蔷机构课堂:镜头知识大普及 -捕鱼软件下载

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作者: 2016-08-02
 

镜头是每一位摄影爱好者必须拥有的摄影器材,但是有关镜头的一些小知识就没有很多人知道了,现在,蔷机构就带你一起学习一下有关镜头的知识。

 

成像系统

 
1. 视场 :能够在显示器上看到的物体上的部分 ·分辨率 :能够最小分辨的物体上两点间的距离。

 
 2. 景深:成像系统能够保持聚焦清晰的最近和最远的距离之差。

  
3. 工作距离:观察物体时,镜头最后一面透镜顶点到被观察物体的距离。

 

4. 畸变 :由镜头所引起的光学误差,使得像面上各点的放大倍数不同,导致变形。

 
5. 视差 :是由传统镜头引起的,在最佳聚焦点外物体上各点的变化,远心镜头可以 解决此题。

 
6. 图像传感器尺寸 :图像传感器(一般是 ccd 或 cmos )有效的工作区域,一般指的是水平尺寸。

 
对所希望的视场来说,这个参数对决定预先放大倍数( pmag )是很重要的。多数图像传感器的长度与宽度之比是 4:3。

 

 7. 预放大倍数 :是指视场与图像传感器尺寸的比值,这个过程是由镜头来完成的。 

 


8. 系统放大倍数 :是指显示器上的图像与实际物体大小的比值,也就是整个系统的放大倍数。它也可以写成预放大倍数与电子放大倍数的乘积,而电子放大倍数则是显示器尺寸与图像传感器尺寸的比值。

 
9. 分辨率 :分辨率的大小表征了对物体上细节的辨别能力,下图简单的说明了物体上的两个方块区域成像到 cmos/ccd相机上。可以看出,因为图像传感器上像素间的距离已经确定,如果想要区分物体上很近的两点,它们之间必须隔开一定的距离。

 

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 镜头的技术指标

 

1、焦距:f 一般从3.6mm—80mm 光圈:f 视场角:θ3.6—8mm 称为广角
12mm 称为标准48—80mm 称为长焦距或望远焦距:焦距的大小决定着视场角的大小,焦距数值小,视场角大,所观察的范围也大,但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大,视场角小,观察范围小,只要焦距选择合适,即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的,一个确定的焦 距就意味着一个确定的视场角,所以在选择镜头焦距时,应该充分考虑是观测细节重要,还是有一个大的观测范围重要,如果要看细节,就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面,就选择小焦距的广角镜头。

 
2、 光阑系数:即光通量,用f 表示,以镜头焦距f 和通光孔径d 的比值来衡量。每个镜头上都标有最大f 值,例如6mm/f1.4 代表最大孔径为4.29 毫米。光通量与f 值的平方成反比关系,f 值越小,光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22 等,其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2 倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4,1/2,1/2.8,1/4,1/5.6,1/8,1/11,1/16,1/22,前一数值是后一数值的根号2 倍,因此光圈指数越小,则通光孔径越大,成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手动(manual iris)和自动光圈(auto iris)之分。配合摄像头使用,手动光圈适合亮度变化不大的场合,它的进光量通过镜头上的光圈环调节,一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整,用于室外、入口等光线变化大且频繁的场合。
 
3、自动光圈镜头:自动光圈镜头目前分为两类:一类称为视频(video)驱动型,镜头本身包含放大器电路,用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。另一类称为直流(dc)驱动型,利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包含电流计式光圈马达,要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头,通常还有两项可调整旋钮,一是alc 调节(测光调节),有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择,一般取平均测光档;另一个是level 调节(灵敏度),可将输出图像变得明亮或者暗淡。
 
4、变倍镜头:变倍镜头分为手动(manual zoom lens)和电动(auto zoom lens)两种,手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场面时,摄像头通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大,既可以看大范围的情况,也可以聚焦某个细节,再加上云台可以上下左右的转动,可视范围就非常大了。电动镜头有6倍、10 倍、15 倍、20 倍等多种倍率,如果再知道基准焦距,就可以确定镜头焦距的可变范围。例如一个6 倍电动镜头,基准焦距为8.5 毫米,那么其变焦范围就是8.5 到51 毫米连 续可调,视场角为31.3 到5.5 度。电动镜头的控制电压一般是直流8v~16v,最大电流为30毫安。所以在选控制器时,要充分考虑传输线缆长度,如果距离太远,线路产生的电压下降会导致镜头无法控制,必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合解码器控制。

 
5、主要参数间的关系:f 越大,所看的物体越大,视场角越小;f 越小,所看的物体越小,视场角越大。所以当使用变焦镜头拍摄目标不固定的景物时,应配合使用全方位云台。

 

6、被摄物体的图像大小与焦距的关系 1)、如图: w 被摄物体宽度 h 被摄物体高度 l 从ccd 摄像机到被摄物体之间的距离 2)、计算公式:水平f/l=w/w 垂直f/l=h/h 用1/3ccd w=4.8/f×l h=3.6f×l 用1/2ccd w=6.4/f×l h=4.8/f×l w=2ltanqw/2 qw:水平视角 h=2ltanqh/2 qh:垂直视角 7、选配镜头的原则: 为了获得预期的摄像效果,在选配镜头时,应着重注意六个基本要素: 被摄物体的大小; 被摄物体的细节尺寸; 物距; 焦距; ccd 摄像机靶面的尺寸;镜头摄像系统的分辩率。

 

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镜头的选择

 

现代摄像机都是使用变焦镜头,应该根据实际使用的场合,选择不同的变焦范围的镜头。如果用于摄像会议画面,通常必须选择短焦距的变焦镜头,则有利于摄取广角画面。如果用于摄取室外画面,进行远距离摄像,易选择长焦距的变焦镜头。如果在小范围内使用,则应选择固定焦距镜头。在选择镜头时,还应考虑所拍摄场景的光线强度变化,从而考虑选择自动或手动光圈镜头。

 
镜头直接关系到监看物体的远近、范围和效果。镜头的选用应考虑一下几点: 
 

1、 镜头尺寸应等于或大于摄像机成像面尺寸。

 

例如:1/3″摄像机可选1/3″~1″整个范围内的镜头,但水平视角的大小都是一样的。只是使用大于1/3″的镜头能够更多地利用成形,更精确了镜头中心光路,所以可提高图像质量和分辨率。

 

2、选用合适的镜头焦距。

 

焦距越大,监看距离越远,水平视角越小,监视范围越窄;焦距越小,监看距离越近,水平视角越大,监视范围越宽。镜头焦距可按照以下公式估算。f=a×l/h(f--镜头焦距;a--摄像机ccd 垂向尺寸;l--被摄物体到镜头距离;h--被摄物体高度)格式 1 英寸 2/3 英寸 1/2 英寸 1/3 英寸 1/4 英寸ccd 垂向尺寸9.6 ㎜ 6.6 ㎜ 4.8 ㎜ 3.6 ㎜ 2.7 ㎜

3、考虑环境光线的变化。

 

光线对图像的采集效果起着十分重要的作用。一般来说,对于光线变化不明显的环境,我们常选用手动光圈镜头,将光圈手调到一个比较理想的数值后就可不动了;如果光线变化较大,如室外24 小时监看,应选用自动光圈,能够根据光线的明暗变化自动调节光圈值的大小,保证图像质量。但需注意的是,如果光线照度不均匀,特别是监视目标与背景光反差较大时,采用自动光圈镜头效果不理想。

4、考虑最佳监看范围。

 

因为镜头焦距和水平视角成反比,因此既想看得远,又想看得宽阔和清晰,这是无法同时实现的。每个焦距的镜头都只能在一定范围内达到最佳的监看效果,所以如果监看的距离较远且范围较大,最好是增加摄像机的数量,或采用电动变焦镜头配合云台安装。

 

5、镜头接口与摄像机接口要一致。

 

现在的摄像机和镜头通常都是cs 型接口,cs 型摄像机可以和cs 型、c 型镜头配接,但和c 型镜头接配时,必须在镜头和摄像机之间加接配环,否则可能碰坏ccd 成像面的保护玻璃,造成ccd 摄像机的损坏。c 型摄像机不能和cs型镜头配接。

 

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