数学 镜头中等效焦距与倍率的关系
相机镜头中等效焦距与倍率的关系
背景：2015年3月尼康发布全新数码相机P900s 宣传称具有2000mm超长光学变焦，等效放大83倍。并有测试样张放出，月亮几乎占据全部画面。
器材:COOLPIX P900s
时间:2015-05-04 21:23:39
快门:1/80 光圈:F/6.5
焦距:357毫米感光度:100
从图片看相机变焦效果堪比天文望远镜，其真实性表示怀疑，并就此做出研究和计算。
提出问题：相机镜头的等效焦距与放大倍率之间有怎样的关系
解决过程：
查阅资料：透镜成像规律焦距的倒数等于物距和像距倒数之和；
p900s相机最长端（2000mm）最近对焦距离为2米；
什么是镜头的最近对焦距离？镜头的最近对焦距离是指相机镜头在最靠近被摄体时的拍摄状态下，镜头能够合焦（也就是在这个距离下相机的像平面所成的像最清晰而且最大）时的像平面与物平面之间的直线距离。镜头不同，其最近对焦距离也不同，一般来说，对具有固定焦距的镜头来说，镜头的焦距越长，其最近对焦距离也越长。什么是最大放大倍率？最大放大倍率是指在最近对焦距离拍摄时，像平面所成的像最大，此时成像的高度与物的高度之比就是最大放大倍率，它与最近对焦距离有密切关系，使用最近对焦距离拍摄时可得到最大的放大倍率。
图中 ab 为拍摄物，凸透镜作为简易镜头用于演示，ef 为传感器，cd 为传感器上所成的像。
公式一：h i 物高像高放大倍率=；由相似得：物距
像距放大倍率= 根据定义：最近对焦距离为物距与像距之和。
像距
最近对焦距离像距物距像距最大放大距离-== 放大倍率）（焦距像距+?=1
()
()2
42221-12-??? ??--??? ??-=++?=+?+?=焦距最近对焦距离焦距最近对焦距离最大放大倍率放大倍率
焦距放大倍率焦距最近对焦距离放大倍率焦距最近对焦距离放大倍率）（焦距放大倍率 由此得出最大放大倍率公式，代入焦距2000mm ，最近对焦距离2m 得
最大放大倍率=？？？？
替换数据1： 焦距等于105*1.5mm 最近对焦距离45cm （105mm 镜头数据）
最大放大倍率=0.2816
替换数据2： 焦距等于357mm 物距 约384400千米
放大倍率=9.3e-10
反思：p900s 数据计算错误可能是由于数据错误，由替换数据1可证明公式基本无误，结果接近实际情况。放大倍率计算时使用的是在相机传感器上成像的大小，因此在长焦情况下所得倍率应小于1，而不是一开始所希望得到的几十倍，是由于相机成像与望远镜成像原理相同但是相机在传感器上成像，而人通过望远镜观察物体时，在视网膜上成像。
补充数据：望远镜倍率12.5 一千米距离视野范围是80米
镜头角度与距离计算方法
专用的镜头角度计算方法 镜头焦距的计算 1公式计算法：视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=wL/W 2、f=hL/h f；镜头焦距 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度） W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 H：被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸：单位mm 规格 W H 1/3" 1/2" 2/3" 1" 由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3,当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。 2视场角的计算如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。水平视场角β（水平观看的角度）β=2tg-1= 垂直视场角q（垂直观看的角度） q=2tg-1= 式中w、H、f同上水平视场角与垂直视场角的关系如下： q=或=q 表2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f为12mm，从表2中查得水平视场角为40℃而镜头与被摄取物体的距离为2m，试求视场的宽度w。W=2Ltg=2×2tg= 则H=W=×= 焦距f越和长，视场角越小，监视的目标也就小。 图解法如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）。高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定； *.欲监视景物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。图解选择镜头步骤：所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。估计或实测视场的最大宽度；估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离；使用1/3”镜头时使用图2，使用1/2镜头时使用图3，使用2/3”镜头时使用图4，使用1镜头时使用图5。具体方法：在以W和L为座标轴的图示2-5中，查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中，应选用座标交点上，面那条线指示的数值。例如：视场宽50m,距离40m,使用 1/3"格式的镜头，在座标图中的交点比代表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。而用的镜头则可以完全覆盖视场。 f=vD/V 或 f=hD/H 其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被观测物体高度，h代表CCD靶面水平宽度，H代表被观测物体宽度。 举例：假设用1/2”CCD摄像头观测，被测物体宽440毫米，高330毫米，镜头焦点距物体2500毫米。由公式可以算出： 焦距f=440≈36毫米或 焦距f=330≈36毫米
工业镜头视场、倍率、焦距之间的关系
五、机器视觉中工业镜头的计算方式 1、WD 物距工作距离（Work Distance，WD）。 2、FOV 视场视野（Field of View，FOV） 3、DOV 景深（Depth of Field）。 4、Ho:视野的高度 5、Hi:摄像机有效成像面的高度(Hi来代表传感器像面的大小) 6、PMAG:镜头的放大倍数 7、f:镜头的焦距 8、LE:镜头像平面的扩充距离 六、相机和镜头选择技巧 1、相机的主要参数: 感光面积SS（Sensor Size） 2、镜头的主要参数: 焦距FL（Focal Length） 最小物距Dmin（minimum Focal Distance） 3、其他参数: 视野FOV（Field of View） 像素pixel FOVmin=SS（Dmin/FL） 如:SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mm pixel=640*480 则:FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm 如果精度要求为0.01mm，七、工业相机传感器尺寸大小： 1/4″:(3.2mm×2.4mm)；1/3″:(4.8mm×3.6mm)；1/2″:(6.4mm×4.8mm)；2/3″:(8.8mm×6.6mm)； 1″:(12.8mm×9.6mm)；
1pixels=0.007mm<0.01mm 结论:可以达到设想的精度 八、光学放大率
机器视觉系统中，镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。下面对机器视觉工业镜头的相关专业术语做以详解。 一、失真 可分为枕形失真和桶形失真，如下图示： 二、电视失真： 实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。 三、光学倍率
(完整版)常见镜头分类及特点
常见镜头分类及特点 镜头一般按照焦距大小分类： 鱼眼镜头；微距镜头；广角镜头；标准镜头；长焦镜头；超长焦镜头；变焦镜头等 标准镜头：拍摄风景及人物都可以，介于广角与长焦之间 长焦镜头：拍摄远处人物特写及远处物体，如体育比赛 广角镜头：拍摄风景及大场面焦距无限远 鱼眼镜头：视角180度，畸变大，特殊用途 微距镜头：拍摄较小物体近距离拍摄如小蚂蚁等 超长焦镜头：可以拍摄月亮及星星 变焦镜头：焦距可以根据拍摄物体改变的镜头，可以拍出运动效果 1. 标准镜头 标准镜头：以适用于35毫米单镜头反光照相机的交换镜头为例，标准镜头通常是指焦距在40至55毫米之间的摄影镜头，它是所有镜头中最基本的一种摄影镜头。 标准镜头给人以记实性的视觉效果画面，所以在实际的拍摄中，它的使用频率是较高的。但是，从另一方面看，由于标准镜头的画面效果与人眼视觉效果十分相似，故用标准镜头拍摄的画面效果又是十分普通的，甚至可以说是十分“平淡”的，它很难获得广角镜头或远摄镜头那种渲染画面的戏剧性效果。因此，要用标准镜头拍出生动的画面来又是相当不容易的，即使是资深的摄影师也认为用好用活标准镜头并不容易。但是，标准镜头所表现的视觉效果有一种自然的亲近感，用标准镜头拍摄时与被摄物的距离也较适中，所以在诸如普通风景、普通人像、抓拍等摄影场合使用较多，最常见的纪念照，更是多用标准镜头来拍摄。另外，摄影者往往容易忽略的是，标准镜头还是一种成像质量上佳的镜头，它对于被摄体细节的表现非常的有效。
适马 30mm F1.4 EX DC HSM 镜头 2.长焦镜头 长焦镜头视角在20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。长焦距镜头又分为普通远摄镜头和超远摄镜头两类。普通远摄镜头的焦距长度接近标准镜头，而超远摄镜头的焦距却远远大于标准镜头。以135照相机为例，其镜头焦距从85mm-300mm的摄影镜头为普通远摄镜头，300mm以上的为超远摄镜头。 长焦镜头的焦距长，视角小，在底片上成像大。所以在同一距离上能拍出比标准镜头更大的影象。适合于拍摄远处的对象。由于它的景深范围比标准镜头小，因此可以更有效地虚化背景突出对焦主体，而且被摄主体与照相机一般相距比较远，在人像的透视方面出现的变形较小，拍出的人像更生动，因此人们常把长焦镜头称为人像镜头。但长焦镜头的镜筒较长，重量重，价格相对来说也比较贵，而且其景深比较小，在实际使用中较难对准焦点，因此常用于专业摄影。 快门速度：1/500秒光圈：F5.6 适马 APO 50-150mm F2.8 EX DC HSM 镜头官方样张 使用长焦距镜头拍摄，一般应使用高感光度及快速快门，如使用200mm的长焦距镜头拍摄，其快门速度应在1/250秒以上，以防止手持相机拍摄时照相机震动而造成影像虚糊。在一般情况下拍摄，为了保持照相机的稳定，最好将照相机固定在三脚架上，无三脚架固定时，尽量寻找依靠物帮助稳定相机。
监控摄像机镜头焦距计算方法
监控摄像机镜头焦距计算方法 发布时间: 2008-9-27 14:26:45 一、公式计算法： 视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=wL/W f=hL/h f：镜头焦距 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度） W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 H：被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸：单位mm 规格 W H 1/3" 4.8 3.6 1/2" 6.4 4.8 2/3" 8.8 6.6 1" 12.7 9.6 由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3,当L 不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。 2、视场角的计算如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。水
平视场角β（水平观看的角度）β=2tg-1= 垂直视场角q（垂直观看的角度） q=2tg-1= 式中w、H、f同上水平视场角与垂直视场角的关系如下： q=或=q 表2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f为12mm，从表2中查得水平视场角为40℃而镜头与被摄取物体的距离为2m，试求视场的宽度w。W=2Ltg=2×2tg=1.46m则H=W=×1.46=1.059m焦距f越和长，视场角越小，监视的目标也就小。 二、图解法 如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）。高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定； *.欲监视景物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。图解选择镜头步骤：所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。估计或实测视场的最大宽度；估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离；使用1/3”镜头时使用图2，使用1/2镜头时使用图3，使用2/3”镜头时使用图4，使用1镜头时使用图5。具体方法：在以W和L为座标轴的图示2-5中，查出应选用的镜头焦距。为确保景物完全包含在视场之中，应选用座标交点上，面那条线指示的数值。例如：视场宽50m,距离40m,使用1/3"格式的镜头，在座标图中的交点比代表4mm镜头的线偏上一点。这表明如果使用4mm镜头就不能覆盖50m的视场。而用2.8mm 的镜头则可以完全覆盖视场。 f=vD/V f=hD/H 其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被观测物体高度，h代表CCD 靶面水平宽度，H代表被观测物体宽度。 举例：假设用1/2”CCD摄像头观测，被测物体宽440毫米，高330毫米，镜头焦
焦距与视角的关系图
焦距与视角的关系图 从摄影镜头的磨砂玻璃看物体，当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。照相机或摄影机的片窗一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。 当把镜头对准无限远调焦时，凡是通过镜头主轴的平面，必与有效像场的边缘相交于两点，从这两点引两条直线相交于镜头的像方主点，所形成的夹角被称为有效像角。由于有效像场通常是长方形或正方形，因此有效像角可归纳为三种，即水平像角、垂直像角和对角线像角。 像场所对应的景物范围被称为视场，凡通过镜头主轴的平面，从与视场边缘相交的两点引直线至物方主点，同样形成三种视角，即水平视角、垂直视角和对角线视角。 当镜头位于空气介质中时，普通镜头的水平视角、垂直视角、对角线视角的数值，一般分别与该镜头的水平像角、垂直像角、对角线像角相等（某些鱼眼镜头除外）。因此，相应的像角与视角总是相等的。摄影镜头的视角的大小，主要取决于画幅的尺寸和镜头焦距的长短。如果画幅的尺寸已固定，那么视角的大小完全决定于镜头焦距的长短。即焦距与视角成反比关系。镜头的焦距愈短，则该镜头的视角就愈广；反之，镜头的视角就愈窄。镜头的焦距与视角之间的关系如图所示： 由于视角是镜头摄取景物的清晰范围的物体空间角度，所以镜头的视角越大，所包容的画面空间也越大。影像放大率与镜头焦距的长短成正比，镜头焦距的长短与镜头的视角成反比。因此镜头的视角越小，影像放大率越大，镜头的视角越大，而影像放大率也就越小。
12、照相机镜头的种类和用途
照相机镜头的种类和用途 ——摄影初学者数码摄影指南之十二 静观云涛撰文/摄影/制表 近几年，很多摄影爱好者选择了使用单反相机，主要是因为单反相机有利于摄影创作，而且一些入门级的单反相机价格已经低于好一点的袖珍 用长焦镜头远距离拍摄的人物——英国曼彻斯特
相机。所以我们在讲镜头的时候，就主要讲独立镜头。消费类相机如：卡片机、袖珍机和高端镜身一体机的镜头大都是变焦镜头，光圈一般都比较小，我们不专门对它讲解。不过，我们这一讲对于消费类相机上的镜头，也是有一定指导作用的。 1、标准镜头 标准镜头是指焦距长度等于底片对角线距离的镜头。但两者并不是完全相等，一般来说是个近似值。一般标准镜头的焦距和其底片规格如下表： 标准镜头的视角为53°左右，接近人眼睛的视角，用这种镜头拍出的照片，景物的透视效果接近人的视觉习惯，看起来比较正常，标准镜头的焦距与视角大小适中，适应性大，在摄影中
用的比较多。但标准镜头拍出的片子，没有压缩感，同时透视感很小，所以，震撼力较小。 尼康标准镜头 2、广角镜头 广角镜头的焦距长度比其对应的底片对角线短，对应135 相机（我们平时所用的单反数码相机和袖珍数码相机基本都是135类型的相机）来说，50mm以下的镜头就是广角镜头，如35mm、28mm、17mm等等，它们的视角一般在60°—100°，如果视角超过100°那就是超广角了。另外还有的镜头视角达到180，这种镜头叫做鱼眼镜头。
广角镜头造成了下部主体的变形与夸张 ——河北坝上七星湖 广角镜头的视角很宽，我们就可以用它来拍摄拍摄物距小，而且被摄对象面积体积大的景物。如街道建筑摄影，室内摄影，因为距离近，也就是物距小，如用标准镜头至中长焦镜头拍摄，只能拍到拍摄对象的一部分局部景物，如用广角镜头，就可以把拍摄对象全部容纳到照片中去，如果是拍摄房间，用广角镜头拍出来看起来比实际的房间还要宽敞一些。
等效35mm焦距,焦距换算
什么是等效35mm焦距？ 镜头焦距变化范围十分重要。在购买相机时，对相机是否具有广角镜头，光学变焦有多少倍，一般都很关注。焦距是指焦平面（胶片或感光元件）到镜头内对焦点之间的距离。焦距短，视角就大，照片画面上能够呈现的空间也就大，能拍摄到更多景物，适合大范围的主题，例如风景照片、团体大合照等；而焦距长（例如新闻记者手中的“大炮”），照片画面上所呈现的物体也就大，就像望远镜一样，能够拍摄到较远的物体。
镜头焦距变化范围在相机镜头上有明确的标注。例如，上图是佳能伊克萨斯115的镜头照片。镜头左边英文标出这是佳能4倍变焦镜头，镜头右边有一排数字为：5.0-20.0mm，表示镜头的焦距可从5.0mm变化至20.0mm。这是镜头的实际焦距（也称物理焦距）。另一方面，相机广告（或销售说明）以及包装盒上面，可以看到这款相机的“等效35mm焦距”（或35mm等值焦距）为：28-112mm。这组参数是大家更为关心。大家都知道，广角镜头的焦距小于28mm，300 mm则是长焦的“大炮”。这里的28mm、300mm指的便是“等效35mm焦距”，不是镜头的实际焦距。这个数字不出现在相机镜头上。什么是“等效35mm焦距”呢？ 相机拍摄时视角的大小不仅与焦距有关，而且还与相机感光元件（CCD或CMOS）的尺寸有关，这个道理可以通过下图说明。
图中，A和B代表两个不同尺寸的感光元件，它们具有相同的视角，但是焦距不同。假定L A和L B分别是感光元件A和B的焦距，L A和L B之间存在一定关系。感光元件几何形状通常是矩形，一般用它们的对角线长度作为特征长度，假定分别为S A和S B。从图中相似三角形比例关系，可以得到：L A=（S A/S B)L B 不同品牌、型号数码相机的感光元件尺寸往往各不相同。考虑到感光元件尺寸影响，要对相机镜头焦距有一个统一的标注，需要有一个参照标准，这样不同相机之间才有可比性。目前广泛采用35mm 相机作为参照。35mm相机过去是用的最多的，它使用135胶卷，尺寸为36 x 24mm。现在小数码相机感光元件要比它小很多。 假定上图中感光元件A的尺寸为36 x 24mm（35mm相机），B 是某种数码相机的感光元件，是其实际焦距，就是它的“等效35mm 焦距”。因此， “等效35mm焦距”=数码相机镜头的物理焦距×(S A/S B) 我们称(S A/S B)为焦距系数或者焦距倍数。 下面简要介绍各类数码相机感光元件尺寸，以及焦距系数。 单反相机感光元件尺寸标注比较清楚，表示为长度x宽度。感光元件尺寸和35mm胶卷相同的称为全画幅，例如佳能5D Mark II，尼康D700，D800等等。它们的焦距系数是1，即物理焦距和35mm 焦距相同。入门级单反感光元件一般采用APS-C画幅，它是全画幅
焦距与视角的换算
焦距与视角的换算 焦距与视角换算 焦距 视角 杂谈 原文自：從薄透鏡成像談起：焦距與視角的換算 假设各位了解视角的定义、焦长的定义、凸透镜成像原理，以及它们的变化对成像画面有何影响，这里只是单纯的提供视角与焦长的转换原则，简单的说：影响视角的因素，包括焦长及底片（或感光元件）的片幅大小。 在许多情况下，我们常将镜头视为一等效的薄凸透镜，此举可忽略很多光学设计上的细节与考量，但观念方面则是相符的。 这张图片定义了镜心（或称光心）的位置O，焦点的位置F等，其中OF线段即焦距（focal length），而OF线段的延长线称为光轴（optical axis）。在此例中，光线由左而右穿过镜片。 回忆老师说过，平行光轴的光线将汇聚于镜后焦点，即F的位置，如下图所示：
然而，底片（或感光元件）是一个平面，并不是一个点而已。其中A与B分别表示底片（或感光元件）两个端点在此侧面图的位置。 光线是四面八方而来的，图中的A、B两个位置也会被照顾到： 最后，我们整理出底下这张图片，其中CW线段与DZ线段（透镜左方的两条红线）所围出来的角度便是取景范围，即所谓视角（Angel of View）。
公式推演 接下来是公式的推演，根据上图： ∵CW线段与OX线段平行，且DZ线段与OY线段平行 ∴「CW线段与DZ线段的夹角」即「OX线段与线段OY」的夹角，亦等于「OA 线段与OB线段」的夹角。 让我们将夹角称为θ，OF长度（焦距）称为f，将AB的长度（片幅）称为L。 ■若已知焦距，片幅，欲计算视角： ∵tan(θ/2)=(L/2)/f ∴θ=2*atan((L/2)/f) ■若已知视角，片幅，欲计算焦距： ∵tan(θ/2)=(L/2)/f
监控摄像头焦距与距离 ()
监控摄像头焦距与距离 一、监控摄像头镜头可视角度表 二、监控摄像头镜头可视距离表 三、计算监控摄像头的有效距离 （一）、公式计算法： 视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。
1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=wL/W f=hL/h f：镜头焦距w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度） W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 H：被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸：单位mm 规格W H 1/3" 4.8 3.6 1/2" 6.4 4.8 2/3" 8.8 6.6 1" 12.7 9.6 由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3,当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。 2、视场角的计算如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。水平视场角β（水平观看的角度）β=2tg-1= 垂直视场角q（垂直观看的角度）q=2tg-1= 式中w、H、f同上水平视场角与垂直视场角的关系如下：q=或=q 表2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f为12mm，从表2中查得水平视场角为40℃而镜头与被摄取物体的距离为2m，试求视场的宽度w。W=2Ltg=2×2tg=1.46m 则H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和长，视场角越小，监视的目标也就小。 (二)、图解法 如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）。高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定；*.欲监视景物的尺寸*.摄像机与景物的距离*.摄像机成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。图解选择镜头步骤：所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜
机器视觉之工业镜头的概念及分类
工业镜头的概念及分类 工业镜头的概念及分类 工业镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。 根据有效像场的大小划分 把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃。当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。 根据焦距分类 根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四大类。需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。 变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。 实际中常用的镜头的焦距是从4毫米到300毫米的范围内有很多的等级，如何选择合适焦距的镜头是在机器视觉系统设计时要考虑的一个主要问题。光学镜头的成像规律可以根据两个基本成像公式牛顿公式和高斯公式来推导，对于机器视觉系统的常见设计模型，我们一般是根据成像的放大率和物距这两个条件来选择合适焦距的镜头的，在此给出一组实用的计算公式： 放大率：m=h’/h=L’/L 物距：L = f(1+1/m) 像距：L’= f(1+m) 焦距：f = L/(1+1/m) 物高：h = h’/m = h’(L-f)/f 像高：h’ = mh = h(L’-f)/f 特殊用途的镜头
焦距计算公式
焦距计算公式： f=v× D/V---(1) f=h× D/H---(2) f: 镜头的焦距长度 V：拍摄对象的纵向尺寸 H：拍摄对象的横向尺寸 D：镜头至拍摄对象之间的距离 格式 V（纵向） H（横向） 1英寸 9.6mm 12.8mm 2/3英寸 6.6mm 8.8mm 1/2英寸 4.8mm 6.4mm 1/3英寸 3.6mm 4.8mm 1/4英寸 2.7mm 3.6mm 举例说明：
a) 垂向尺寸时： 1/2英寸摄象机v=4.8mm 景物垂向尺寸 V=330mm(33cm) 镜头至景物距离 D=2500mm(250cm) 将以上资料代入公式（1） f=4.8×2500/ 330= ≒36mm b) 横向尺寸时： 1/2英寸摄象机h=6.4mm 景物横向尺寸 H=440mm(44cm) 镜头至景物距离 D=2500mm(250cm) 将以上资料代入公式（2） f=6.4×2500/ 440=≒36mm 镜头用语说明 1.视角和视野θ: 视角 （A）视角数值可从下列公式求得 h : 摄象机画面尺寸θ=2tan-1h/2f f: 焦点距离
（B）视野的数值可从下列公式求得 H: 视野 H=Hl/f L: 物距 2. F值（口径比） 镜头的亮度可通过镜头的口径和焦距计算出来。口径越大，焦距越短F值越小，因此可知镜头的亮度越好。 F值（F-Number）=f/A f=焦距（focal length） A=物径的有效径（aperture） 3. 摄象机画面尺寸 （1）摄象机的画面尺寸比为 1': 0.69:0.5:0.38 （2）使用同一镜头时，视角根据摄象机的画面尺寸而变化，摄象机的画面尺寸越小，视角越窄。 （3）当1/2'的镜头用在1/3'摄象机上时，显示的效果和用1/3'镜头相似。 4. 凸缘背部与后焦距 （A）凸缘背部 从镜头安装的基本面到焦点面的距离 C接口（“C”Mount）:17.526mm CS接口（“CS”Mount）:12.5mm （B）后焦距 从镜头中心到焦点面的距离 （C）机械后焦距 从镜头主体的最后部到焦点面的距离，是判断镜头最后部是否接触到摄象机内部相吻合的标准。
各种单反镜头的分类
各种单反镜头的分类（转载）2008-11-21 21:41:20| 分类：默认分类| 标签：|字号大中 小订阅 一、镜头的分类 1、按照品牌分 镜头一般按照品牌区分，比如尼康的镜头，佳能的镜头，宾得镜头，SONY的镜头。请注意的是这些品牌的镜头之间都是不能直接换用的，因为他们的机身卡口都不一样。如果你选择了尼康的单反F卡口，那么就很难再使用佳能的镜头了，因为他们的卡口设计不一样。尽管单反的乐趣就是换镜头，但是我们往往发现可以换的镜头其实很少，呵呵，这个是利益所决定的，短期内不可能改变。（其实也可以通过转接环实现换用，佳能的卡口可以转换的镜头很多，比如尼康的，蔡司的等等。但是并不见得能实现全部的功能） 如果按照品牌区分有一个特殊的镜头群——副厂镜头。 一旦我们买了某个品牌的镜头比如尼康，我们一般来说会选择尼康自己生产的镜头，称之为“原厂镜头”，还可以选择像适马、腾龙、图丽这样的第三方公司为尼康机身生产的镜头，我们称这样不是尼康原厂的厂商生产的镜头为“副厂镜头”。同理，佳能、宾得的机身不仅可以用自己生产的镜头，也可以选择适马、腾龙、图丽为他们生产的配套镜头。 （一个比较特殊的副厂是大名鼎鼎的光学巨人卡尔-蔡司，这个BT委托日本的另外一个光学BT厂商COSINA也就是日本确善能现在在生产尼康卡口的ZF系列镜头，目前有七支，这些镜头都是手动对焦的，但是个个品质都很好，后面我会专门的写一下！！！） 但是因为一个买单反的用户机身大多只买一台，镜头却可能买几个，厂商的利润更多的是体现在镜头以及相关的配件上面，所以尼康、佳能这样既可以生产机身又可以生产镜头的厂商恨不得全世界的人民都只买它们自己的相机和镜头。因此副厂们是很难得到尼康、佳能的技术支持的，所以它们设计生产的部分产品在兼容性上往往会有一些问题，再加上制造经验、质量控制等原因，个体差异会比较大，也就是说你可能运气好买到一个什么问题也没有的镜头，也可能运气更好买到一个什么问题都有的，甚至你连续换几个还是有问题的。（主要是电子技术方面的支持，跑焦跟这个也有一定的关系） 但是总的来说副厂的镜头的质量已经提高很多，除开个别的现象以外已经很多经典的优秀镜头值得去购买，我会在后面专门写副厂镜头的推荐。副厂镜头与原厂镜头实行的是错位竞争，所以它们的镜头更偏重于性价比，有的并不是说它们做不出来牛头，而是没必要去做而已。 2、按照焦段分 传统的135镜头其实一般都是按照焦段来分的，比较传统的大致分法是： 10－16mm为超广角－主要是拍摄风景，尤其是大场景，比如草原、沙漠、大海
摄像机焦距和视场角计算.doc
焦距与视场角计算 部门：网络通讯室 编辑：小李
视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦距及所要求的成像大小确定的。 1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=wL/W f=hL/H f：镜头焦距w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度） W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 H：被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸：单位mm 规格w h 1/3" 4.8 3.6 1/2" 6.4 4.8 2/3"8.8 6.6 1"12.79.6 由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3,当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。 摄像机镜头的视场由宽（W）。高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定；*.欲监视景物的尺寸*.摄像机与景物的距离*.摄像机成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。图解选择镜头步骤：所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的镜头。估计或实测视场的最大宽度；估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离。 举例：假设用1/2”CCD摄像头观测，被测物体宽440毫米，高330毫米，镜头焦点距物体2500毫米。由公式可以算出：
焦距f=6.4X2500/440≈36毫米或 焦距f=4.8X2500/330≈36毫米 当焦距数值算出后，如果没有对应焦距的镜头是很正常的，这时可以根据产品目录选择相近的型号，一般选择比计算值小的，这样视角还会大一些。 摄像机视场角、拍摄范围与镜头、CCD的关系 摄像机拍摄的视角与镜头的毫米数、CCD的尺寸大小密不可分，下表为镜头毫米 CCD，电耦合器，感光元件，CCD靶面的大小和像素的高低是影响拍摄效果的主要因素。CCD靶面的尺寸一般分为1英寸，1/2英寸，1/3英寸，1/4英寸，现在在向1/5英寸发展。
关于镜头的一点知识
镜头的两大要素：焦距与亮度 一、镜头的焦距 镜头有各自固有的焦距，焦距不同拍摄范围也相应地有很大变化。变焦镜头也是同样，当变焦到一定焦距时的固定视角与该焦距定焦镜头是相同的。下面将说明镜头所具有的焦距与视角的关系，同时学习因视角变化所导致的照片效果变化。 1、焦距与对角线视角 ◎焦距：表示从镜头的“主点（第2）”到像方焦平面距离的数值。单位为mm（毫米），不过以前也曾经使用过cm（厘米）单位。之所以通常用50mm作为标准镜头，是因为其视野与人的肉眼视野接近。 ◎镜头的视角（对角线视 角）：是指从像方焦平面（图像 感应器）对角线的两端至镜头主 点（第2主点）连线之间的夹角， 以角度表示在像方焦平面上被 摄体的成像范围。因此，当作为 决定视角要素的像方焦平面大 小发生变化时，视角也将随之变 化。如图所示，图像感应器变小 时，视角也随之变小。尽管视角 发生了变化，但镜头主点至像方 焦平面的距离未发生变化，即镜 头的焦距未产生变化。也就是说，镜头与图像感应器的关系 不管使用何种尺寸的图像感应器，50mm镜头的焦距都始终是50mm。焦距是镜头内主点至
像方焦平面的距离，不受图像感应器大小影响。不过，图像感应器变小时视角也变狭窄，相应地镜头成像特性会变得倾向于远摄镜头。使用APS-C尺寸相机时，50mm镜头的视角相当于80mm镜头，会明显感觉焦距仿佛发生了变化。但我们要了解，实际上镜头本身的构造和光学特性是不会产生变化的。 ◎APS-C、APS-H：现在成为了表示图像感应器尺寸的标记之一。起源于APS胶片相机，由于与曾经使用的16.7×23.4mm（APS-C）胶片尺寸和16.7×30.2mm（APS-H）胶片尺寸相近，故此得名。各厂商使用的尺寸均有细微差异，即使同厂商各机型之间也存在大小差异。 视角根据镜头焦距长短变化而同时发生变化。焦距变长时视角变狭窄（远摄侧），与之相反，当焦距变短时视角变得更宽广（广角侧）。在实际拍摄时，同时考虑与被摄体的距离因素的话，照片的风格会发生很大变化，但焦距与视角的相互关系并未发生改变。当被摄体与相机的位置一定时，采用远摄区域可以使被摄体放大，而广角区域则使被摄体缩小，这正是由于视角随焦距变化而出现改变所导致的。 ·图像感应器尺寸所引起的视角变化 镜头所具有的固有焦距总是保持不变的，而图像感应器的大小对视角的影响如图所示。不同图像感应器尺寸下，镜头焦距如下图所示有一个转换倍率（镜头焦距转换系数），与全画幅相机相比，使用APS-H和APS-C尺寸相机时，在相同焦距下的远摄效果更强一些。 ·虽然镜头的焦距一定但图像感应器尺寸不同会导致视角变化 焦距与视角的相关性因图像成像面（图像感应器）面积大小而发生变化。不管使用何种相机，只要是采用同一镜头，焦距本身就总是一定的。但图像感应器尺寸越小，实际视角就会随之变得更加狭窄。因此，当图像感应器尺寸变小时，为了获得与35mm胶片等同的视角，就需要将镜头向广角范围调节。相反，在远摄范围时，图像感应器尺寸越小则视角越狭窄，因此它可提高远摄效果。以视角为中心来考虑其与焦距的关系会因为所使用机身不同而产生很大变化。因此需要根据图像感应器的尺寸来选择镜头。 2、根据焦距、视角以及图像感应器尺寸这三者的关系选择镜头 ·数码单反相机根据焦距与图像感应器尺寸确定视角 焦距与视角的关系如下图所示，具有一定的相关性。焦距越偏向广角时视角越宽，采用35mm全画幅相机时，14mm镜头的视角甚至达到了114度。相反，300mm镜头的视角仅为8度15分，非常狭窄，可对被摄体的一部分进行放大成像。当图像感应器尺寸变小时，视角自动变窄。因此，为了获得50mm镜头在35mm全画幅图像感应器条件下所得到的46度视角，APS-C尺寸相机必须使用焦距为33mm左右的镜头。使用35mm全画幅相机时，16mm 焦距已经属于超广角镜头的范围了，但在使用APS-C尺寸相机时，焦距将导致1.6倍左右的视角变化，镜头只相当于约为25mm焦距的标准广角镜头。在远摄一侧，全画幅下300mm 焦距的镜头安装于APS-C尺寸相机时，视角相当于480mm的超远摄镜头。理解了这一关系后，就能够体会到焦距、视角以及图像感应器的不同所带来的差异，能够更好地运用镜头。市售产品已经有APS-C尺寸相机专用的超广角镜头，可以得到相当于全画幅相机下16mm 镜头的广阔视角。消除了从视角这个方面考虑时可能出现的广角焦距不足现象。 二、镜头的亮度 镜头的亮度对照片效果、拍摄状况都有很大影响。镜头的亮度与相机接收光线的速度也有关系，其结果将影响快门速度等导致照片表现本身发生很大变化。下面对镜头亮度变化所带来的各种现象进行测试，了解镜头亮度与照片的关系。 1、影响照片的最终效果——何谓镜头的亮度？ 明亮的镜头在相同时间内接收的光线多，可提高快门速度 昏暗的镜头在相同时间内接收的光线少，快门速度降低
摄影镜头分类
摄影镜头分类 摄影镜头是照相机的最主要部件之一，没有摄影镜头，根本就谈不上摄影，众所周知，35mm SLR的优点之一就是可交换镜头，以拍摄出效果各异的照片。 摄影镜头可以控制到达感光层的光线的强度、影象的放大倍率、视角范围、景物前后清晰范围等等。 在可交换镜头的选择上，常常遇到的问题是：哪支镜头适合我？ 其实每个人有其拍摄的风格或者喜好。一些喜欢街头抓拍，一些喜欢用长焦远距离拍摄，一些喜欢花草微距，一些则喜欢人物肖像等等。对一些人合适的镜头，未必是合适自己的；在某种场合适合的镜头，未必适合自己现在的场合。所以说：镜头的选择是多样性的。 在35mm SLR从MF向AF发展的进程中，摄影镜头的演变起着重要的和关键的作用。由于工程材料学科的不断发展，各镜头厂家的AF镜头均不同程度地采用了工程塑料来制造，而且所占比例愈来愈多，使得成本大幅度降低。在AF镜头中，很难找到一支除了镜片和外层皮饰外，其余全是金属的镜头了。所以在同一个公司生产的同等规格的镜头中，不少AF镜头的价格还低于手动聚焦镜头，这是毫不奇怪的。另外由于计算机辅助设计广泛地应用于镜头设计中和普遍地采用多层镀膜技术，各公司的镜头设计都有一致的趋势，其光学指标也相差不大了。其中一些镜头的设计已形成了典型设计，如35-70mm、28-70mm和70-210mm 等业余型变焦镜头等，所以各照相机原厂家同等规格的业余型AF镜头的价格也有趋同的倾向。 摄影镜头的主要光学参数有： 焦距 光圈系数 35mm单反机所用的摄影镜头的种类繁多，焦距覆盖范围从6~4000mm，依据焦距的不同，可分成鱼眼、广角、标准和长焦距镜头；依据焦距能否调节，又可分成焦距不变的定焦距镜头和焦距可变化的变焦距(变焦)镜头。 下面是按照焦距来区分的示意图：
镜头的类别与作用
镜头的类别与作用 发布时间:2012-02-17 浏览次数: 一、镜头的类别 (一)根据视觉距离的不同，有不同景别的镜头：远景、全景、中景、近景、特写、大特写等。 (二)根据摄像机镜头的运动方式不同，有不¨拍摄技巧的镜头：推、拉、摇、移、跟、升、降等。 (三)根据表现方法不同，有主观镜头和客观镜头。 (四)根据拍摄角度不同，有仰拍、平拍和俯拍的镜头。 (五)根据镜头的时间长短不同，有长镜头和短镜头。 (六)还有只拍摄自然景物的“空镜头”。下面将分别介绍这些不同类别镜头的特征与作用。 二、景别的区分与作用 在实际生活中，人们依据自己所处的位置和当时的心理需要，或远看取其势，或近看取其质，或扫视全局，或盯住一处，或看个轮廓，或明察细节。影视艺术正是为了适应人们这种心理上、视觉上的变化特点，才产生了镜头的不同景别。 电视镜头不同景别的获得，取决于摄像机同被摄对象之间的远近，也取决于摄像机所用光学镜头的焦距。在固定距离处，改变可变焦距摄像机的焦距，可以拍下不同景别的镜头。 景别的划分，一般地是由摄影画面表现出来的景物范围去区分，通常是
以人的活动作为标准。 (一)远景 远景是视距最远的景别，是摄像机摄取远距离景物和人物的一种画面。这种画面能展示巨大的空间，表现的范围相当宽广，用来交代事物发生的地点及其周围的环境；也用来表现宽广，辽阔的场面，展示雄伟壮观的气势；也可用来描写景物，使之富有意境和诗意，从而抒发作者或人物的感情。 (二)全景 表现范围比远景小，只包括所要表现的事物的全体，全貌，而不包括它周围的环境。从人物来看，就是能清晰看到人物的全部动作。它的作用和远景差不多，用以介绍环境，表现气氛，展示大幅度的动作，刻画人物和环境的联系。 (三)中景 取景范围比全景小，表现人物膝部以上的活动。它使用较多，因为它不远不近位置适中，非常适合观众的视觉距离，使观众既能看到环境，又能看到人的活动和人物之间的交流。 (四)近景 取景范围是由人物头部至腰或肩之间，主要用于介绍人物，展示人物面部表情的变化，用来突出表现人物的情绪和幅度不太大的动作。 (五)特写 取景范围由肩至头部，用以突出刻画被摄的对象。观众能清楚地看到人物由肌肉颤动和眼神变化而表露出来的感情。这种表情比语言更富于表
等效焦距
什么是等效焦距 最近越来越觉得自己像一个顶尖业余了原因倒不是自己真的懂了很多而是接触了很多很菜的人其实自己也曾经有过很菜的一个过程比如当初认为光圈是跟机身有关跟镜头没有关系如果是现在的我听到有人说这句话我可能就要叫他先去百度了 一直在心中有一个想法写一些东西能帮助一些像我这样的菜鸟毕竟我也算属于刚刚的过来人大师们的语言有时候很精辟用了很多术语但是菜鸟听不懂我是这样的看法大师说的是属于那种高级的人听的不适合我们这些所谓菜鸟的初级阶段我自己希望可以帮得上你们于是心中就想写一些关于摄影的东西出来 现在想说的是镜头的一个参数----焦距看看你们相机的镜头里面有以mm为单位的那个参数就是焦距[数值一般有一个范围] 其实焦距这个东西有时候很能捉弄人的先说点可能很多菜鸟都不明白的什么等效焦距啊什么实际焦距啊还有什么什么焦距的所以现在只是说35mm相机的等效焦距[语言有点不专业在本文中先不管35mm相机是什么意思记得就行了待会所说的焦距都是以35mm相机的等效焦距来说明的] 现在先说说等效的问题目前我知道的相机有这几种：
dc[数码相机] 镜头的焦距标记有两种情况一种是镜头写着焦距的数值是有小数点而是比较小一般在20mm以内这个时候换算的标准是把上面的数值乘于4.7[1/63"的画幅] 另一种是没有小数点而且数值一般在14以上的这个时候不用换算因为这种情况是已经换算好了的 单电单电应该是最少人知道的吧现在单电市场常见[也就是我所知道的]有两种类型一种是m43系统的单电[这个名字记得就行我所用的GF1就是这种系统的] 这种单电不管装上什么镜头都要把镜头所标记的焦距数值乘于2 另一种是跟普通切幅单反[将会介绍]一样乘于1.5 切幅单反[aps-c画幅] 这种也有两种情况一种是除了佳能以外的单反要将镜头所标记的数值乘于1.5 而佳能的这种类型的单反就要乘于1.6[区别在于传感器的面积大小] aps-h画幅佳能特有的一种单反要将其数值乘于1.3 全画幅这个其实就等同于35mm相机所以不用乘任何系数 中画幅[其实这个我只是想让你们知道有这个画幅相机很贵但是我不懂没那个经济能力去懂。。。。只能说传感器面积很大了的]
光学镜头概述及分类
光学镜头概述及分类 光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。 根据有效像场的大小划分 把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃。当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。 根据有效像场的大小，一般可分为如下几类：
根据焦距分类 根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四大类。需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。 变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。 实际中常用的镜头的焦距是从4毫米到300毫米的范围内有很多的等级，如何选择合适焦距的镜头是在机器视觉系统设计时要考虑的一个主要问题。光学镜头的成像规律可以根据两个基本成像公式牛顿公式和高斯公式来推导，对于机器视觉系统的常见设计模型，我们一般是根据成像的放大率和物距这两个条件来选择合适焦距的镜头的，在此给出一组实用的计算公式： 放大率：m=h’/h=l’/l 物距：l = f(1+1/m) 像距：l’= f(1+m) 焦距：f = l/(1+1/m) 物高：h = h’/m = h’(l-f)/f 像高：h’= mh = h(l’-f)/f 根据镜头接口类型划分 镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型，工业摄像机常用的包括c接口、cs接口、f接口、v接口、t2接口、徕卡接口、m42接口、m50接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。 c接口和cs接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸－32un英制螺纹连接口，c型接口和cs型接口的螺纹连接是一样的，区别在于c型接口的后截距为17.5mm，cs型接口的后截距为12.5mm。所以cs型接口的摄像机可以和c口及cs口的镜头连接使用，只是使用c口镜头时需要加一个5mm的接圈；c型接口的摄像机不能用cs口的镜头。