвто и да било друг с фокусно разстояние по-малко от 4.8мм - понеже не съществува модел с точно 4.8мм f, ще трябва да се спрете на модела с f=4.0мм.

В следващата таблица сме посочили ширината на видимата област на 1/3 CCD камерите според фокусното разстояние на обектива (в първата колона) и разстоянията до обекта (най-долния ред). Височината за дадена стойност ще получите като разделите ширината на 1.33. Графиката на тази таблица можете да видите непосредствено под таблицата, а ако пожелаете - можете да изтеглите .XLS файла с данните и да го редактирате според собствените си нужди в Excel:

2.8 мм 8.57 17.14 25.71 34.29 42.86 51.43 60.00 68.57
4.0 мм 6.00 12.00 18.00 24.00 30.00 36.00 42.00 48.00
6.0 мм 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00
8.0 мм 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00 24.00
16.0 мм 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00
  10м 15м 20м 25м 30м 35м 40м


Comel Soft Co. All rights reserved.
This page last updated: 09-11-2001

Site design and maintenance: Kamen Kamenov and Ventsyslav Vassilev
In case of problems using this site, please contact us.