IPC光学基础

IPC光学基础 CCTV 镜头分类 1:1:根据应用环境光线分类根据应用环境光线分类2:2:根据应用环境范围分类根据应用环境范围分类 固固 定定 光光 圈圈 镜镜 头头 手手 动动 光光 圈圈 镜镜 头头 自自 动动 光光 圈圈 镜镜 头头 DCDC驱动镜头驱动镜头 变焦镜头变焦镜头 电电 动动 变变 焦焦 镜镜 头头 手手 动动 变变 焦焦 镜镜 头头 二可变镜头二可变镜头 三可变镜头三可变镜头 变倍、变倍、聚焦、光圈可变聚焦、光圈可变 变倍、变倍、聚焦可变聚焦可变 VIDEOVIDEO驱动镜头驱动镜头 定焦镜头定焦镜头 光圈 所谓光圈就是位于镜头内部，通常由多片可活动的金属 叶片(称为光阑叶片)组成，可以使中间形成的(近似)圆孔 变大或者缩小，以达到控制通过光量大小的目的。 固定光圈镜头 带有不可调光圈的镜头。 用于光线强度固定的应用场合（一般用于室内）。 手动光圈镜头 带有手动调节光圈开口装置的镜头。 一般用于光线强度相对固定的应用场合。 自动光圈镜头 带有电动控制光圈机构的镜头。 电路可以在光线变化的环境下控制光圈，以维持视频信号电平 不变。 DCDC驱动镜头驱动镜头 VIDEOVIDEO驱动镜头驱动镜头 根据驱动方式分类 VIDEO驱动自动光圈 镜头包含差动放大器电路，用以将摄像机传来的视频幅度信 号转换成对光圈马达的控制。 需要视频信号作为基准。 需要摄像机提供 9 V12VDC电源。 需要信号接地基准。 使用时检查摄像机和镜头的兼容性。 DC驱动自动光圈 放大器电路包含在摄像机内部，利用摄像机上的直流电压 DC4V来直接控制光圈。 需要到摄像机的和驱动连接线。 需要到摄像机的和阻尼连接线。 使用时检查摄像机和镜头的兼容性。 光圈值F 或者 F-Stop F是指镜头的透光能力。它是镜头的焦距长度与光圈的比值 ; F与镜头焦距f成正比;与有效镜头直径D成反比 光圈值越大，到达图像传感器的光量越少 例如：f1.2 的镜头比f1.4的镜头透光量更大 附: F值比率 光圈的作用 1、控制进光量： 由于光圈控制镜头进光量的作用，在暗弱的光线下拍摄，需要使用大光圈镜头 ，以获得更多的光量；而在明亮的场合，则使用小光圈不至于曝光过度。总之 ，可以通过光圈的调节，达到准确曝光的目的。 2、控制景深： 光圈的作用除了控制进光量外，另外一个很重要的作用是控制拍摄画面的景 深。 3、控制像质： 由于光学原理和制造成本的限制，摄影镜头在全开光圈时的像质并不是最佳的 ，通常在收缩光圈后，像质有明显的改善。 景深介绍 景深就是指拍摄场景中哪个距离范围内的对象可保持清晰。在焦点前后，光线开始聚 集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆叫做弥散圆。如果弥散 圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。 这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆。在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个 弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰 范围的，就是景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在 容许弥散圆的限定范围内。 影响景深的因素 景深随镜头的焦距、光圈、拍摄距离而变化。 焦距-透镜中心到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米。 光圈-通常由多片可活动的金属叶片(称为光阑叶片)组成，可以使中间形成的( 近似)圆孔变大或者缩小，以达到控制通过光量大小的目的； 拍摄距离-就是对焦距离； 这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)： (1)、镜头光圈： 光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大； (2)、镜头焦距 镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大； (3)、拍摄距离 距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。 对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。 快门 快门 快门 1/1000 快门 1/25 请不要 关注两 幅图像 曝光是 否正常 焦距 焦距与视角 画幅与视角 1 英寸 = 2.54 厘米 1 厘米 = 0.39370078740157 英寸 1英寸靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm ，对角线16mm。 2/3英寸靶面尺寸为宽8.8mm*高 6.6mm，对角线11mm。 1/2英寸靶面尺寸为宽6.4mm*高 4.8mm，对角线8mm。 1/3英寸靶面尺寸为宽4.8mm*高 3.6mm，对角线6mm。 1/4英寸靶面尺寸为宽3.2mm*高 2.4mm，对角线4mm。 画幅与视角 相同焦距情况下，拍摄范围对比 眩光 画面随着外部光源位置移动而移动的，不真实存在的光斑，如右侧树上 的圆形光斑。 这些问题是光学特性导致的，几乎没有根治的办法。通常采用的是通过 调整设备安装角度和测光区域来避免。 畸变 色散 白色物体边缘 容易出现严重 的“镶边”现象， 如紫边镶边。