摄像机光圈和焦距的关系Word文档下载推荐.docx
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1.3自动光圈定焦镜头:
在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机,并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线,接到摄像机自动光圈接口座上。
当进入镜头的光通量变化时,摄像机CCD靶面产生的电荷发生相应的变化,从而使视频信号电平发生变化,产生一个控制信号,传
给自动光圈镜头,从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动,完成调整大小的任务。
1.4手动光圈定焦镜头:
焦距可变的,有一个焦距调整环,可以在一定范围内调整镜头的焦距,其可变比一般为2~3倍,焦距一般为3.6~8mm。
实际应用中,可通过手动调节镜头的变焦环,可以方便地选择被监视地市场的市场角。
但是当摄像机安装位置固定下以后,在频繁地手动调整变焦是很不方便的。
因此,工程完工后,手动变焦镜头的焦距一般很少调整。
仅起定焦镜头的作用。
1.5自动光圈电动变焦镜头:
与自动光圈定焦镜头相比增加了两个微型电机,其中一个电机与镜头的变焦环合,当其转动时可以控制镜头的焦距;
另一电机与镜头的对焦环合,当其受控转动时可完成镜头的对焦。
但是,由于增加了两个电机且镜片组数增多,镜头的体积也相应增大。
6电动三可变镜头与自动光圈电动变焦镜头相比,只是将对光圈调整电机的控制由自动控制改为由控制器来手动控制。
2、场合上分:
2.1按视场大小分为:
小视场镜头,普通镜头（约50度左右）,广角镜头和特广角镜头（100-120度）
标准镜头:
视角约50度,也是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角,所以又称为标准镜头。
5mm相机的标准镜头的焦距多为40mm,50mm或55mm。
120相机的标准
镜头焦距多为80mm或75mm。
CCD芯片越大则标准镜头的焦距越长。
广角镜头:
视角90度以上,适用於拍摄距离近且范围大的景物,又能刻意夸大前景表现强烈远近感即透视。
35mm相机的典型广角镜头是焦距28mm,视角为72度。
120相机的50,40mm的镜头便相当于35mm相机的35,28mm的镜头.
长焦距镜头:
适于拍摄距离远的景物,景深小容易使背景模糊主体突出,但体积笨重且对动态主体对焦不易。
35mm相机长焦距镜头通常分为三级,135mm以下称中焦距,135-500mm称长焦距,500mm
以上称超长焦距。
120相机的150mm的镜头相当于35mm相机的105mm镜头。
由於长焦距的镜头过于笨重,所以有望远镜头的设计,即在镜头后面加一负透镜,把镜头的主平面前移,便可用较短的镜体获得镜体获得长焦距的效果。
反射式望远镜头:
是另一种超望远镜头的设计,利用反射镜面来构成影像,但因设计的关系无法装设光圈,仅能以快门来调整曝光。
微距镜头（marcolens）:
除作极近距离的微距摄影外,也可远摄。
3、接口类型来分
C型镜头:
法兰焦距是安装法兰到入射镜头的平行光的
汇聚点之间的距离。
法兰焦距为17.526mm或0.690in。
安装罗纹为:
直径1in,32牙.in。
镜头可以用在长度为0.512in（13mm）以内的线阵传感器。
但是,由于几何变形和市场角特性,必须鉴别短焦镜头是否合用。
如焦距为12.6mm的镜头不应该用长度大于6.5mm的线阵。
如果利用法兰焦距尺寸确定了镜头到列阵的距离,则对于物方放大倍数小于20倍时需增加镜头接圈。
接圈加在镜头后面,以增加镜头到像的距离,以为多数镜头的聚焦范围位5-10%。
镜头接长距离为焦距/物方放大倍数。
CS型镜头:
Witha5mmadapterring,aClenscanbeusedonaCS-mountcamera.
U型镜头:
一种可变焦距的镜头,其法兰焦距为
47.526mm或1.7913in,安装罗纹为M42×
1。
主要设计作35mm照片应用（如国产和进口的各种135相机镜头）,可用于任何长度小于1.25in（38.1mm）的列阵。
建议不要用短焦距镜头。
442mm镜头3L型镜头固定焦距宽视场镜头,最初设计作照相放大作用（如国产各种放大机镜头）,且在2.25in（63.5mm）视场内具有良好的特性。
法兰焦距是具体镜头的函数。
安装螺纹为M39×
1.0。
可用于长度为1.25in（35.1）以内的列阵,且不受限制。
特殊镜头:
如显微放大系统。
要特别注意CS和C的差别,不同类型的camera和不同类型的Len连接时,要定制
转接环。
国外很贵,一个约$50,不如自己加工。
光学镜头的主要参数和评价主要参数有焦距,视场,物距,光圈,快门等。
对于镜头最完善的评价莫过于MTF（ModulationTransferFunction）。
但是由于像差（标定的原因）,镜头的每个范围都有一个MTF值。
这些范围指的是:
（1）近轴部分,
（2）离轴部分,（3）当光学系统存在不对称畸变时,上述两部分在不同方向上的子部分。
每个部分对于不同的辐射能量波长范围,都有各自相应的MTF值。
MTF是评价成像系统的最常用、最优的指标,也是指导机器视觉系统集成的最优指标。
（二）摄像机镜头选购
镜头相当于人眼的晶状体,如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;
如果没有镜头,那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片,没有清晰的图像输出,这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。
当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时,也就是人们常说的近视眼,眼前的景物就变得模糊不清;
摄像头与镜头的配合也有类似现象,当图像变得不清楚时,可以调整摄像头的后焦点,改变CCD芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状体的位置）,可以将模糊的图像变得清晰。
由此可见,镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。
工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道:
设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距,施
工人员经常进行现场调试,其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。
1、选择镜头的技术依据
（1）镜头的成像尺寸应与摄象机CCD靶面尺寸相一致,如前所述,有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等规格。
（2）镜头的分辨率描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变,但对拥护而言,需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率,以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位,计算公式为:
镜头分辨率N=180/画幅格式的高度。
由于摄象机CCD靶面大小已经标准化,如1/2英寸摄象机,其靶面为宽6.4mm*高4.8mm,1/3英寸摄象机为宽4.8mm*高3.6mm。
因此对1/2英寸格式的CCD靶面,镜头的最低分辨率应为38对线/mm,对1/3英寸格式摄象机,镜头的分辨率应大于50对线,摄象机的靶面越小,对镜头的分辨率越高。
（3）镜头焦距与视野角度首先根据摄象机到被监控目标的距离,选择镜头的焦距,镜头焦距f确定后,则由摄象机靶面决定了视野。
（4）光圈或通光量镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量,以F为标记,每个镜头上均标有其最大的F值,通光量与F值的平方成反比关系,F值越小,则光圈越
大。
所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。
2、变焦镜头（zoomlens）变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。
伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化,因此可以使被监控的目标放大或缩小,所以也常被成为变倍镜头。
典型的光学放大规格有6倍（6.0~36mm,F1.2）、8倍（4.5~36mm,F1.6）、10倍
（8.0~80mm,F1.2）、12倍（6.0~72mm,F1.2）、20倍
（10~200mm,F1.2）等档次,并以电动伸缩镜头应用最普遍。
为增大放大倍数,除光学放大外还可施以电子数码放大。
在电动伸缩镜头中,光圈的调整有三种,即:
自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。
其聚焦和变倍的调整,则只有电动调整和预置两种,电动调整是由镜头内的马达驱动,而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位,这样可以免除成像必须逐次调整的过程,可精确与快速定位。
在球形罩一体化摄像系统中,大部分采用带预置位的伸缩镜头。
另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能,它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。
3、镜头与摄像机CCD尺寸的关系1/2"
镜头既可用于1/2"
摄像机,也可用于1/3"
摄像机,但视角会减少25%左右。
1/3"
镜头不能用于1/2"
摄像机,只能用于1/3"
摄像机。
4、不同种类镜头的应用范围
手动、自动光圈镜头的应用范围手动光圈镜头是的最简单的镜头,适用于光照条件相对稳定的条件下,手动光圈由数片金属薄片构成。
光通量靠镜头外径上的一个环调节。
旋转此圈可使光圈收小或放大。
在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标,应采用自动光圈镜头,比如在户外或人工照明经常开关的地方,自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动,马达受控于摄像机的视频信号。
手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。
定焦距（光圈）镜头,一般与电子快门摄像机配套,适用于室内监视某个固定目标的场所作用。
定焦距镜头一般又分为长焦距镜头,中焦距镜头和短焦距镜头。
中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头;
焦距小于成像尺寸的称为短距镜头,短焦距镜头又称广角镜头,该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头,短焦距镜头主要用于环境照明条件差,监视范围要求宽的场合,焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头,长焦距镜头又称望远镜头,这类镜头的焦距一般在150mm以上,主要用于监视较远处的景物。
手动光圈镜头,可与电子快门摄像机配套,在各种光线下均可使用。
自动光圈镜头,（EF）可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用,特别用于被监视表面亮度变化大、范围较
大的场所。
为了避免引起光晕现象和烧坏靶面,一般都配自动光圈镜头。
电动变焦距镜头,可与任何CCD摄像机配套,在各种光线下均可使用,变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦,光圈开度,改变焦距大小的。
5、镜头的主要性能指标有以下几个:
1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,
1/5.6,1/8,1/11,1/16,1/2
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