關(guān)于攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性比較

摘#8195;要 隨著電視向等離子以及液體電視方面轉(zhuǎn)變，不僅僅對硬件上的要求提高，同時(shí)攝像上也遇到了新機(jī)遇與新任務(wù)。事實(shí)上，無論是電視的攝像機(jī)，還是照相機(jī)、電影攝像機(jī)，其成像的優(yōu)良直接與鏡頭上的光學(xué)特性有較大的關(guān)系，是決定成像清晰度的重要因素之一。本文從攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性入手，對幾款鏡頭進(jìn)行相關(guān)的測試與比較。

關(guān)鍵詞 攝像機(jī)鏡頭；光學(xué)特性；比較

中圖分類號 O435 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0220-01

一直以來，清晰、逼真的顯示效果是人們追求的境界，快速的發(fā)展顯示硬件系統(tǒng)。但是，要想實(shí)現(xiàn)顯示的目標(biāo)，還和攝像機(jī)鏡頭有著巨大的關(guān)系，鏡頭光學(xué)特性的好壞至關(guān)重要。筆者曾經(jīng)將松下的DVCPR機(jī)所帶標(biāo)準(zhǔn)變焦鏡與SONY某款一體機(jī)所帶標(biāo)準(zhǔn)變焦鏡交換使用，發(fā)現(xiàn)攝像出來的效果有一定變化，而且可以重復(fù)測量這種變化。由此可見，對攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性進(jìn)行比較具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性

對于一個(gè)攝像機(jī)來說，其光學(xué)鏡頭至關(guān)重要，是將攝像物體在CCD上成像的關(guān)鍵器件。所謂的鏡頭光學(xué)特性主要指光學(xué)構(gòu)造形成物理的性能，其組成分為3個(gè)因素：焦距、相對孔徑以及視場角。對于攝像機(jī)來說，其鏡頭的好壞與差別都是由著三個(gè)因素的技術(shù)參數(shù)來區(qū)分。

1.1 焦距

鏡頭是由邊緣薄中間厚的凸透鏡形成的，攝像機(jī)鏡頭可能是一塊也可能是一組。當(dāng)光線射進(jìn)透鏡之時(shí)就會在里面會聚為焦點(diǎn)，鏡頭的中心到焦點(diǎn)距離就是這里所說的焦距，其單位一般為mm（毫米）。

物體在攝像機(jī)內(nèi)的CCD上成像的大小都是由鏡頭焦距長短決定。當(dāng)被攝物不變，距離不變的情況下焦距越長，在CCD上成像的面積就越大，其放大的倍率越高。

1.2 視場角

所謂的視場角，主要是指鏡頭后節(jié)點(diǎn)與CCD有效的成像平面、視場邊緣之間形成角度。事實(shí)上，視場角主要是反映拍攝景物的開闊度，被拍攝的對象和視場角成像的效果成反比，視場角度較大的，其成像景物就較小，視野比較開闊。就猶如一張照片一樣，當(dāng)取遠(yuǎn)景的時(shí)候起視場角就比較大，那么里面的人物和背景都較小，但是拍攝范圍卻比較大。

1.3 相對孔徑

鏡頭相對孔徑是指入射孔直徑D與焦距F之間的比，當(dāng)相對孔徑越大就說明入射孔直徑越大，那么進(jìn)入攝像機(jī)的光線就越多。相對孔徑主要功能是決定攝像機(jī)鏡頭的透光能力以及鑒別能力。

事實(shí)上，焦距、相對孔徑以及視場角三者是相輔相成，既有聯(lián)系也有制約，直接影響到攝像機(jī)成像的效果。高技術(shù)的攝像人員必須要掌握這三者之間的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)拍攝出最佳電視畫面。

2 攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性比較

攝像機(jī)攝像的好壞直接和鏡頭有很多關(guān)系，鏡頭的選擇至關(guān)重要，本文就針對幾種不同型號的鏡頭進(jìn)行對比，從中分析其各自的優(yōu)劣。

2.1 測試的幾個(gè)鏡頭

1）測試鏡頭一：牌號為CANON；型號為JI6AX8B4；光學(xué)部分的出廠編碼為：16440；該鏡頭的標(biāo)稱光圈的范圍：F1.6~F16~關(guān)閉；該鏡頭的標(biāo)稱變焦的范圍：8 mm~128 mm；該鏡頭標(biāo)稱物距的范圍為：0.6到無窮大。

該鏡頭在視場為0.7、12 MHZ的傳遞特性為：中心為297.7 MV；右上角為246.1 MV；右下角為263.9 MV；左上角為226.4 MV；左下角為201.0 MV。

有關(guān)專業(yè)人士用這種鏡頭采用相同物距，不同的焦距拍攝多張照片對比給出評論：該鏡頭所成像柔和細(xì)膩，層次感較好，在視場的邊緣沒有出現(xiàn)彩色的邊條即沒有出現(xiàn)色散現(xiàn)象。但是對比發(fā)現(xiàn)，成像銳利程度不是很好。

2）測試鏡頭二：牌號：FUJINON；型號為：A17X7.8BERD~S28C；其光學(xué)部分的出廠編碼：123651；該鏡頭標(biāo)稱光圈的范圍：F1.8~F16~關(guān)閉；該鏡頭標(biāo)稱變焦的范圍：f7.8~f133mm；該鏡頭標(biāo)稱物距的范圍為：0.6 m到無窮大。

該鏡頭在視場為0.7、12 MHZ的傳遞特性為：中心為255.3 MV； 右上角為306.9 MV；右下角為341.5 MV；左上角為305.9 MV；左下角為316.8 MV。

同樣也用這種鏡頭采用相同的物距、不同的焦距拍攝多張照片進(jìn)行對比，相比之下這種鏡頭的成像較銳利，成像給人感覺比較干脆。

2.2 測試鏡頭的比較

從上面兩種鏡頭的測試可以看出來，對于高清攝像機(jī)因?yàn)樘鎿Q鏡頭發(fā)現(xiàn)變化，在得出的圖像上也可用初略看出來，成像的銳利程度稍微差一點(diǎn)，但是由于像素上具有局限性，根本不可能測量出比這更高的分辨率。而且從上面兩個(gè)測試鏡頭可以看出來，品牌不同的鏡頭其風(fēng)格不相同，成像的效果有一些差別。一般而言，小光圈能夠增加衍射，導(dǎo)致成像出來的效果不太好。

3 結(jié)束語

目前電視上的清晰度追求的越來越高，有關(guān)專家和學(xué)者在努力研究顯像同時(shí)也研究攝像問題。而攝像機(jī)攝像效果的好壞直接和鏡頭具有較大的關(guān)系，本文對兩種攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性進(jìn)行比較，從中看出光學(xué)特性有差別的鏡頭所成像也有差別，進(jìn)一步說明了鏡頭的重要性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳云，張蕾，張勇.攝像機(jī)鏡頭的光學(xué)特性比較[J].電視工程，2006，2:52-55.

[2]闕立志，蘇宙平，趙艷莉.折疊式微型數(shù)碼鏡頭的設(shè)計(jì)[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2011，3:

45-48.

[3]任航，張濤.基于灰度投影法運(yùn)動估計(jì)的成像CCD平移補(bǔ)償法[J].應(yīng)用光學(xué)，2009，30(3):417-422.