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光圈

时间:2012-08-19来源:shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次

光圈Aperture

光圈是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面的光量的装置,它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值。对于已经制造好的镜头,我们不可能随意改变镜头的直径,但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型,并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量,这个装置就叫光圈。
光圈
光圈

光圈系数

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,即F=f/D。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。
从光圈的定义公式来看,当焦距f越大时,同样的通光孔径D时,光圈系数F也越大。因此我们通常看到同一系列的CCTV镜头,50mm的镜头光圈可能在2.8左右,而25mm以下的镜头的光圈通常可以做到1.4左右。
工业镜头光圈
工业镜头光圈Computar

相对孔径

光学镜头的重要参数之一,用镜头的有效孔径和焦距之比表示。相对孔径是个比值。相对孔径的大小表示镜头进光的多少。相对孔径的倒数称光孔号码或光圈系数。最大的相对孔径刻在镜头上。1:2.8 比 1:4要好些。

光圈对成像的影响

光圈越大,图像亮度越高。较大的光圈,可以降低对光源亮度的要求,也可以提高相机的曝光时间以提高相机对动态目标的响应能力;
光圈越大,景深越小。当需要较大景深,如拍摄上下两次目标时,就需要将光圈调的较小,这样才有好的景深,而当需要较小的景深时,如尽量避免背景的干扰时,就需要将光圈调的比较大,可以获得较小的景深,只呈现目标特征
光圈越大,球差和慧差越严重,所以,要想有较好的图像质量,光圈不能调的太大,当亮度能够满足要求时,光圈调整到中间值比较理想;
光圈越大,渐晕现象越严重,视场照度越不均匀,视场不均匀,对于一些大面积的粒子分析是不太好的。因此也需要将光圈调小;
光圈越大,理论上分辨率越高,但是实际上,我们一枚镜头的最佳分辨率可能并不是最大光圈时,也不是最小分辨率时,而是在中间光圈值时,一般在F4~F12之间可能比较理想。这个需要对一定的评测才能知道。
从以上的情况分析,光圈一般调整到中间值比较好,不需要太大,太大了,分辨率不高、球差、彗差、渐晕等都会增加;也不能太小了,太小了,亮度直接会很低,对影像影响比较大。
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