焦距与视角的换算
视觉系统的基础知识：镜头的焦距及视野的计算方法
视觉系统的基础知识：镜头的焦距及视野的计算方法
镜头的结构
照相机的镜头由多个镜片和光圈/调焦装置构成。
根据监视画面进行光圈调整和调焦，可以得到“明亮、清晰”的图像。
（有些镜头的调整装置是固定的）
镜头的焦距及视野的计算方法
焦距是镜头的规格参数之一。
FA 镜头的焦距一般是8 mm、16 mm、25 mm 或50 mm。
根据拍摄时所需要的视野及焦距，可以计算出焦点对准的位置（WD，即工作距离）。
WD 与视野的大小由镜头的焦距及CCD 尺寸决定。
在不需要近摄环的最近距离以上时，可以根据下列公式进行计算。
WD ：视野角=焦距：CCD 尺寸
例 1 ：镜头焦距16mm、CCD 尺寸 3.6mm 时，为了得到45mm 的视野，WD 应为200mm
增加景深（对焦时的高度范围）、得到清晰画面的方法
镜头焦距越小，景深越大。
与拍摄对象距离越远，景深越大。
→注意: 使用延伸环或微距镜头时，景深会变小。
光圈越小，景深越大。
→对于同一只镜头而言，光圈越小，亮度越大，越容易聚焦。
下图所示为拍摄斜面上表示高度的胶带的情况。
比较小光圈和大光圈时的拍摄效果。
下图是使用本公司生产的高分辨率镜头“VXLS-16HD”和标准镜头“VXLS-16ST”拍摄的同一物体的图像。
由于镜头的材料及构造的不同，造成图像质量也不相同。
根据用途选择高分辨的镜头，可以得到高对比度的图像。
使用镜头VXLS-16HDVXLS-16ST检查目标物复印纸范围60mm/脏污大小: 约0.3mm。
焦距与视角的关系图
焦距与视角的关系图从摄影镜头的磨砂玻璃看物体，当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。
此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。
在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。
照相机或摄影机的片窗一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。
当把镜头对准无限远调焦时，凡是通过镜头主轴的平面，必与有效像场的边缘相交于两点，从这两点引两条直线相交于镜头的像方主点，所形成的夹角被称为有效像角。
由于有效像场通常是长方形或正方形，因此有效像角可归纳为三种，即水平像角、垂直像角和对角线像角。
像场所对应的景物范围被称为视场，凡通过镜头主轴的平面，从与视场边缘相交的两点引直线至物方主点，同样形成三种视角，即水平视角、垂直视角和对角线视角。
当镜头位于空气介质中时，普通镜头的水平视角、垂直视角、对角线视角的数值，一般分别与该镜头的水平像角、垂直像角、对角线像角相等（某些鱼眼镜头除外）。
因此，相应的像角与视角总是相等的。
摄影镜头的视角的大小，主要取决于画幅的尺寸和镜头焦距的长短。
如果画幅的尺寸已固定，那么视角的大小完全决定于镜头焦距的长短。
即焦距与视角成反比关系。
镜头的焦距愈短，则该镜头的视角就愈广；反之，镜头的视角就愈窄。
镜头的焦距与视角之间的关系如图所示：由于视角是镜头摄取景物的清晰范围的物体空间角度，所以镜头的视角越大，所包容的画面空间也越大。
影像放大率与镜头焦距的长短成正比，镜头焦距的长短与镜头的视角成反比。
因此镜头的视角越小，影像放大率越大，镜头的视角越大，而影像放大率也就越小。
镜头角度与距离计算方法
专用的镜头角度计算方法镜头焦距的计算1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 H1/3" 4.8 3.61/2" 6.4 4.82/3" 8.8 6.61" 12.7 9.6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,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。
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 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=2Ltg 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=2×2tg=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"。
镜头角度与距离计算方法
镜头角度与距离计算方法部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑专用的镜头角度计算方法镜头焦距的计算1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。
b5E2RGbCAP1、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/W2、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 H1/3" 4.8 3.61/2" 6.4 4.82/3" 8.8 6.61" 12.7 9.6 p1EanqFDPw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,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。
DXDiTa9E3d2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 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=2Ltg 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=2×2tg=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。
焦距和视角的关系公式
焦距和视角的关系公式
焦距和视角是摄影中的重要概念，它们之间有一定的关系公式。
这个公式可以表示为：焦距 = 画幅宽度÷ （2 × tan（视角÷ 2）），其中“焦距”表示镜头的焦距，即镜头与成像平面之间的距离；“画幅宽度”表示相机成像平面的横向长度；“视角”表示镜头的视
场角，即镜头能够拍摄到的范围。
这个公式可以帮助我们在选择不同
焦距的镜头时，在保持想要的视角的同时，计算出合适的焦距值。
同时，这个公式也可以帮助我们了解焦距和视角之间的关系，对于理解
摄影中的构图和透视等概念有很大帮助。
监控摄像机镜头焦距与实际照射距离的关系
监控摄像机镜头焦距与实际照射距离的关系
摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头焦距f之间有如下关系：水平视觉度数=2arctan (h／2f)；
垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。
监控镜头镜头的跟角度跟距离的比例
相对孔径
F——光阑F数，F=f/D f=焦距，D=镜头的有效孔径
监视器显示5m高物体为准
镜头安装部位口径为25.4mm
镜头安装基准面到焦点的距离为17.526mm
C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配5mm厚的接圈
*2.8即：F=2.8mm镜头，拍摄距离为1~4米，拍摄角度为115°。
*3.6即：F=3.6mm拍摄距离为2~6米拍摄角度93°
#6即F=6mm 拍摄距离为3~15米拍摄角度为53°，#8即F=8mm 拍摄距离为4~20米拍摄角度为40°，#12即F=12mm拍摄距离为5~25米拍摄角度为25°，#16即F=16mm拍摄距离为5~30米拍摄角度为20°#25：即F=25mm拍摄距离为20~80米拍摄角度为15°。
摄影焦距知识：镜头焦距与拍摄角度之间的关系和区别
摄影焦距知识：镜头焦距与拍摄角度之间的关系和区别摄影焦距知识：镜头焦距与拍摄角度之间的关系和区别在摄影中，焦距是一个很重要的概念。
焦距不同，所拍摄的图像也会有所不同。
焦距与拍摄角度之间有着密切的关系，但两者并不完全相同。
本文将会对焦距与拍摄角度之间的关系和区别进行详细的探讨。
一、什么是焦距？焦距是指镜头前后移动，从而使得物体在画面上呈现出清晰的影像所需要移动的距离。
焦距越大，所拍摄的物体离摄影机越远，呈现的画面越小；反之，焦距越小，所拍摄的物体离摄影机越近，呈现的画面越大。
焦距的单位是毫米（mm），例如18mm、50mm、100mm等。
二、焦距与拍摄角度之间的关系焦距与拍摄角度之间有着密切的关系。
拍摄角度是指对于同一个物体，在不同的距离下看到的视角大小。
拍摄角度越大，呈现的画面就越宽；反之，拍摄角度越小，呈现的画面就越窄。
拍摄角度可以通过改变镜头的距离和角度来实现。
以镜头的水平视角大小来进行举例说明：1、广角镜头一般指焦距小于50mm的镜头，广角镜头的水平视角大于60度，可以拍摄到较为宽广的画面。
在同一距离下拍摄，使用广角镜头可以获得更宽阔的视野，但是会产生强烈的透视效果，使得前景更加突出，而且通常与被摄物体之间的距离会变小。
广角镜头常用于风景、建筑、室内等方面的拍摄。
2、标准镜头一般指焦距在50mm到85mm之间的镜头，标准镜头的水平视角大约为45度。
公司甚至给了Micro Four Thirds系统内研发首个85mm F1.8定焦镜头。
标准镜头的画面大小与人眼接近，所以呈现的画面效果比较自然，没有太强烈的透视效果，所见即所得，也是最常见的倍数。
标准镜头用于人文、家庭、宠物等日常生活类拍摄或肖像摄影。
3、长焦镜头一般指焦距大于85mm的镜头，长焦镜头的水平视角小于45度，可以拍摄到较为狭窄的画面。
长焦镜头可以拉近感觉疏远的被摄体，使得人物间距离的感觉更加自然，可以将被拍摄体的背景模糊，产生浅景深的效果。
镜头角度与距离计算方法
专用得镜头角度计算方法镜头焦距得计算1公式计算法：视场与焦距得计算视场系指被摄取物体得大小，视场得大小就是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求得成像大小确定得。
1、镜头得焦距，视场大小及镜头到被摄取物体得距离得计算如下；f=wL/W 2、f=hL/hf；镜头焦距 w：图象得宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度）W：被摄物体宽度L：被摄物体至镜头得距离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：被摄物体得高度ccd靶面规格尺寸：单位mm规格 W H1/3" 4、8 3、61/2" 6、4 4、82/3" 8、8 6、61" 12、7 9、6由于摄像机画面宽度与高度与电视接收机画面宽度与高度一样，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。
2视场角得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与高度。
水平视场角β（水平观瞧得角度）β=2tg-1= 垂直视场角q（垂直观瞧得角度） q=2tg-1= 式中w、H、f同上水平视场角与垂直视场角得关系如下： q=或=q 表2中列出了不同尺寸摄像层与不同焦距f时得水平视场角b得值，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与视场宽度W、 H=2Ltg、W=2Ltg 例如；摄像机得摄像管为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得距离为2m，试求视场得宽度w。
W=2Ltg=2×2tg=1、46m 则H=W=×1、46=1、059m 焦距f越与长，视场角越小，监视得目标也就小。
图解法如前所示，摄像机镜头得视场由宽（W）。
高（H）与与摄像机得距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视得景物，正确地选择镜头得焦距就由来3个因素决定； *、欲监视景物得尺寸 *、摄像机与景物得距离 *、摄像机成像器得尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。
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焦距与视角的换算
焦距与视角换算
焦距
视角
杂谈
原文自：從薄透鏡成像談起：焦距與視角的換算
假设各位了解视角的定义、焦长的定义、凸透镜成像原理，以及它们的变化对成像画面有何影响，这里只是单纯的提供视角与焦长的转换原则，简单的说：影响视角的因素，包括焦长及底片（或感光元件）的片幅大小。
在许多情况下，我们常将镜头视为一等效的薄凸透镜，此举可忽略很多光学设计上的细节与考量，但观念方面则是相符的。
这张图片定义了镜心（或称光心）的位置O，焦点的位置F等，其中OF线段即焦距（focal length），而OF线段的延长线称为光轴（optical axis）。
在此例中，光线由左而右穿过镜片。
回忆老师说过，平行光轴的光线将汇聚于镜后焦点，即F的位置，如下图所示：
然而，底片（或感光元件）是一个平面，并不是一个点而已。
其中A与B分别表示底片（或感光元件）两个端点在此侧面图的位置。
光线是四面八方而来的，图中的A、B两个位置也会被照顾到：
最后，我们整理出底下这张图片，其中CW线段与DZ线段（透镜左方的两条红线）所围出来的角度便是取景范围，即所谓视角（Angel of View）。
公式推演
接下来是公式的推演，根据上图：
∵CW线段与OX线段平行，且DZ线段与OY线段平行
∴「CW线段与DZ线段的夹角」即「OX线段与线段OY」的夹角，亦等于「OA 线段与OB线段」的夹角。
让我们将夹角称为θ，OF长度（焦距）称为f，将AB的长度（片幅）称为L。
■若已知焦距，片幅，欲计算视角：
∵tan(θ/2)=(L/2)/f
∴θ=2*atan((L/2)/f)
■若已知视角，片幅，欲计算焦距：
∵tan(θ/2)=(L/2)/f
∴f=(L/2)/tan(θ/2)
以上公式都是利用已知的两项条件，去计算第三项数据这里补充对L（片幅）的说明，以135相机的片幅为例：
虽然可以代入36mm与24mm而分别计算水平视角或垂直视角，但如果没有特别说明，我们通常以最大视角为准，即代入对焦线长度43.27mm。
计算实例
■50mm的焦距在135相机（底片对角长度约43.27mm）上的视角：
θ=2*atan((L/2)/f)=2*atan((43.27/2)/50=46.8°
■50mm的焦距在佳能EOS10D/300D（感光元件对角线长度约27.26毫米）的视角：
θ=2*atan((L/2)/f)=2*atan((27.26/2)/50)=30.5
■反推，视角30.5°的镜头在135相机（底片对角长度约43.27mm）上的焦距：f=(L/2)/tan(θ/2)=(43.27/2)/tan(30.5°/2)=79.36mm
■在刚开始的薄透镜图中‥
焦平面位于焦点位置，很显然的，这表示对焦于无限远的时候，
也因此被对焦物的光线才会以平行的形式进入镜头，此时最利于后续的公式推导。
对焦位置不在无限远怎么办？还是可以推导公式，但几何作图会变得相当复杂，必须加入像距的考量。
■关于焦长转换率‥
在最后两个计算实例中，我们得知50mm镜头接在D30/D60/10D/300D机身上面时，视角为30.5 °，
而30.5°在135相机上约是80mm镜头的视角，故所谓1.6X焦长转换率来自于此。
焦长转换率是经等效视角所求得，但从另一个角度看，根据公式：
θ＝2*atan((L1/2)/f1)＝2*atan((L2/2)/f2)＝L1/f1＝L2/f2＝L1/L2＝f1/f2
换句话说，焦长转换率其实就是对角线长度的比值。
这项原理让我们在计算焦长转换率时不需代入视角的值，而直接用两种片幅的对角线长度去计算，
不过要记得它们仍然是从等效视角的换算而推导出来的。
43.27mm/27.26mm＝1.59≈1.6
一般消费型数位相机可能加挂广角或增距镜，外挂镜头所标示的倍率同上原则; 或者，不妨加挂镜头拍一张，不加镜头拍一张，求成像的边长比例，亦可得该外挂镜头所造成的倍率变化。
■对应图‥
注：这个公式是有局限性的，只适合于透视投影镜头，中长焦的可以使用，因为在小视角下各投影方程误差太小了。
相反，在大视角下不适用，因为在大视角下不同投影方法大不一样，此时这个公式只能用于畸变控制很好的广角镜头。
对于鱼眼镜头，都使用等距投影法，这样实际焦距比你用上面的算出来的小得多。
比如，220°鱼眼是6mm，如果用上面的公式算，都是负的焦距。