镜头基本参数
监控摄像头全参数详细介绍大全

监控摄像头参数详细介绍大全一、不可小瞧的镜头镜头是摄像机的眼睛,为了适应不同的监控环境和要求,需要配置不同规格的镜头。
比如在室内的重点监视,要进行清晰且大视场角度的图像捕捉,得配置广角镜头;在室外的停车场,既要看到停车场全貌,又要能看到汽车的细部,这时候需要广角和变焦镜头,在边境线、海防线的监控,需要超远图像拍摄。
1、镜头的主要参数焦距(f):焦距是镜头和感光元件之间的距离,通过改变镜头的焦距,可以改变镜头的放大倍数,改变拍摄图像的大小。
当物体与镜头的距离很远的时候,我们可用下面公式表达:镜头的放大倍数≈焦距/物距。
增加镜头的焦距,放大倍数增大了,可以将远景拉近,画面的范围小了,远景的细节看得更清楚了;如果减少镜头的焦距,放大倍数减少了,画面的范围扩大了,能看到更大的场景。
镜头的主要参数视场角:在工程实际中,我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围。
焦距f越大,视场角越小,在感光元件上形成的画面范围越小;反之,焦距f越小,视场角越大,在感光元件上形成的画面范围越大。
光圈:光圈安装在镜头的后部,光圈开得越大,通过镜头的光量就越大,图像的清晰度越高;光圈开得越小,通过镜头的光量就越小,图像的清晰度越低。
通常用F(光通量)来表示。
F=焦距(f)/通光孔径。
在摄像机的技术指标中,我们可以常常看到6mm/F1.4这样的参数,它表示镜头的焦距为6mm,光通量为1.4,这时我们可以很容易地计算出通光孔径为4.29mm。
在焦距f相同的情况下,F值越小,光圈越大,到达CCD芯片的光通量就越大,镜头越好。
2、镜头的分类按视角的大小分类按光圈分类二、提高图像清晰的根本在于提高摄像机的感光能力1、感光元件的作用目前,主流监控摄像机的感光元件采用CCD元件,实际上就是光电转换元件。
和以前的CMOS感光元件相比,CCD的感光度是CMOS的3到10倍,因此CCD芯片可以接受到更多的光信号,转换为电信号后,经视频处理电路滤波、放大形成视频信号输出。
工业镜头的四个重要参数

工业镜头的四个重要参数工业镜头是工业应用中常用的一种镜头,主要用于机器视觉、自动化、检测等领域。
对于工业镜头来说,有四个重要的参数需要注意,分别是焦距、视场角、光圈和工作距离。
焦距是指镜头从物镜到焦平面之间的距离,也可以理解为镜头的“放大倍率”。
焦距越长,镜头的视场角越小,物体看起来越大;焦距越短,镜头的视场角越大,物体看起来越小。
在选择工业镜头时,需要根据具体应用的需求确定焦距,如需要拍摄远距离的物体,则选择长焦距镜头;需要拍摄广角的场景,则选择短焦距镜头。
视场角是指镜头能够拍摄到的水平或垂直范围。
这个参数决定了镜头的广角或望远能力。
通常以水平视场角来表示,单位为度。
视场角越大,镜头所拍摄到的范围越广,适合拍摄大范围或广角的场景;视场角越小,镜头所拍摄到的范围越窄,适合拍摄小范围或望远的场景。
在选择工业镜头时,需要根据实际应用的需求确定视场角。
光圈是指镜头中光线通过的孔径大小。
光圈越大,相对应的光线越多,进入相机的光量就越多,因此可以在较暗的环境下获得更好的画质。
光圈大小通常以F值表示,F值越小,光圈越大。
在选择工业镜头时,需要根据实际拍摄环境的光照条件确定光圈大小,以保证拍摄效果的清晰度和亮度。
工作距离是指镜头能够清晰拍摄物体的最近距离。
工作距离决定了镜头的近摄能力,如果需要对小尺寸物体进行拍摄或者需要进行特定的检测任务,保持一定的工作距离是非常重要的。
在选择工业镜头时,需要根据实际应用需求确定工作距离,以确保能够清晰地拍摄到所需物体。
在工业应用中,不同的应用场景对这些参数的要求不同。
例如,对于机器视觉,可能需要选用适合的焦距和视场角,以满足对目标物体进行精确定位和测量的需求;对于自动化生产线上的检测需求,可能需要选用具有较大光圈和适当工作距离的镜头,以提高图像质量和检测效率。
综上所述,焦距、视场角、光圈和工作距离是工业镜头的四个重要参数。
在选择工业镜头时,需要根据具体应用的需求,合理选择这些参数,以获得更好的拍摄效果和图像质量。
单反镜头参数详解

单反镜头参数详解单反相机镜头是单反相机最关键的部分,不同的镜头参数决定了镜头的功能与性能。
以下是对单反相机镜头参数的详细解析。
1. 焦距:焦距是指镜头到成像平面的距离,通常以毫米(mm)为单位表示。
焦距的大小决定了拍摄的视角,焦距越长,所拍摄的场景越小,焦距越短,所拍摄的场景越广阔。
常见的焦距有广角镜头(小于35mm),标准镜头(50mm左右)和长焦镜头(大于70mm)。
2.光圈:光圈是指镜头允许通过的光线量的大小。
光圈大小用F值表示,常见的F值有F1.4、F2.8、F4等。
光圈越大,镜头可以收集到更多的光线,拍摄出的照片在光线暗的环境下更清晰明亮。
同时,大光圈还能实现背景虚化效果,使被摄物体更加突出。
3. 焦段:焦段是指镜头能够调节的焦距范围,也称为变焦镜头。
焦段范围广泛的变焦镜头能够在不更换镜头的情况下,实现从广角到长焦的拍摄需求。
例如,一个焦段范围为24-70mm的镜头可以实现从广角到标准焦段的拍摄。
4.对焦方式:对焦方式包括自动对焦和手动对焦两种。
自动对焦依靠相机的对焦系统自动调整焦距,使被摄物体清晰。
手动对焦则需要摄影师通过手动旋转镜头来实现对焦。
目前,大部分镜头都支持自动对焦功能,但在一些特殊拍摄场景中,手动对焦仍然是必不可少的。
5.防抖功能:防抖功能是指镜头内置的光学防抖系统,它可以通过对镜头进行微小的振动来抵消相机或摄影者手持时的抖动。
这可以提高相片的稳定性,减少模糊和抖动,特别是在长焦拍摄和低光条件下。
6.滤镜直径:滤镜直径是指镜头前面螺纹的直径,用于连接滤镜、镜头盖或遮光罩等附件。
滤镜直径的大小要与镜头匹配,以确保各类附件的正常使用。
7.镜头材质:镜头的材质决定了光学性能和镜头的耐用性。
常见的镜头材质有玻璃、塑料和复合材料。
在选择镜头时,一般会优先考虑玻璃镜头,因为它具有较好的光学性能和耐用性。
8.前组/后组镜片:镜头由前组镜片和后组镜片构成。
前组镜片主要负责光线的收集,后组镜片主要负责光线的投射。
镜头基本参数

镜头基本参数Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT一、镜头基本参数(一)镜头的结构及重要规格参数1.镜头的结构镜头由多个透镜、光圈和对焦环组成。
镜头中的玻璃镜片是镜头的核心。
但是只有玻璃镜片也没有用,光圈控制与对焦机构是镜头组成另外两个重要机构。
镜头的光圈可以分为固定光圈和可变光圈,其中可变光圈又可分为自动光圈和手动光圈。
同样的,对焦机构也有手动和自动之分。
如下图所示,在使用时由操作者观察相机显示屏来调整可变光圈和焦点,,以确保图像的明亮程度及清晰度。
2.镜头的焦距和视场任何一个复杂的透镜组合都可以等效为一个简单的透镜,光经过透镜的传播路线可以简单的画作下图:(1)、工作距离工作距离指的是镜头第一个面到所需成像物体的距离。
它与视场大小成正比,有些系统工作空间很小因而需要镜头有小的工作距离,但有的系统在镜头前可能需要安装光源或其它工作装置因而必须有较大的工作距离保证空间,通常FA镜头与监控镜头相比,小的工作距离就是一个重要区别。
(2)、焦距焦距是指镜头的光学中心(光学后主点)到成像面焦点的距离。
平行光通过镜头后汇聚于一点,这个点就是所说的焦点。
焦距不仅仅描述镜头的屈光能力,且可作为图像质量的参考。
一般镜头失真随着焦距的减小而增大,因而选择测量镜头,不要选择小焦距(小于8mm)或大视场角的镜头。
在光学系统当中,以镜头为顶点,以被测物体通过镜头的最大成像范围的两边缘构成的夹角叫做视场角。
视场角的大小决定了镜头的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率也就越小。
焦距越长,视场角就越窄;焦距越短,视场角就越宽。
工作距离指的是镜头最后一个面到其像面的距离。
通过目标物所需视场及透镜的焦距,可确定工作距离(WD)。
工作距离和视场大小由焦距和CCD大小来决定。
在不使用近摄环的情况下,可套用以下比例表达式获得:工作距离:视角=焦距:CCD大小假设焦距为16mm,CCD大小为,则工作距离应为200mm,这样才能使视场等于45mm。
工业镜头主要参数与选型

工业镜头主要参数与选型一、镜头主要参数1.焦距(Focal Length)焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。
焦距的大小决定着视角的大小,焦距数值小,视角大,所观察的范围也大;焦距数值大,视角小,观察范围小。
根据焦距能否调节,可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。
2.光圈(Iris)用F表示,以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。
每个镜头上都标有最大F值,例如8mm/F1.4代表最大孔径为 5.7毫米。
F值越小,光圈越大,F值越大,光圈越小。
3.对应最大CCD尺寸(Sensor Size)镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。
主要有:1/2″、2/3″、1″和1″以上。
4.接口(Mount)镜头与相机的连接方式。
常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。
5.景深(Depth of Field,DOF)景深是指在被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。
景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。
光圈越大,景深越小;光圈越小、景深越大。
焦距越长,景深越小;焦距越短,景深越大。
距离拍摄体越近时,景深越小;距离拍摄体越远时,景深越大。
6.分辨率(Resolution)分辨率代表镜头记录物体细节的能力,以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位:“线对/毫米”(lp/mm)。
分辨率越高的镜头成像越清晰。
7、工作距离(Working distance,WD)镜头第一个工作面到被测物体的距离。
8、视野范围(Field of View,FOV)相机实际拍到区域的尺寸。
9、光学放大倍数(Magnification,ß)CCD/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。
10、数值孔径(Numerical Aperture,NA)数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半(a\2)的正弦值的乘积,计算公式为N.A=n*sin a/2。
工业相机镜头的参数与选型

工业相机镜头的参数与选型一、镜头的基本参数1.焦距:焦距是指光线汇聚所发生的位置与感光器或像素元件的距离。
工业相机镜头的焦距可以根据实际需求进行选择,一般有固定焦距和变焦两种类型。
2.光圈:光圈是指镜头的进光量大小的调节装置,它能控制进入相机的光线的数量。
光圈大小直接影响相机的景深和光线透过能力。
在选择工业相机镜头时,一般需要根据实际应用场景和光线条件进行合理选择。
3.像距和像高:像距是指感光器到镜头最近点的距离,像高则是指光线通过镜头时物体成像产生的像的高度。
像距和像高的大小会影响到相机的成像范围和分辨率,因此在选型过程中需要进行合理的规划和计算。
4.解像度:解像度是指相机镜头的成像能力,也称为像场解析力。
工业相机镜头的解像度决定了相机系统的成像质量和分辨率,因此在选型过程中需要特别关注。
二、特殊需求1.特殊光谱:一些工业应用中,需要对特定光谱范围内的物体进行成像。
对于这种需求,可以选择特殊波段的工业相机镜头,如红外镜头、紫外镜头等。
2.防尘防水抗振动:在一些工业生产环境中,会存在较高的尘土、水汽等干扰因素,此时需要选择具有防尘防水和抗振动功能的工业相机镜头,以保证镜头稳定可靠的工作。
3.镜头接口:根据实际应用需求和相机的类型,需要选择合适的镜头接口,如C口、CS口、F口、M42口等。
三、选型准则1.根据应用需求确定参数:首先要明确工业相机镜头的应用场景和目标,根据需要选择合适的焦距、光圈、像距等基本参数。
2.考虑成像质量和分辨率:成像质量是选型过程中最关键的因素之一,要选择具有较高解像度和尽量少的光学畸变的镜头。
3.考虑工作环境:根据实际工作环境的特点,选择具有防尘防水和抗振动功能的镜头。
4.考虑成本和性价比:工业相机镜头的价格差异较大,要根据实际需求和预算选择相应的镜头,综合考虑成本和性价比。
5.选择可替换镜头:由于工业应用的多样性和发展需求的变化,选择可替换镜头可以提高系统的灵活性和可拓展性。
摄像机镜头主要性能指标

摄像机镜头主要性能指标1. 焦距:焦距是指从镜头中心点到成像传感器之间的距离。
通常用毫米(mm)来表示。
焦距越长,镜头可以拍摄到更远距离的景物,同时视角也变窄。
而焦距较短的镜头则可以拍摄到更广角的景物。
2.光圈:光圈是指镜头的最大开口直径,以F数来表示。
例如,F1.4是一个大光圈,而F4则是一个小光圈。
较大的光圈可以让更多的光线进入相机,从而提高拍摄在低光条件下的表现。
同时,大光圈还可以产生较浅的景深效果。
3.对焦距离:对焦距离是指镜头能够正常对焦的最短距离。
一般来说,对焦距离越短,镜头越适合拍摄近距离的物体。
对于需要拍摄微距等特殊场景的摄影师来说,对焦距离是一个重要的指标。
4.形变:形变是指在镜头拍摄广角景物时,图像发生的畸变现象。
常见的形变有桶形畸变和枕形畸变。
高质量的镜头会尽量减少形变的产生,以保证图像的形状是准确的。
5.反差度和分辨率:反差度是指镜头的成像能力,也就是图像中亮度变化的程度。
分辨率是指镜头能够捕捉到的图像细节的程度。
高质量的镜头应该具备较高的反差度和分辨率,能够呈现出鲜明的图像细节和细微的亮度变化。
6.噪点:噪点是指在低光条件下,图像中出现的像素颗粒状的噪声。
镜头的噪点性能关系到拍摄的图像质量。
高质量的镜头可以在低光条件下获得更少的噪声,从而得到更清晰的图像。
7.彩色畸变和色散:彩色畸变是指在镜头拍摄彩色图像时,不同颜色的边缘出现的色差现象。
而色散是指镜头折射光线时,由于折射率不同导致的不同颜色的光线出现不同的折射角。
高质量的镜头应该能够减少彩色畸变和色散的发生,以保证图像的色彩准确性。
8.防抖功能:防抖功能是指镜头通过光学或机械方式来减少拍摄时的抖动,以获得更加稳定的图像。
这对于手持摄影或者长焦拍摄来说非常重要,可以避免因为抖动而对图像质量产生影响。
9.镜头构造:镜头的构造也是一个重要的指标。
复杂的光学构造可以提高镜头的成像质量和纠正光学问题。
而镜头的材质和工艺也会影响到镜头的质量和性能。
摄像机镜头参数

摄像机镜头参数1. 焦距(Focal Length)摄像机镜头的焦距指的是从镜头到成像器(如CCD或CMOS)的距离,用毫米(mm)表示。
焦距越长,镜头视角越窄,可以获得更远的物体拍摄。
相反,焦距越短,镜头视角越广,可以获得更广阔的景象。
2. 光圈(Aperture)光圈指摄像机镜头中可调节的孔径大小,用f值表示。
在光圈较大(较小f值)的情况下,镜头能够接收更多的光线进入,有助于在暗光环境下获得更好的拍摄效果。
而在光圈较小(较大f值)的情况下,可以获得更大的景深,使得前景和背景都能保持清晰。
3. 对焦距离(Focus Distance)对焦距离指的是镜头到目标物体的距离。
摄像机镜头一般有自动对焦和手动对焦两种模式,可以根据摄影者的需要来选择。
对焦距离的选择决定了拍摄物体的清晰度,距离越远,景物越清晰。
4. 图像稳定(Image Stabilization)图像稳定是摄像机镜头的一项重要功能,特别适用于手持拍摄或运动拍摄。
通过光学或电子方式,图像稳定可以降低拍摄时的震动,使得画面更加稳定、清晰。
5. 变焦(Zoom)变焦功能使得摄像机镜头能够在不改变拍摄位置的情况下调整焦距,实现对被摄对象的放大或缩小。
变焦可以是光学变焦(通过镜片移动实现),也可以是数字变焦(通过裁剪图像实现)。
光学变焦通常获得更好的画质,而数字变焦则存在一定的画质损失。
6. 镜头接口(Lens Mount)摄像机镜头的接口可用于连接到摄像机身上,它们负责将光学信号传递到成像器。
不同品牌、不同系列的相机可能采用不同的镜头接口标准,例如佳能的EF接口和尼康的F接口。
镜头接口的选择将直接影响到镜头的兼容性和可用性。
7. 镜头材质摄像机镜头的材质对其光学性能和可靠性有着重要影响。
常见的镜头材质包括光学玻璃、低色散玻璃(ED玻璃)和特殊涂层等。
高质量的镜头材质可以减少光线折射和色差,提供更清晰、更真实的图像。
8. 剪切因子(Crop Factor)剪切因子是指摄像机传感器尺寸与全画幅传感器尺寸之比。
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一、镜头基本参数(一)镜头的结构及重要规格参数1.镜头的结构镜头由多个透镜、光圈和对焦环组成。
镜头中的玻璃镜片是镜头的核心。
但是只有玻璃镜片也没有用,光圈控制与对焦机构是镜头组成另外两个重要机构。
镜头的光圈可以分为固定光圈和可变光圈,其中可变光圈又可分为自动光圈和手动光圈。
同样的,对焦机构也有手动和自动之分。
如下图所示,在使用时由操作者观察相机显示屏来调整可变光圈和焦点,,以确保图像的明亮程度及清晰度。
2.镜头的焦距和视场任何一个复杂的透镜组合都可以等效为一个简单的透镜,光经过透镜的传播路线可以简单的画作下图:(1)、工作距离工作距离指的是镜头第一个面到所需成像物体的距离。
它与视场大小成正比,有些系统工作空间很小因而需要镜头有小的工作距离,但有的系统在镜头前可能需要安装光源或其它工作装置因而必须有较大的工作距离保证空间,通常FA镜头与监控镜头相比,小的工作距离就是一个重要区别。
(2)、焦距焦距是指镜头的光学中心(光学后主点)到成像面焦点的距离。
平行光通过镜头后汇聚于一点,这个点就是所说的焦点。
焦距不仅仅描述镜头的屈光能力,且可作为图像质量的参考。
一般镜头失真随着焦距的减小而增大,因而选择测量镜头,不要选择小焦距(小于8mm)或大视场角的镜头。
在光学系统当中,以镜头为顶点,以被测物体通过镜头的最大成像范围的两边缘构成的夹角叫做视场角。
视场角的大小决定了镜头的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率也就越小。
焦距越长,视场角就越窄;焦距越短,视场角就越宽。
工作距离指的是镜头最后一个面到其像面的距离。
通过目标物所需视场及透镜的焦距,可确定工作距离(WD)。
工作距离和视场大小由焦距和CCD大小来决定。
在不使用近摄环的情况下,可套用以下比例表达式获得:工作距离:视角 = 焦距:CCD大小假设焦距为16mm,CCD大小为3.6mm,则工作距离应为200mm,这样才能使视场等于45mm。
如下图所示:一般适合工厂自动化的透镜的焦距是88mm/16mm/25mm/50mm。
3.镜头的景深和光圈(1)景深(DOF)镜头对着某一物体聚焦清晰时,都可以在胶片或者接收器上相当清晰的结像,在这个平面沿着镜头轴线的前面和后面一定范围的点也可以结成眼睛可以接受的较清晰的像点,把这个平面的前面和后面的所有景物的距离叫相机景深。
景深表示在垂直镜头光轴轴线的同一平面内的点,满足图像清晰度要求的最远位置与最近位置的差值。
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,再以锥状的扩散开来,这个聚集所有光线的一点,就叫做焦点。
在焦点前后,光线开始聚集和扩散,点的影像变成模糊的,形成一个扩大的圆,这个圆就叫做弥散圆。
在现实当中,观赏拍摄的影像是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的,人的肉眼所感受到的影像与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系,如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力,在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。
这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆。
在焦点的前、后各有一个容许弥散圆。
以持照相机拍摄者为基准,从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前景深,从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。
景深的计算公式:前景深ΔL1=FδL2/(f2+FδL)(1)后景深ΔL2=FδL2/(f2-FδL)(2)景深ΔL=ΔL1+ΔL2=(2f2FδL2)/(f4-F2δ2L2)其中:δ——容许弥散圆直径f ——镜头焦距F——镜头的拍摄光圈值L——对焦距离ΔL1——前景深ΔL2——后景深ΔL——景深从公式(1)和(2)可以看出,后景深>前景深,且景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求(表现为对容许弥散圆的大小)有关。
这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变):(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。
(2)光圈系数(F/#)光圈系数是镜头的重要内部参数,它就是镜头相对孔径的倒数,光圈系数的标称值数字越大,也就表示其实际光圈就越小。
一般的厂家都会用F数来表示这一参数。
镜头的光圈排列顺序是:1、1.4、2.0、2.8、3.5、4.0、5.6、8.0、11、16、22、32等等,F/#的大小是通常通过改变光圈调整环的大小来设置的。
随着数值的增大,其实际光孔大小也就随之减小,而其在相同快门时间内的光通量也就随之减小。
光圈可以控制镜头的进光量,也就是光照度,还可以调节景深,以及确定分辨率下系统成像的对比度,从而影响成像质量。
一般采用f#来表示光圈,通常情况下都将光圈设置在镜头内部。
公式表示为:F/#=EFL/D EP其中EFL为有效焦距,D EP为有效入瞳直径,这公式广泛运用于无穷远工作距的情况。
在机器视觉中,由于工作距离有限,物体与透镜非常接近,此时F/#更精确的表示为:(F/#)w≈(1+|m|)× F/#例如:一个F/2.8,放大率为-0.5倍,25mm镜头的(F/#)W为F/4.2。
F/#的正确计算对光照度和成像质量有着不可忽视的影响。
同时,与数值孔径NA也是密切相关的,这点在显微镜和机器视觉上显得尤为重要:NA=1/[2(F/#)]随着像元尺寸的持续减小,F/#成为了限制系统成像质量的重要因素,因为它所影响景深和分辨率成反比的关系,景深增大,分辨率就降低。
所以根据具体环境选取F/#大小也成为了一个重要的技术指标。
如下图所示:相机已安装在如图所示的位置,斜面上放有表示高度的卷尺,在该情况下拍摄照片以比较光圈。
光圈关闭时光圈打开时(3)分辨率分辨率(Resolution)又称分辨力、鉴别率、鉴别力、分析力、解像力和分辨本领,是指摄影镜头清晰地再现被摄景物纤微细节的能力。
镜头的分辨率是指在成像平面上1mm间距内能分辨开的黑白相间的线条对数,它的单位是“线对/毫米”。
显然分辨率越高的镜头,所拍摄的影像越清晰细腻。
它的优点是可以量化,用数据表示,使结果更直观、更科学、更严密。
分清传感器水平或者垂直方向上的像素大小,及该方向上物体的尺寸,可以计算出每个像元表示的物体大小,从而计算出分辨率,有助于选择镜头与传感器的最佳配合。
分辨率表示了镜头的解像能力,单位为lp/mm。
光学系统的分辨率取决于传感器的像素,分辨率的最终确定,还取决于所选取的相应镜头的成像质量。
Pixel size为像元尺寸,分辨率计算为如下公式:分辨率(lp/mm)例如:pixel size=3.45um×3.45um,Number of pixels(H×V)=2048×2050的传感器,视场大小为100mm,则传感器尺寸:放大率:(二)镜头的像差(三)像差指镜头不能准确地按比例再现被摄体的影像。
通俗地说,像差就是影像清晰度差或有“失真”现象。
除了复色光之间存在的的色差之外,镜头的单色像差可以分为五种,它们分别是影响成像清晰度的球差、彗差、象散、场曲,以及影响物象相似度的畸变。
以下就分别介绍五种不同性质的单色像差。
1、球差是由于镜头的透镜球面上各点的聚光能力不同而引起的。
从无穷远处来的平行光线在理论上应该会聚在焦点上。
但是由于近轴光线与远轴光线的会聚点并不一致,会聚光线并不是形成一个点,而是一个以光轴为中心对称的弥散圆,这种像差就称为球差。
球差的存在引起了成像的模糊,而从下图可以看出,这种模糊是与光圈的大小有关的。
小光圈时,由于光阑挡去了远轴光线,弥散圆的直径就小,图像就会清晰。
大光圈时弥散圆直径就大,图像就会比较模糊。
必须注意,这种由球差引起的图像模糊与景深中的模糊完全是两会事,不可以混为一谈的。
球差可以通过复合透镜或者非球面镜等办法在最大限度下消除的。
在照相镜头中,光圈数增加一档(光孔缩小一档),球差就缩小一半。
我们在拍摄时,只要光线条件允许,可以考虑使用较小的光圈来减小球差的影响。
光圈数的增大也是有限制的,到达一定程度后就会达到衍射极限而无法分辨。
在设计中采用高折射率和或者其他附加的镜头可以起到减小球差影响的效果,但是这都可能导致镜头尺寸和重量过大,成本过高的情况。
2、彗差是在轴外成像时产生的一种像差。
从光轴外的某一点向镜头发出一束平行光线,经光学系统后,在像平面上并不是成一个点的像,而是形成不对称的弥散光斑,这种弥散光斑的形状象彗星,从中心到边缘拖着一个由细到粗的尾巴,首端明亮、清晰,尾端宽大、暗淡、模糊。
这种轴外光束引起的像差就称为彗差。
彗差的大小既与光圈有关,也与视场有关。
我们在拍摄时也可以采取适当采用较小的光圈来减少彗差对成象的影响。
3、像散也是一种轴外像差。
与彗差不同,像散仅仅与视场有关。
由于轴外光束的不对称性,使得轴外点的子午细光束(即镜头的直径方向)的会聚点与弧矢细光束(镜头的园弧方向)的会聚点位置不同,这种现象称为像散。
像散可以对照眼睛的散光来理解。
带有散光的眼睛,实际上是在两个方向上的晶状体曲率不一致,造成看到的点弥散成了一条短线。
像散也使得轴外成像的像质大大地下降。
即使光圈开得很小,在子午和弧矢方向仍然无法同时获得非常清晰的像。
在广角镜头中,由于视场角比较大,像散现象就比较明显。
降低象散的方法主要有两种:采用对称结构,以及降低轴外视场光线的入射角。
4、场曲当拍摄垂直于光轴的平面上的物时,经过镜头所成的像并不在一个像平面内,而是在以光轴为对称的一个弯曲表面上,这种成像的缺陷就是场曲。
场曲是一种与孔径无关的像差。
靠减小光圈并不能改善因场曲带来的模糊。
用存在场曲的镜头拍照时,当调焦至画面中央处影象清晰,画面四周影象就模糊;而当调焦至画面四周影象清晰时,画面中央处的影象又开始模糊,无法在平直的象平面上获得中心与四周都清晰的象。
因此在某些专用照相机中,故意将底片处于弧形位置,以减少场曲的影响。
由于广角镜头的场曲比一般镜头大,在拍团体照(经常使用广角镜头)时采用略带圆弧形的站位排列,就是为了提高边缘视场的象质。
5、畸变是指物所成的像在形状上的变形。
畸变并不会影响像的清晰度,而只影响像与物的相似性。
由于畸变的存在,物方的一条直线在像方就变成了一条曲线,造成像的失真。
畸变可分为枕型畸变和桶型畸变两种。
造成畸变的根本原因是镜头像场中央区的横向放大率与边缘区的横向放大率不一致。
如下图所示,如果边缘放大率大于中央放大率就产生枕型畸变,反之,则产生桶型畸变。
畸变与镜头的光圈F数大小无关,只与镜头的视场有关。
因此,广角镜头的畸变一般都大于标准镜头或长焦镜头。
无论是哪一种镜头,哪一种畸变,缩小光圈并都不能改善畸变。
特别要注意镜头的畸变像差与透视畸变的并不是一回事。
镜头的畸变是镜头成像造成的,在设计镜头时可以采取各种手段(如非球面镜)来减小畸变。