光圈Aperture

石鑫华视觉

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。表达光圈大小我们是用F值。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫光圈。

                               
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光圈

光圈系数

即光通量，用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量，即F=f/D。每个镜头上都标有最大F值，例如6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米。光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号2倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手动（MANUAL IRIS）和自动光圈（AUTO IRIS）之分。配合摄像头使用，手动光圈适合亮度变化不大的场合，它的进光量通过镜头上的光圈环调节，一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整，用于室外、入口等光线变化大且频繁的场合。
从光圈的定义公式来看，当焦距f越大时，同样的通光孔径D时，光圈系数F也越大。因此我们通常看到同一系列的CCTV镜头，50mm的镜头光圈可能在2.8左右，而25mm以下的镜头的光圈通常可以做到1.4左右。

                               
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工业镜头光圈Computar

相对孔径

光学镜头的重要参数之一，用镜头的有效孔径和焦距之比表示。相对孔径是个比值。相对孔径的大小表示镜头进光的多少。相对孔径的倒数称光孔号码或光圈系数。最大的相对孔径刻在镜头上。1：2.8　比　1：4要好些。
光圈对成像的影响

光圈越大，图像亮度越高。较大的光圈，可以降低对光源亮度的要求，也可以提高相机的曝光时间以提高相机对动态目标的响应能力；
光圈越大，景深越小。当需要较大景深，如拍摄上下两次目标时，就需要将光圈调的较小，这样才有好的景深，而当需要较小的景深时，如尽量避免背景的干扰时，就需要将光圈调的比较大，可以获得较小的景深，只呈现目标特征；
光圈越大，球差和慧差越严重，所以，要想有较好的图像质量，光圈不能调的太大，当亮度能够满足要求时，光圈调整到中间值比较理想；
光圈越大，渐晕现象越严重，视场照度越不均匀，视场不均匀，对于一些大面积的粒子分析是不太好的。因此也需要将光圈调小；
光圈越大，理论上分辨率越高，但是实际上，我们一枚镜头的最佳分辨率可能并不是最大光圈时，也不是最小分辨率时，而是在中间光圈值时，一般在F4~F12之间可能比较理想。这个需要对一定的评测才能知道。
从以上的情况分析，光圈一般调整到中间值比较好，不需要太大，太大了，分辨率不高、球差、彗差、渐晕等都会增加；也不能太小了，太小了，亮度直接会很低，对影像影响比较大。