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高清摄像机电动变焦镜头光学成像的原理

发布日期:2021-07-08 17:21 浏览次数:
 电动变焦镜头是摄像机最主要的组成部分,并被喻为人的眼睛。人眼之所以能看到宇宙万物,是由于凭眼球水晶体能在视网膜上结成影像的缘故;摄像机所以能摄影成像,也主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。因此说,镜头就是摄像机的眼睛。电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力,受光学镜头的内在质量所制约。当今市场上常见的各种摄像机的镜头都是加膜镜头。加膜就是在镜头表面涂上一层带色彩的薄膜,用以消减镜片与镜片之间所产生的色散现象,还能减少逆光拍摄时所产生的眩光,保护光线顺利通过镜头,提高镜头透光的能力,使所摄的画面更清晰。
电动变焦镜头
 
  摄像者在自学摄像的过程中,首先要熟知电动变焦镜头的成像原理,它主要包括焦距、视角、视场和像场。
 
  焦距是焦点距离的简称。例如,把放大镜的一面对着太阳,另一面对着纸片,上下移动到一定的距离时,纸片上就会聚成一个很亮的光点,而且一会儿就能把纸片烧焦成小孔,故称之为“焦点”。从透镜中心到纸片的距离,就是透镜的焦点距离。对摄像机来说,焦距相当于从镜头“中心”到摄像管或固体摄像器件成像面的距离。
 
  焦距是标志着光学镜头性能的重要数据之一,因为镜头拍摄影像的大小是受焦距控制的。在电视摄像的过程中,摄像者经常变换焦距来进行造型和构图,以形成多样化的视觉效果。例如,在对同一距离的同一目标拍摄时,镜头的焦距越长,镜头的水平视角越窄,拍摄到景物的范围也就越小;镜头的焦距越短,镜头的水平视角越宽,拍摄到的景物范围也就越大。
 
  一个摄像机镜头能涵盖多大范围的景物,通常以角度来表示,这个角度就叫镜头的视角。被摄对象透过镜头在焦点平面上结成可见影像所包括的面积,是镜头的视场。但是,视场上所呈现的影像,中心和边缘的清晰度和亮度不一样。中心部分及比较接近中心部分的影像清晰度较高,也较明亮;边缘部分的影像清晰度差,也暗得多。这边缘部分的影像,对摄像来说是不能用的。所以,在设计摄像机的镜头时,只采用视场。需要重点指出,摄像机最终拍摄画面的尺寸并不完全取决于镜头的像场尺寸。也就是说,镜头成像尺寸必须与摄像管或固体摄像器件成像面的最佳尺寸一致。
 
  当摄像机镜头的成像尺寸被确定之后,对一个固定焦距的镜头来说则相对具有一个固定的视野,常用视场来表示视野的大小。它的规律是,焦距越短,视角和视场就越大。所以短焦距镜头又被称为广角镜头。
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