摄像机的光学系统.docx
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摄像机的光学系统
摄像机的光学系统
摄像机光学系统是摄像机重要的组成部分,它是决定图像质量的关键部件之一,也是摄像师拍摄操作最频繁的部位。
摄像机的光学系统由内、外光学系统两部分组成,外光学系统便是摄像镜头,内光学系统则是在机身内部的分光系统和各种滤色片组成。
图—所示为三片摄像机光学系统的基本组成。
图中:
—镜头;—色温滤色片;—红外截上滤色片;
—晶体光学低通滤色片;—分光棱镜;—红、绿、蓝谱带校正片。
一.透镜成像的误差及其补偿
除了平面反射镜之外,任何光学系统成像都是有误差的。
因此,我们要了解透镜成像的误差性质及其补偿方法。
进而了解摄像机光学系统如何解决了透镜质量问题。
1.球差
为凸透镜孔径较大时,从轴上物点发出的单色光束。
通过透镜时,由于凸透镜的边缘部分比中心部分弯曲的厉害些,所以通过边缘部分的光线比近轴光线折射的严重,致使边缘部分的光线含聚于焦点之前的的点,因此在焦点处形成了一个中心亮、边缘模糊的小图盘,而不是很清晰的小亮点,这样的像差称为球差。
如图—。
图—
2.色差
如图—,轴上一点发出的光为复色光,由于玻璃对不同波长
的光折射率略有不同,因此不同波长的光不能会聚于一点,如图上蓝光因波长较短成像于点,而红光因波长较长成像于点。
这样形成的像差称为色差,表现为图像边缘有彩色镶边。
图—
3.像的几何失真
这种失真影响像与物的几何相似性,一般有桶形失真和枕形失真。
()桶形失真
这种失真也称正失真,它是由于在物与透镜之间放置了一个光阑而形成的像差。
其特点是整个像面的四个角向中心收拢,显得中间向外凸,如图。
()枕形失真
这种失真也称负失真,它是固在透镜与像点之间放了一个光阑而形成的像差。
其特点是整个像面的四个角向外拉伸,与桶形失真真正相反,如图—所示。
.球差和色差的补偿
凹透镜也会产生球差和色差,但其性质与凸透镜形成的像差正好相反。
如凹透镜对边缘光线的外折射较大,正好可以补偿凸透镜的球差,如图—。
又如凹透镜对复色光中的波长较短的光向外折射大,正好补偿凸透镜的色差,如图—。
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