前言镜头的成像是以凸透镜成像的原理为基础通过透镜的组合把物体发出或者反射的光线成像在像平面上(与芯片面重合)。运用凹凸透镜组合能有效地平衡球差、轴外像差、色差等各种像差提高成像质量。技术指标介绍1、焦点/焦距与光轴平行的光线射入凸透镜时理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后再以锥状扩散开来这个聚集所有光线的点叫做焦点。对于单个透镜来说焦距是指从光心到焦点的距离如图一对于多个透镜组成的镜头组来说焦距是指像方主平面到焦点的距离如图二。2、光圈在镜头内部有一个多边形或者圆形且面积可变的孔状光栅装置这个装置就叫做光圈。光圈的作用是控制镜头的通光量通常用光圈系数来描述其大小。光圈系数是指镜头焦距与整个镜头入瞳直径D的比值通常用f/#来表示。其计算公式f/#f′/D。f/#值越小光圈越大。一般f/#值是以√2倍递增因此光圈常用的计数为F1.4F2.0F2.8F4.0……在同一单位时间内上一级的通光面积是下一级的两倍例如光圈从f/8调整到f/5.6通光面积便增加一倍。光圈对图片亮度的影响相同应用条件下同一镜头光圈越大通光孔径越大图片越亮。3、工作距离工作距离(Working Distance)镜头聚焦清晰时被测目标到镜头最前端的距离称为工作距离。实际应用中镜头不能对任意物距下的目标都同时聚焦清晰因此镜头的工作距离有一定范围。4、视场角/视野1、视场角在光学工程中视场角是指镜头对图像传感器的张角即若y为Sensor的半对角线长度则视场角2θ≈2*arctan(y/f)。2、视野视野(Field of View, FoV)也叫视场范围是指镜头能观测到的实际范围。镜头的视野大小和相机的分辨率决定视觉系统所能达到的视觉检测精度。相同的工作距离下焦距越短视场角越大视野也就越大相同的焦距下视场角一定工作距离越远视野越大。5、放大倍率放大倍率定义为像的大小与物的大小之比。-1β0时物像异侧成倒立缩小的实像如AA′所示这就是镜头的成像原理。β-1时物像异侧成倒立等大的实像如BB′所示。β-1时物像异侧成倒立放大的实像如CC′所示这就是显微镜的成像原理。β0时物像同侧成正立放大的虚像如DD′所示这就是放大镜的成像原理。6、分辨率分辨率是指光学系统可以测到的被测物体上的最小可分辨特征尺寸。镜头能分辨物体的细节越小镜头的分辨率就越高。通常用像面处每毫米能够分辨的黑白相间的条纹对数(lp/mm)描述。在实际应用中建议镜头的分辨率不低于相机的分辨率。7、景深景深能在像平面上获得清晰像的物方空间深度。即在被摄物平面(对焦点)前后一定范围内的物体在无需调焦的情况下其成像仍然清晰这段可清晰成像空间深度就是景深。影响景深的主要因素1、镜头光圈光圈越大景深越小光圈越小景深越大。2、镜头焦距镜头焦距越长景深越小焦距越短景深越大。3、拍摄距离距离越远景深越大距离越近景深越小。8、光学畸变光学畸变(distortion)由于镜头在不同视场放大倍率的不一样使得像相对于物体失去相似性这种像变形的缺陷称为光学畸变。光学畸变只影响成像的几何形状并不影响成像的清晰度。常见的光学畸变主要有两种类型桶形畸变和枕形畸变(如图)。9、TV畸变TV畸变是图像的视觉畸变的度量TV畸变的定义有很多 。其中RIAA TV畸变计算公式如下10、后截距1、法兰距镜头法兰面到像面(芯片)的距离。2、机械后截距镜头最后的机械面到像面的距离。3、光学后截距镜头最后端镜片表面顶点到像面的距离。束语:我们一起学习阅读其过程中更进一步声明部分内容来自于网络如有侵权请联系我方核实修改。