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何谓光圈
发布时间:2008-06-29    来源:网络   阅读次数:753 分享到:

  镜头光圈分手动和自动两种.以往由于摄像机的使用在室外或其它特殊场合等缘故,所以较多选用自动光圈镜头。在目前的监控工程中,由于智能建筑大量使用CCTV系统,室内监控点占较高的比例。而许多工程商在做工程设备报价时,也同样喜欢采用自动光圈镜头。虽然自动光圈镜头对监控点的光线变化适应性较强,但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头。而现在大多数的摄像机都有电子快门,室内的光源也较为稳定,因此,智能建筑项目中大量采用自动光圈镜头没有太大的必要;另一方面,现在市场上用的自动光圈镜头分为二大类:a.电源驱动自动光圈镜头;b.视频驱动自动光圈镜头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的,其中两根为DC12V或DC24V电源来驱动镜头中的马达,另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大小;视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的,其中一根为视频触发信号来起动光圈,并控制光圈大小,另二根为DC12V或DC24V电源线驱动电机马达。目前市场上大多黑白或彩色摄像机虽然有自动光圈镜头接口,但除了少数可以兼容二种镜头以外,大多数摄像机不能兼容,只能使用电源驱动自动光圈镜头或视频驱动自动光圈镜头。如果在使用中当一些摄像机损坏时,新购入的摄像机就有与原来的自动光圈镜头是否兼容的问题。但当工程中的监控点在室外时,采用带自动光圈的镜头是必要的,因为室外的光线的动态范围变化较大,夏日阳光下环境照度达50000Lx-100000Lx;夜间路灯时仅为10Lx,变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这么宽的照度范围,也就无法达到控制图像效果的作用。
  光圈英文名称为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。我们平时所说的光圈值F2.8、F8、F16等是光圈“系数”,是相对光圈,并非光圈的物理孔径,与光圈的物理孔径及镜头到感光器件(胶片或CCD或CMOS)的距离有关。

    表达光圈大小我们是用F值。光圈F值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径从以上的公式可知要达到相同的光圈F值,长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

    当光圈物理孔径不变时,镜头中心与感光器件距离愈远,F数愈小,反之,镜头中心与感光器件距离愈近,通过光孔到达感光器件的光密度愈高,F数就愈大。完整的光圈值系列如下: F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32, F44, F64。

    这里值得一题的是光圈F值愈小,在同一单位时间内的进光量便愈多,而且上一级的进光量刚是下一级的一倍,例如光圈从F8调整到F5.6,进光量便多一倍,我们也说光圈开大了一级。多数非专业数码相机镜头的焦距短、物理口径很小,F8时光圈的物理孔径已经很小了,继续缩小就会发生衍射之类的光学现象,影响成像。所以一般非专业数码相机的最小光圈都在F8至F11,而专业型数码相机感光器件面积大,镜头距感光器件距离远,光圈值可以很小。对于消费型数码相机而言,光圈F值常常介于F2.8 - F16。此外许多数码相机在调整光圈时,可以做1/3级的调整。

问: 单反相机的光圈2.8和普通薄片机的光圈2.8到底是不是一样大的?我的意思是那个圆孔的实际大小是不是一样的? 答: 在回答这个问题之前,我们要先回顾一下什么是“光圈”。光圈指镜头的通光孔径,但,我们通常所说的“光圈”值并非镜头通光孔的物理直径,而是光圈系数,也称相对相对孔径。 这是一个比值,等于镜头的焦距除以其通光孔径,这是因为即使镜头的通光孔径不变,焦距越长,光线能到达成像位置的越少。采用这个比值表示之后,在快门速度不变的情况下,不同的镜头,只要f系数相同,曝光量就是相同的。也正是由于这个系数与焦距有关 ,所以很多变焦镜头的光圈系数在不同焦距段是变化的。 比如某个镜头的焦距为50mm,通光孔径为25mm,那么该镜头的相对孔径就是50/25=2。 通常表示相对孔径的办法是在相对孔径前面"f/",如f/1.4、f/2、f/2.8等,也有用1:2来表示f/2的。通常镜头标记上用类似1:2的方式更多些。 在实际使用中,很少使用“相对孔径”的称呼,通常都是用“光圈系数(f-Stops)”来称呼,简称“光圈”或者“f-系数”。 在镜头的标记上,通常都是标记镜头的最大光圈系数。 明白了光圈系数的含义,以上问题就不难回答了:虽然都是f/2.8,不同的镜头,“圆孔”的实际大小一般是不一样的。

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