关于摄像机镜头的光学特性比较

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摄像机镜头参数解析

镜头参数镜头是电视监控系统中必不可少的部件，镜头与CCD摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上。

镜头的种类繁多，从焦距上分类，可分为短焦距、中焦距、和焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可分为广角、标准、远摄镜头；从结构上分类，还可分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头（指光圈、焦距、聚焦这三者均可变）等类型。

由于镜头选择得合适与否，直接关系到摄像质量的优劣，因此，在实际应用中必须合理选择镜头。

1 、镜头的参数镜头的光学特性包括成像尺寸、焦距、相对孔径和视场角等几个参数，一般在镜头所附的说明书中都有注明，以下分别介绍。

A、成像尺寸镜头一般可分为25. 4mm（lin）、16. 9mm（2/3in）、12. 7mm（1/2in）、8.47mm （1/3in）和6.35mm（1/4in）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合。

表2-1列出了几种常见CCD芯片的靶面尺寸，表中单位为mm。

表1-1 几种常见CCD芯片的靶面尺寸由表1-1可知，12. 7mm（1/2in）的镜头应配12. 7mm（1/2in）靶面的摄像机，当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸大时，不会影响成像，但实际成像的视场角要比该镜头的标称视场角小（参见图1-1），而当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸小时，就会影响成像，表现为成像的画面四周被镜筒遮挡，在画面的4个角上出现黑角（参见图1-1）。

(1)镜头成像尺寸比CCD靶面尺寸大 (2)镜头成像尺寸比CCD靶面尺寸小图1-1 镜头成像尺寸与CCD靶面尺寸的关系B、焦距在实际应用中，经常会有用户提出该摄像机能看清多么远的物体或该摄像机能看清多么宽的场景等问题，这实际上由所选用的镜头的焦距来决定，因为焦距决定了摄取图像的大小，用不同焦距的镜头对同一位置的某物体摄像时，配长焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就大，反之，配短焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就小。

各种镜头知识点总结

各种镜头知识点总结一、镜头的种类1. 定焦镜头：定焦镜头是焦距固定的镜头，例如50mm定焦镜头、85mm定焦镜头等，它们的优点是成像质量高、光圈大，适合拍摄人像、静物等。

2. 变焦镜头：变焦镜头的焦距可调节，例如24-70mm的变焦镜头、70-200mm的变焦镜头等，它们的优点是灵活多变，适合拍摄风景、运动等。

3. 微距镜头：微距镜头是专门用于拍摄微小物体的镜头，具有1:1的放大比例，可以拍摄出非常细小的细节。

4. 鱼眼镜头：鱼眼镜头的特点是视野极广，可以拍摄到180度的全景，适合拍摄建筑、风景等。

5. 平板头镜头：平板头镜头是一种专门用于拍摄人像的镜头，它的设计可以减少变形，使得人像更加真实。

6. Tilt shift镜头：Tilt shift镜头是一种特殊的镜头，可以让摄影师在拍摄时调整景深与透视。

二、镜头的参数1. 焦距：焦距是指镜头到成像面的距离，焦距越长，景深越浅，背景虚化效果越明显；焦距越短，景深越深，背景虚化效果越不明显。

2. 光圈：光圈越大，进光量越多，景深越浅，背景虚化效果越明显；光圈越小，进光量越少，景深越深，背景虚化效果越不明显。

3. 对焦距离：对焦距离是指镜头能够调节的最近对焦距离，不同的镜头对焦距离不同。

4. 等效焦距：等效焦距是指35mm全画幅相机上，和在不同画幅相机上，产生相似画幅的镜头焦距相对应的值。

5. 滤镜口径：镜头前端有一个镜框，可以安装滤镜。

滤镜口径大小，就是指安装的滤镜应该是多大口径的。

6. 防抖：防抖是指镜头内部的一种技术，可以减少摄影时的抖动，提高拍摄的稳定性。

三、镜头的选购1. 根据需求选择不同焦距的镜头，例如适合拍摄人像的85mm、适合拍摄风景的24-70mm等。

2. 注意镜头的质量，选择有口碑和信誉的品牌和型号，尽量避免购买劣质的镜头。

3. 考虑需要的功能和特性，例如需要定焦镜头还是变焦镜头、需要防抖功能还是不需要等。

4. 考虑携带便携性，一些大光圈的定焦镜头，可能比变焦镜头更加小巧轻便。

光学镜头基础知识

CCD和CMOS的特性对比CCD也有两种：全帧(full frame)的和隔行(interline)的。

这两种CCD的性能区别非常大。

总的来说，全帧的CCD性能最好。

其次是隔行的CCD。

CMOS的综合性能最差。

full frame CCD最突出的优势是分辨率和动态范围。

最弱的地方就是贵，耗电。

CMOS最差的地方是分辨率，动态范围和噪声。

优势就是便宜，省电。

interline CCD比CMOS强的地方在于噪声。

总的来说，两种CCD的颜色还原都比CMOS强。

现在一般的消费级数码相机，在宣传上都不说是Full frame CCD还是Interline CCD。

当然多数都是后者。

专业级的数码相机，肯定是前者。

所以，Full frame CCD 和Interline CCD间的区别，都存在于专业级数码相机和消费级机之间。

当然，专业级数码相机彩用的大面积CCD带来的好处更突出。

光学镜头基础知识光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。

另外争取选折合适的镜头，降低机器视觉系统成本，才是产业兴旺发达的唯一出路。

光学镜头规格繁多，有时不免头晕。

光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变（光圈、焦距、聚焦均可变）镜头等。

根据我们使用的经验，俄罗斯的光学镜头很便宜。

结构上分1固定光圈定焦镜头简单。

镜头只有一个可以手动调整的对焦调整环，左右旋转该环可使成像在CCD 靶面上的图像最清晰。

没有光圈调整环，光圈不能调整，进入镜头的光通量不能通过改变镜头因素而改变，只能通过改变视场的光照度来调整。

结构简单，价格便宜。

2手动光圈定焦镜头手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，光圈范围一般从F1.2 或F1.4到全关闭，能方便地适应被被摄现场地光照度，光圈调整是通过手动人为进行的。

摄影器材中不同镜头的拍摄效果比较

摄影器材中不同镜头的拍摄效果比较在摄影中，镜头的选择对于拍摄效果起着至关重要的作用。

不同种类的镜头具有不同的特点和应用场景，可以呈现出各具风格的照片效果。

本文将对摄影器材中不同镜头的拍摄效果进行比较和探讨。

一、常见镜头类型及其特点1. 广角镜头：广角镜头的焦距较短，通常小于50mm。

它具有广阔的视野和较大的景深，能够在画面中容纳更多的景象。

这种镜头适合拍摄风景、建筑和室内场景，可以展现出广袤的景观和空间感。

2. 标准镜头：标准镜头的焦距约为50mm，视角与人眼的视角相近，因此能够拍摄出较为真实的画面。

它是人们最为常用的镜头之一，适合拍摄人像、街景和日常生活瞬间。

3. 长焦镜头：长焦镜头的焦距较长，一般大于50mm。

它可以将远距离的目标拉近，拍摄出更为清晰的细节。

长焦镜头适合拍摄野生动物、运动赛事等需要远距离拍摄的主题。

4. 微距镜头：微距镜头能够捕捉到微小物体的细节，将它们放大并展现出来。

这类镜头适合拍摄昆虫、花卉以及其他需要特写的主题，能够让观者近距离地欣赏到微小事物的美。

二、镜头拍摄效果对比1. 视角和景深：不同镜头的视角和景深会导致画面呈现出不同的效果。

广角镜头拥有较大的视角和深度，能够呈现宽广的画面；而长焦镜头的视角狭窄，景深相对较浅。

拍摄时，我们可以根据主题要表达的感觉选择合适的镜头，以达到最佳的效果。

2. 空间感和拉伸效果：广角镜头在拍摄时容易呈现出扭曲和拉伸的效果，能够增强画面的立体感和空间感。

而长焦镜头则能够将远处物体拉近，减少了扭曲和拉伸的现象。

拍摄建筑、风景等主题时，我们可以根据需要选择合适的镜头以突出空间感或保持真实形态。

3. 背景虚化：背景虚化是一种常用的摄影效果，可以突出主题并营造出艺术感。

大光圈镜头通常能够创造出更为明显的背景虚化效果，使主体更加突出。

对于人像摄影或需要突出主题的拍摄，选择大光圈镜头效果更佳。

三、摄影实例及效果对比1. 风景摄影：对于广阔的风景，广角镜头可以捕捉到更多的元素，呈现出广袤的场景。

镜头之光学关键指标

焦点?0.72M e c h .F O V 62.5°1. 离, 它反映了一个光学系统对物体聚焦的能力.一个光学系统成像亮度指标, 一般简称F 数(如传统相机上所标识), 在同样的光强度照射下, 其数值越小, 则像面越亮, 其数值越大, 则像面越暗. 对于一般的成像光学系统来说, F2.8-3.2就比较合适, 如果要求F 数越小, 则设计越难, 结构越复杂, 制造成本就越高.一个光学系统所能成像的角度范围. 角度越大, 则这个光学系统所能成像的范围越宽, 反之则越窄. 在实际产品当中, 又有光学FOV 和机械FOV 之分, 光学FOV 是指SENSOR 或胶片所能真正成像的有效FOV 范围, 机械FOV 一般大于光学FOV , 这是有其他考虑和用途, 比如说需要用机械FOV 来参考设计Module 或者手机盖的通光孔直径大小.光学总长是指从系统第一个镜片表面到像面的距离; 而镜头总长是指最前端表面(一般指Barrel 表面)到像面(例如Sensor 表面)的距离.一般来说, 镜头太长或太短其设计都会变得困难, 制造时对工艺要求较高.(示意图如下页, UNION 的镜头规格书中图面所标注的E 即为机械总长)机械后焦是指从镜头机械后端面到像面的距离, 而光学后焦是指从镜头最后一个镜片的最后一面到像面的距离. 它们两者的差别随不同光学系统的不同而不同. 同时在光学行业内对光学后焦也有两种表达, 联合光电目前采用光学后焦1的描述.光学后焦（1）光学后焦（2）IRFImage Plane BE （机械后焦）.而最佳对焦距离是指一个光学系统景深最佳时的调焦距离, 这里讲的最佳在实际应用时其实是相对而言的. 对焦距离取决于使用者(客户或消费者)希望光学系统所能拍摄的距离范围.体所成的像相对于物体本身而言的失真程度.光学畸变是指光学理论上计算所得到的变形度, TV 畸变则是指实际拍摄图像时的变形程度, DC 相机的标准是测量芯片(Sensor)短边处的变形.一般来说光学畸变不等于TV 畸变, 特别是对具有校正能力的芯片来说. 畸变通常分两种: 桶形畸变和枕形畸变，比较形象的反映畸变的是哈哈镜，使人变得又高又瘦的是枕型畸变，使人变得矮胖的是桶型畸变.边缘处的亮度相对于中心区域亮度的比值, 无单位. 在实际测量的结果中, 它不仅同光学系统本身有关, 也同所使用的感光片(SENSOR)有关. 同样的镜头用于不同的芯片可能会有不同的测量结果.它是指光学系统(镜头)所能拍摄范围内的光桶形畸变枕形畸变TV DIST=(B+C)/2-A (B+C)/2X100(%)(主光线)在通过光学系统(镜头)后到达像面(如SENSOR)时同像面所成的最大夹角. 出射角越小设计越困难, 镜头的总长也会相对变长.它主要用于调整整个系统的色彩还原性. 它往往随着芯片的不同而使用不同的波长范围, 因为芯片对不同波长范围的光线其感应灵敏度不一样.对于目前应用较广的CMOS和CCD感光片它非常重要, 早期的CCD 系统中, 采用简单的IRF往往还不能达到较好的色彩还原性效果.它从一定程度上反映了一个光学系统对物体成像的分辨能力.一般来说, MTF越高,其分辨力越强, MTF越低, 其分辨力越低.由于MTF也只是从一个角度来评价镜头的分辨率,也存在一些不足, 故在目前的生产中, 大多数还是以逆投影检查分辨率为主.（1）塑胶镜头：塑胶镜片成形时间一般为6-8个小时, 镀膜5-6个小时, 组立4-8个小时, 检测及数据准备4-5个小时, 所以在没有库存而模具又能够及时切换的情况下, 从接到P/O或联络到样品完成需要2-3天的时间；（2）玻璃镜头：周期比塑胶镜头周期长很多，最简单的定焦镜头，发出图纸时，如果供应商已备好材料，马上加工零件，零件完成后立即组装、检测，在一切顺利，没有出现任何差错的情况下，7天左右可提供样品。

数码相机常识 CCD和CMOS的特性对比

新款MR-F10随身听则具有256MB、512MB和1GB容量供选择，它具有64K OLED彩屏，支持MP3、WMA和OGG音乐格式，外形体积为65×32×15毫米，重量为25克。MR-F30采用了260K OLED彩屏，可浏览JPEG格式图像，同时具有FM广播和录音功能。该产品的外形体积为74×34×21毫米，重量为40克，具有512MB和1GB容量供选择。
同时，每次下载照片后，使用相机进行记忆卡格式化，才能确保善用每一个记忆卡内的空间。不用时寄放在干净与干燥的地方，才能延长电子仪器的使用寿命。
MP3新花样
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d、光学变焦
一般光学变焦是很大区别于数码变焦的，严格的说数码变焦是没有多少实际价值的，在选购相机时要注意区别标的是数码变焦还是光学变焦的倍数。光学变焦镜头的出现实际上是为了做到一镜走天下这个概念而产生的，简单说就是为了方便，适用范围大。但是，光学变焦镜头的结构通常很复杂，镜片数量很多，光线进入相机时镜头片数越多产生的折射次数就越多，成像质量就会受到影响，所以一般情况下，同级的变焦镜头是比不上定焦镜头的。但是，在普通用户选购时，这方面的选择余地其实很小，因为在一般消费级dc上严肃的讨论成像质量意义不大。一般高倍长焦机也属于一些高端机，所以不会做的太差，可以尽量选择。

镜头的运用

第三节变焦镜头的使用

一、变焦镜头的特点摄像机镜头一般采用变焦镜头。用最长焦距值除以最短焦距值就是这个变焦距镜头的变焦倍数。变焦倍数越大，变焦的范围就越大。出于实际需要，并非变焦的倍数越大越好。

（一）变焦距镜头的优点 1.操作简便，节省人力。在实际拍摄中，无须更换镜头，增强现场的应变能力。 2.在摄像机位不动的情况下实现画面景别的连续变化，并且在无法移动机位来实现运动拍摄的情况下，可以用变焦镜头推拉。 3.相对于机位的移动拍摄，变焦镜头可以使得画面更加平稳，并且可以急推急拉。

2.通过焦距变化速度可以产生独特画面节奏 3.通过焦距的变化使运动的画面主体景别保持稳定 4.变焦距镜头焦距的变化可形成丰富的构图和画面蒙太奇

（四）使用变焦距镜头的技巧 1.掌握变焦距镜头使用的节奏 2.掌握变焦距镜头使用的推拉方向 3.掌握变焦距镜头焦距变化的起停点 4.掌握变焦距镜头焦距变化的幅度

短焦镜头对被摄对象的纵向运动表现动感强，并且物距越远越强；对横向运动表现力弱，并且物距越远越弱。长焦镜头则与此相反，对纵向运动的对象表现动感弱，对横向的表现动感强。

（三）镜头与画面虚实处理广角镜头景深范围大，因而所拍摄主体前后一定范围内的景物清晰，虚实对比并不鲜明；而要使画面形成强烈的虚实对比，突出主体，形成强烈的形式美，则可以利用长镜头拍摄出画面一小部分是实像，大部分是虚化的影像。

（二）相对孔径与光圈系数在镜头组的后部设置有光圈，光圈由若干金属叶片组成。这些叶片围成可张可合的圆孔，改变圆孔的大小便可以改变镜头的近光量，从而达到控制曝光的目的。

相对孔径即镜头的入射光孔直径与焦距之比，大小说明镜头通过光线的多少。相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。为了使用方便，通常把相对孔径的倒数定义为光圈系数，用F表示，标在镜头的光圈上。最小的一个F数值常用来表示镜头的曝光特性，这个值越小，镜头的特性越好。同时，摄像机的光圈大小对景深也有影响。

摄像机光学变焦介绍

光学变焦英文名称为Optical Zoom，数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。

数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。

在买数码摄像机的时候，很多用户都会问，什么是数码变焦，什么是光学变焦
光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。

当成像面在水平方向运动的时候，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。

显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改变镜头的焦距。

用摄影的话来说，这就是光学变焦。

通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。

另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短在目前的数码摄影中，这就叫做数码变焦。

实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。

所以我们看到，一些镜头越长的数码摄像机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。

我们看到市面上的一些CMOS数码摄像机，一般没有光学变焦功能，因为其机身内根部不允许感光器件的移动，如今的数码摄像机的光学变焦倍数大多在10倍。

镜头的特性详细介绍

除了立足点和相机位置的选择，镜头的选择也对最终的图像区域有着至关重要的作用，因为不同的镜头可以产生不同的像场角。

另外，不同的焦距也会给最终的照片带来各具特色的成像特征，这可以影响整张照片的构图，从而控制和影响观赏者对照片的认知。

基础镜头将射入的光线进行整合、加工，然后在传感器（或者胶片）上形成圆形的、倒立的现实的成像。

矩形的传感器会对这一圆形的图像进行裁切，于是就形成了典型的画面格式（见第40页）。

镜头既可以与相机固定在一起，又可以随意更换，这就为摄影提供了更多的灵活性。

镜头基本可以分为变焦镜头和定焦镜头，根据不同的焦距范围它又可以分为广角镜头、标准镜头、长焦镜头，这些镜头具有不同的性能并能适合特定的拍摄目的。

镜头的名称分类是根据其焦距或者说焦距范围，以及光圈或者说光圈范围划分的。

“焦距范围”的说法涉及的是变焦镜头，但是我们在下文中将会集中介绍定焦，因为这样解释会更容易、更清楚，而且有了关于定焦的明确理解之后，你在拍摄时就能够将其直接运用于变焦镜头中，无需进一步的补充知识。

拍摄每个场景都有专门的镜头。

例如拍摄动物时，我们要和它们保持一段警戒距离，以防吓走它们。

这时就要选用长焦镜头，因为即使隔着较远的距离也能清晰地捕捉到动物的身影。

焦距400mm像场角很遗憾，另一个与焦距和光圈同样重要，甚至比它们更重要的概念却没有它们一样知名，这就是像场角。

根据不同的镜头焦距，相机可以获取或大或小的像场角。

它连同相机与主题之间的距离一起影响着图像区域，且该像场角外的所有内容都不会出现在照片上。

在相机位置不变的情况下，像场角越小，图像区域就越紧凑；像场角越大，图像区域就越宽松。

相反，在图像区域不变的情况下，像场角越大，相机距离主题就越近，这时你必须用较小的像场角来扩大相机与主题之间的距离。

像场角不仅对图像中的“数量”非常重要，还关系到摄影者自身与主题间的距离，通过距离的调节来实现全画面成像或者局部成像。

图示中列出的焦距和像场角组合适用于全画幅格式的情况。

摄像机拍摄原理

摄像机拍摄原理摄像机是一种广泛应用于电影、电视、摄影等领域的设备，它通过光学元件和电子元件的协同作用，将真实世界的影像转化为电子信号，并记录下来。

在本文中，将从光学原理、图像传感器、信号处理和存储等方面介绍摄像机的拍摄原理。

一、光学原理摄像机的光学原理是基于光的折射和聚焦原理。

当光线通过摄像机镜头时，会发生折射现象。

摄像机镜头由多片透镜组成，通过这些透镜使得进入镜头的光线发生折射，并最终落在摄像机的图像传感器上。

透镜的作用主要是聚焦光线，将远处的物体投影到传感器上，形成清晰的图像。

通过调整镜头的焦距，可以改变物体的拍摄距离和景深，从而实现对拍摄画面的控制。

二、图像传感器摄像机的图像传感器是将光信号转化为电信号的核心部件。

目前常用的图像传感器有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）两种类型。

CCD传感器采用电荷传输技术，它将光信号转化为电荷，并通过电荷耦合器件将电荷传送到感光元件的最后一列，再通过模数转换器将电荷转化为数字信号。

CMOS传感器则集成了感光元件和信号处理器，在感光元件的每个像素上都有一个电子元件，能够直接将光信号转化为电信号，并进行信号处理。

三、信号处理摄像机在拍摄过程中，图像传感器会将光信号转化为电信号，并经过一系列的信号处理步骤后输出。

信号处理的目的是增强图像的质量，使其更加鲜明、清晰。

在信号处理过程中，常见的操作包括白平衡校正、色彩校正、锐化、降噪等。

白平衡校正是为了保证图像的色彩真实，将不同光源下的色偏进行校正；色彩校正则是对图像的亮度、饱和度、对比度等进行调整，使其更加生动鲜明；锐化处理可以提升图像的清晰度，使细节更加突出；降噪则是通过算法处理，降低图像中的噪点和颗粒感。

四、存储在信号处理完成后，摄像机会将处理后的图像信号进行编码和压缩，并存储到存储介质上。

常见的存储介质有内置存储卡、硬盘、磁带等。

编码和压缩是为了减少图像数据的体积，提高存储效率。

常用的编码格式有JPEG、H.264等，它们能够在保证图像质量的同时，将数据压缩到较小的体积。

镜头的光学原理

镜头的光学原理
镜头的光学原理是基于折射和折射定律的。

当光线通过从一种介质到另一种介质的边界时，它的传播方向会发生改变。

在镜头中，通过选择合适的曲率和形状，光线可以被聚焦或散射。

主要有以下几种类型的镜头：
1. 收敛透镜：也称为凸透镜，中心较厚而边缘较薄。

当平行光线通过透镜时，光线会向透镜中心聚焦。

这种类型的镜头可以用于修正近视。

2. 发散透镜：也称为凹透镜，中心较薄而边缘较厚。

当平行光线通过透镜时，光线会从透镜中心散开。

这种类型的镜头可以用于修正远视。

3. 反射镜：反射镜使用镜面反射而不是折射来聚焦光线。

最常见的反射镜是凸面镜和凹面镜。

凸面镜可以聚焦光线，而凹面镜则散开光线。

4. 鱼眼镜头：鱼眼镜头通过使用特殊的球面透镜将光线聚焦在传感器上产生广角效果。

这种镜头可以拍摄到大范围的景物，但也存在较多的畸变。

总之，镜头的光学原理是基于折射和反射定律，通过选择适当的曲率和形状来控制光线的传播方向，从而实现对光线的聚焦或散射。

不同类型的镜头可以用于修正近视、远视，或产生广角效果等。

摄影镜头的光学特性

数码摄影问答（十八）摄影镜头的光学特性发布时间：2008-07-07 11:03------------------问：摄影镜头的光学特性都有哪些？答：镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能，由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。

任何问：摄影镜头都有哪些光学特性？答：各种摄影镜头，都可以用以下三种光学特性来表示和区分。

（1）焦距摄影镜头都可被看成为一块中间厚、边缘薄的凸透镜，光线穿过透镜会聚成焦点，焦点至镜头中心的距离即为该镜头的焦距，焦距的单位是毫米（mm）。

镜头焦距的长短与被摄对象在相机成像面上的成像面积成正比。

如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄，镜头焦距愈长，那么成像面积越大，放大倍率越高；反之，镜头焦距愈短，则成像面积越小，放大倍率越低。

（2）视场角镜头的视场角，是指相机有效成像平面（视场）边缘与镜头后节点所形成的夹角。

从造型角度上讲，镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度，镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角，镜头视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。

视场角愈大，被摄主体成像越小，画面景物越开阔；反之，视场角愈小，被摄主体成像越大，画面景物的视野越狭窄。

视场角主要受镜头成像尺寸和镜头焦距这两个因素制约。

由于CCD成像面积在实际拍摄中是不变的，所以直接影响视场角的因素就是镜头焦距。

我们拍摄时经常通过变换镜头焦距来改变视场角即拍摄范围的大小。

（3）相对孔径镜头的相对孔径是指镜头的入射光孔直径（D）与焦距（f）之比，其大小说明镜头接纳光线的多少。

相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。

相对孔径(D/f)的倒数(f/D)被称为光圈系数(F)，被标刻在镜头的光圈环上。

摄像机的镜头光圈系数分为若干档，常见的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等。

安防摄像机镜头成像几何光学基础课件

抛光
使用抛光剂对镜片表面进行精细抛光，进一步提高表面平滑度。
镜头的抗眩光处理
抗眩光涂层
在镜头表面涂覆一层特殊涂层，减少强光下的眩光和鬼影现象。
防反射涂层
通过涂覆多层不同折射率的涂层，减少光线在镜头表面的反射。
05
CATALOGUE
实际应用中的考虑因素
环境光照条件对成像的影响
光照强度
光照强度对摄像机的曝光和动态范围有影响，过强或过弱的光线可能导致画面过曝或欠曝。
安防摄像机镜头的应用场景
01
02
03
监控
安防摄像机广泛应用于各类公共场所和私人领域，用于监控和记录。
侦查
公安、司法等部门使用安防摄像机进行侦查和取证。
工业
工厂、仓库等场所使用安防摄像机进行安全监控和管理。
02
CATALOGUE
镜头成像几何基础
透镜成像原理
透镜对光线的作用
透镜能够使光线会聚或发散，形成实像或虚像。
定期清洁
根据使用情况定期清洁镜头表面，避免灰尘和污渍影响成像。
防尘措施
在恶劣环境下使用时，应采取防尘措施，如加装防尘罩。
检查与维修
定期检查镜头的光学性能和机械结构，如有损坏应及时维修或更换。
THANKS
感谢观看
镜头的景深与调焦
景深
景深是指在拍摄主体前后一定范围内的清晰范围，景深越大，清晰范围越广；景深越小，清晰范围越窄。
调焦
调焦是指通过调节镜头与拍摄主体之间的距离来改变画面的清晰度。
04
E
镜头光学材料与工艺
光学玻璃的种类与特性
冕牌玻璃
折射率适中，色散低，常用作消色差镜头的主透镜。
燧石玻璃

相机镜头五种象差简介

相机镜头五种象差简介一、单色象差如果镜头只对单色光成象，那么共有五种性质不同的象差．它们是影响成象清晰度的球差、彗差、象散、场曲，以及影响物象相似程度的畸变。

1、球差由光轴上某一物点向镜头发出的单一波长的光线成象后，由于透镜球面上各点的聚光能力不同，它不再会聚到象方的同一点，而是形成一个以光轴为中心的对称的弥散斑，这种象差称为球差，如图1-2-10所示。

球差的大小与物点位置和成象光束的孔径角大小有关。

当物点位置确定后，孔径角越小所产生的球差也就越小。

随着孔径角的增大，球差的增大与孔径角的高次方成正比。

在照相镜头中，光圈数增加一档（光孔缩小一档），球差就缩小一半。

因此在拍摄时，只要光线强度允许，就应该使用较小的光圈拍照，以便减小球差的影响。

2、彗差光轴外的某一物点向镜头发出一束平行光线，经光学系统后，在象平面上会形成不对称的弥散光斑，这种弥散光斑的形状呈彗星形，即由中心到边缘拖着一个由细到粗的尾巴，其首端明亮、清晰，尾端宽大、暗淡、模糊。

这种轴外光束引起的象差称为彗差。

彗差的大小是以它所形成的弥散光斑的不对称程度来表示。

彗差的大小既与孔径有关，也与视场有关。

在拍摄时与球差一样，可采取适当收小光孔的办法来减少彗差对成象的影响。

摄影界一般将球差和彗差所引起的模糊现象称为光晕。

在绝大多数情况下，轴外点的光晕比轴上点要大。

由于轴外象差的存在，我们对于轴外象点的要求不应该比轴上点高，至多一致，即两者具有相同的成象缺陷，此时我们称等晕成象。

随着相对孔径的增大，球差和彗差的校正将更加困难，放在使用大孔径镜头时，应事先了解镜头的性能，注意到那档光圈渐晕最小，在可能情况下，应尽量缩小光孔，以提高成象质量。

3、象散象散也是一种轴外象基，与彗差不同，它是描述无限细光束成象缺陷的一种象差，仅与视场有关。

由于轴外光束的不对称性，使得轴外点的子午细光束的会聚点与弧矢细光束的会聚点各处于不同的位置，与这种现象相应的象差，称为象散。

镜头光学与成像原理分析

镜头光学与成像原理分析光学是一门关于光的传播和相互作用的学科，而镜头光学则是光学学科中的一个重要分支。

镜头作为摄影机、望远镜、显微镜等光学仪器的核心部件，起着至关重要的作用。

本文将从镜头光学的基本原理出发，深入探讨其成像原理和一些常见的光学现象。

首先，镜头光学的基本原理是光的折射和反射。

光线在经过镜头时，会发生折射现象。

根据斯涅尔定律，入射光线与镜头界面的法线所成的入射角和出射角之间满足一个简单的关系。

这就是为什么当光从空气中射向水中时，光线会发生折射弯曲的原因。

而当光线通过透明介质的界面时，会发生反射现象。

根据理论上的推导，入射光线与法线所成的入射角与反射光线与法线所成的反射角相等。

基于折射和反射的原理，镜头的成像原理就是通过光的折射和反射来将物体的形象投射到感光元件上。

感光元件可以是胶片、光电二极管或图像传感器等。

典型的镜头结构包括凸透镜和凹透镜。

凸透镜可以将光线汇聚到一个焦点上，这被称为正焦镜。

而凹透镜则使光线发散，不汇聚到焦点上，这被称为负焦镜。

在实际应用中，我们可以通过镜头的组合来实现不同的功能。

例如，将一个凸透镜和一个凹透镜组合在一起，可以形成一个放大镜。

通过调整凸透镜和凹透镜之间的距离，可以实现不同的放大倍数。

另一个有趣的光学现象是畸变。

畸变是镜头成像中常见的问题，它使得图像的形状和尺寸在一定程度上发生变形。

畸变可以分为径向畸变和切向畸变两种形式。

径向畸变主要表现为物体的边缘部分弯曲或拉长，而切向畸变则是出现图像倾斜的情况。

为了减少畸变带来的影响，现代镜头设计中通常采用多片组合的方式，通过组合凸透镜和凹透镜来实现畸变的纠正。

镜头的光学性能除了与镜片结构有关外，还与镜片表面的质量有关。

光学镜片的表面平整度和光滑度对光线的传播和成像起着重要的影响。

当光线在镜面上发生反射或折射时，如果表面存在明显的瑕疵或不平整，会产生漫反射和散射现象，从而降低成像的清晰度和质量。

因此，在现代的光学镜头制造中，采用高精密度的研磨和抛光技术，以及涂层技术来提高镜片表面的质量，以获得更好的光学成像效果。

摄像头光学变焦

摄像头光学变焦随着科技的不断发展，相机和手机等设备的拍照功能也越来越强大。

其中，变焦功能是许多人关注的重点之一。

可是，许多人并不了解光学变焦和数字变焦之间的区别，也不知道光学变焦的原理。

今天，我们来了解一下摄像头光学变焦的相关知识。

光学变焦是什么？在摄影或手机摄像头中，变焦镜头主要有两种类型：光学和数字变焦。

光学变焦适用于取景范围越来越大或变焦倍数越来越大的情况，而数字变焦适用于更大程度的放大已有的图像。

光学变焦设计的根本目的是使镜头移动或改变镜头的焦距，从而更清晰地捕捉被拍摄的主题。

换句话说，它的作用是平移相机试镜的位置，以便更好地捕捉图片。

若只是把图像放大，光学变焦的角色就发挥不出来了。

相比而言，数字变焦只是放大或缩小已有的数字图像，不移动镜头或改变其焦距。

如何实现光学变焦？光学变焦通过实际移动相机镜头或通过改变镜头的焦距而实现。

这必须通过旋转或移动镜头的某些部分以正确地聚焦于主体。

焦距是了解光学变焦的最重要方面之一。

焦距是通过测量摄像机相对于主体的距离而获得的。

换句话说，当缩小了焦距时，摄像机需要在主体中聚焦更多光。

当扩大焦距时，摄像机将少量光分散在一个较大的区域内，因此需要更多的环境光来聚焦。

有什么优点？与数码变焦相比，光学变焦的优势在于其图像质量的高度保留。

在数字变焦中，图像只是被加大，但不会被调整和增强，这意味着在数字变焦之后，图像的质量将下降。

另外，光学变焦比数字变焦产生的图像更清晰，因为光学变焦通过移动实际试镜的部件来呈现清晰的图像。

总结在这个越来越重视图像的时代，摄像头光学变焦这项技术越来越被人们重视。

光学变焦通过镜头移动和聚焦更好地捕捉图像，相比数字变焦具有更高的图像保真度。

当下，不少手机和相机生产商都非常注重摄像头的性能，很多产品都配备了光学变焦功能，使得拍照的过程变得更加便利和高效。

相机镜头的工作原理

相机镜头的工作原理相机镜头是相机的核心部件之一，它的质量和性能直接影响着拍摄的效果。

了解相机镜头的工作原理对于摄影爱好者来说是非常重要的。

下面我们来详细介绍相机镜头的工作原理。

一、光学成像原理1.1 光的传播光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为光速，而在介质中传播时会发生折射。

当光线从一种介质射向另一种介质时，会发生折射现象，即光线的传播方向发生改变。

1.2 光的聚焦在光学系统中，通过透镜等光学元件对光线进行折射和反射，使光线聚焦到焦点上，从而形成清晰的像。

透镜的焦距决定了光线的聚焦程度，焦距越短，光线聚焦得越快。

1.3 成像原理当光线通过透镜聚焦到焦点上时，形成的像就是我们看到的图像。

相机镜头通过透镜组将光线聚焦到感光元件上，从而记录下被摄物体的影像。

二、相机镜头的结构2.1 透镜组相机镜头内部由多片透镜组成，透镜的数量和排列方式不同，可以实现不同的光学效果。

透镜组的设计是为了使光线经过透镜组后尽可能准确地聚焦到感光元件上。

2.2 光圈光圈是控制进入镜头的光线量的部件，它由多个薄片叶片组成，可以调节光线的通量。

光圈的大小决定了景深的大小，光圈越大，景深越小，背景虚化效果越明显。

2.3 对焦系统相机镜头的对焦系统用于调节透镜组的位置，使得成像清晰锐利。

对焦系统可以通过手动对焦或自动对焦来实现，自动对焦系统通常采用超声波马达或电机驱动。

2.4 镜头涂层镜头表面会涂覆一层特殊的光学涂层，用于减少反射和提高透光率，从而提高成像质量。

不同的涂层可以减少光的散射和色散，使成像更加清晰。

三、相机镜头的工作原理3.1 光线的进入当我们按下快门时，光线通过镜头进入相机内部。

光线首先经过镜头表面的涂层，减少反射和散射，然后通过透镜组进行折射和反射。

3.2 光线的聚焦透镜组将光线聚焦到感光元件（如CCD或CMOS）上，形成倒立的实物像。

感光元件上的每一个像素点都对应着被摄物体上的一个光点。

3.3 图像的记录感光元件记录下光线的强度和颜色信息，将其转换为数字信号。