4 、 鏡頭的主要技術指標
(1 )光闌係數
鏡頭光圈Iris , 如同人眼的瞳孔, 控制著光源的進光量, 這對於影像的清晰度有著
很大的影響, 光闌係數即光通量,用F 表示,通光量與F值的平方成反比關係, F 愈小代表通光孔徑愈大, 同時進光量亦愈大, 攝影機的照度也就愈低, 對於光線的靈敏度也較高。
鏡頭上光圈指數序列的標值為F1, F1.4 ,F2 ,F2.8 ,F4 ,F5.6 ,F8 ,F11 ,F16 及F22 等,其規律是前一個標值時的曝光量正好是後一個標值對應曝光量的2 倍。也就是說鏡頭的通光孔徑分別是1/1.4 ,1/2 ,1/2.8 ,1/4 ,1/5.6 ,1/8 ,1/11 ,1/16 ,1/22 ,前一數值是後一數值的根號2 倍。而光通量為1/FXF, 所以F/1.4 鏡頭的光通量為1/1.4*1.4=50%
不同光圈的大小

(2 )鏡頭的焦距
一旦決定了攝像機要監視的景物,正確地選擇鏡頭的焦距就由來3 個因素決定;1) . 欲監視景物的尺寸2). 攝像機與景物的距離3). 攝像機成像器的尺寸:1/3" 、1/2" 、2/3" 或1" 。
鏡頭的焦距的計算如下:
h/H= f/L or w/W=f/L
W- 被攝物體寬度
H- 被攝物體寬高度
w- 圖像寬度 ( 被攝物體在ccd 靶面上成象寬度)
(1/ 2” : 6.4mm ; 1/ 3” : 4.8mm ; 1/ 4” : 3.6mm )
h- 圖像高度 ( 被攝物體在ccd 靶面上成象高度)
(1/2 “: 4.8mm ; 1/ 3” : 3.6mm 1/4 “: 2.7mm )
f- 焦距
L- 被攝物體至鏡頭的距離
例: 被攝物體寬高度:4.5m
1/3 “, 被攝物體至鏡頭的距離: 10m
3.6/4500=f/10000
( 3 )视场


視場是指在攝像機與景物的特定距離下的可視範圄, 由成像器的尺寸, 鏡頭的焦距和與攝像機的距離所決定,視場大小的計算如下:
視場寬度:= 圖像的寬度 (mm) x 被攝物體至鏡頭的距離
鏡頭焦距
視場高度: 0.75 x 視場寬度
當焦距越小, 視場越大, 適合短距離拍攝; 同樣地, 當焦距越大, 視場越小, 適合長距離或顯微拍攝;
當決定視場大小前, 亦需要考慮被監察物件的最小解晰度 ( 需要辦識別物件與否), 此個由解晰度所界定的視場計算如下:
解晰度所界定的視場寬度= 攝像機解晰度
監察對象的最小解晰度 (16 線/ 尺)
監察物件的最小解晰度一般設定為16 線/ 尺, 若攝像機解晰度為350 線, 解晰度所界的視場寬度為350/16=22 尺, 而若CCD 尺寸為1/2”( 圖像高度為6.4mm) 焦距75mm, 則攝像機可提供拍攝可識別物體的最遠距離為22*75/6.4=257.8 尺
(4 )景深
鏡頭的景深是在鏡頭的視野內焦點仍可保持清晰的深度距離, 物體離最佳焦點較近或較遠時,有一段範圍內仍可保持所需的解析度, 景深會隨著焦距, 光孔徑及物體離攝像機距離而改變
景深的計算方法如下:
H= f 2
C X F
T1= B(H+f)
H+B
T2= B (H-f )
H-B
F: F 光闌係數
H- 超焦距 ( 首先將鏡頭對準無窮遠處,讀出景深刻度表上在此光圈設定之下
清楚的最近距離,從此距離以上可以看清楚的範圍被稱為超焦距) 。
f- 焦距
H- 被攝物體至鏡頭的距離
T1: 遠點
T2: 近點
C- 最小模糊圈 ( 1/2 format: 0.015mm ; 1/3 format: 0.01mm ; 1/4 format: 0.008mm )- 以一點光在聚焦位置,產生影像的直徑來計算景深
基於上述方程式, 有下列關係:
1 焦距
短焦距 ( 如廣角) = 長景深
長焦距 ( 如遠攝) = 短景深
光孔徑
大光孔徑 ( 低光闌係數) = 短景深
小光孔徑 ( 高光闌係數) = 長景深
被攝物體至鏡頭的距離
被攝物體至鏡頭的距離近= 短景深
被攝物體至鏡頭的距離遠= 長景深

F3.2 F5.0 F9.0
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短景深 長景深
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