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开课啦丨(二)摄像机的镜头

一、镜头的物理构成

镜头是一套精密的光学设备,一般由多个光学镜面构成。镜片的类型有凹透镜、凸透镜、非规则曲面镜片等。有的镜头还带有电动马达,可以通过外界光照环境的变化,自动调节,以获得最好的成像效果。

镜头的作用是,将外界景物光线聚集到图像传感器的靶面而成像,镜头决定了监控设备的光学距离与成像清晰度。

民用领域的的镜头主要来自日本、德国,主流安防厂商的镜头多为OEM产品。

二、焦距

当一束平行光沿着镜头的主轴穿过时,在镜头的另一侧会被汇聚成一点,这一点就叫做焦点,镜头的焦距是指焦点到镜头中心的距离。我们平时所说的多少mm的镜头,就是说镜头的焦距。

焦距与镜头的视角成反比,一般来说镜头的焦距越短,视场角度就越大,但视场距离也越近,镜头的焦距越长,视场角就越小,但市场距离也随之变远。

三、变焦

一些中高端的镜头,通常是由多块不同的镜片所构成的复杂系统,焦距长度可以在一定范围内进行调节,这种镜头被称为变焦镜头。变焦倍数越大,可以调整的视场范围就越大。

变焦分为光学变焦和数码变焦,光学变焦就是改变镜头的焦距,而数码变焦只是图片的电子放大,但图像的清晰程度会有一定程度的下降,所以数码变焦并无太大的实际意义。

变焦倍数是指,变焦镜头的最大焦距与最小焦距的比值。安防领域一般产品的变焦倍数为12-37倍,有的一体化摄像机所标注的变焦倍数,是光学变倍与数码变倍的乘积 ,标注倍数在180以上的,通常为光学变倍与电子变倍的乘积。

四、镜头的尺寸

镜头的尺寸应与传感器CMOS的尺寸一样或者更大,如1/2寸的CMOS可以使用1/2寸或者3/4寸的镜头,但不能使用1/3寸的镜头,否则会阻挡CMOS传感器的感光面积。

五、光圈

光圈是控制镜头透光量的装置,光圈开的大,透光量大,光圈开的小,透光量就小。

光圈的大小一般用F值来表示,光圈系数F=f(光圈直径)/D(焦距)。

光圈越大或者F值越小,到达传感器靶面的光通量就越大,视频图像就会越清晰。而直径不同的镜头,只要光圈系数相同,到达传感器靶面的光强度就会一样。

镜头的光圈系数主要有:F1,F1.4,F2,F2.8,F5.6,F8,F11,F16,F22,F32等不同规格。

光圈的作用有两个:控制通光量和调节景深。

如果镜头的光圈为可调节性光圈,F值就会有一个调节范围,在最小F值情况下,即使是最暗的景物,镜头也可以透过较多的光亮,而在非常明亮的情况下,则需要调高F值,减少到达传感器靶面的光通量。

景深是指焦点前后可以清晰对焦的区域。景深较深是指从景物到镜头之间,在一个较大的范围内均可以对焦。景深较浅可以清晰对焦范围就小。同一镜头,光圈F值越大,景深越深。


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