镜头计算方法及相关术语
远心镜头计算公式远心镜头计算公式::
光学倍率=相机芯片尺寸相机芯片尺寸((长、宽)/视野视野((长、宽)
镜头支持靶面镜头支持靶面尺寸尺寸尺寸≥≥相机靶面尺寸
相机芯片尺寸
2/3 长8.45mm 宽 7.07mm
1/2 长6.4mm 宽 4.8mm
1/3 长4.8mm 宽 3.6mm
1/4 长3.2mm 宽 2.4mm
1/2.5 长5.12mm 宽3.84mm
1/1.8 长7.13mm 宽 5.37mm
1/2.3 长6.16mm 宽 4.62mm
机器视觉系统中,工业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工
业镜头得到,工业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、远心光学系统远心光学系统::
指主光线平行于工业镜头光学轴的光学系统。而光从物体朝向镜头发出,与
光学轴保持平行,甚至在轴外同样如此,则称为物体侧远心光学系统。
二、远心镜头远心镜头::
远心镜头指主光线与镜头光源平行的工业镜头。有物方远心,像方远心,双
侧远心。
普通工业镜头
主光线与镜头光轴有角度,因此工件上下移动时,像的大小有变化。
双侧远心境头
主物方,像方均为主光线与光轴平行
光圈可变,可以得到高的景深,比物方远心境头更能得到稳定的像
最适合于测量用图像处理光学系统,但是大型化成本高
物方远心境头
只是物方主光线与镜头主轴平行
工件上下变化,图像的大小基本不会变化
使用同轴落射照明时的必要条件,小型化亦可对应
像方远心境头
只是像方主光线与镜头光轴平行
相机侧即使有安装个体差,也可以吸收摄影倍率的变化
用于色偏移补偿,摄像机本应都采用这种镜头
三、远心光学系统的特色远心光学系统的特色::
优点优点::更小的尺寸。减少镜头数量,可降低成本。
缺点缺点::上下移动物体表面时,会改变物体尺寸或位置。
优点优点::上下移动物体表面时,不会改变物体尺寸或位置。使用同轴照明时。可使
用更小的尺寸
缺点缺点::未使用同轴照明时,大于标准镜头的尺寸
四、远心远心::
远心度是指物体的倍率误差。倍率误差越小,远心度越高。远心度有各种不
同的用途,在镜头使用前,把握远心度很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴
平行,远心度不好,远心镜头的使用效果就不好;远心度可以用下图进行简单的
确认。
五、分辨率分辨率((µm):
光学系能力的尺度,表示黑白格状图案通过镜头观察时,1mm中可以分辨
观察到黑白条纹的最多对数。分辨率为两点间在无法识别前,能靠近的最近距离
测量值,例如1µm的分辨率代表两点间在无法识别前,能靠近的最近距离为1µm。
以下为根据镜头的无相差光衍射情况计算理论分辨率的公式。
六、分辨力(Lines/mm):
分辩力指黑白网线图镜头里影像内1mm面积,可识别的黑白两色条纹数。
分辨力的单位为线条/mm,例如100线条/mm代表可识别黑白间距
1/100mm(10µm)。黑白线条的宽度为1/200mm(5µm)。
七、水平TV分辨率分辨率((TV线条线条):):
宽度里的黑白水平线总条数,相当于电视机屏幕垂直高度的高度值。屏幕的
垂直与水平长度比率通常为3:4,因此水平宽度里的总条数为3/4。电视机水平
分辨率为240TV条线,电视机屏幕水平宽度的总条数为320条线。测量镜头的
分辨率时,一组黑色与白色线条应视为一条线,但是在电视机分辨率线条方面,
一组视为2TV线条。
八、失真失真((%):
失真为光学轴外的直型物体,呈现曲线时的镜头像差。镜头失真也称为镜头
畸变,即光学透镜固有的透视失真的总称,可分为枕形失真和桶形失真,直线朝
向中心的失真情况为枕形失真(Pincushion Distortion),向外扩张的失真称为桶
形失真(Barrel Distortion)。如下图示:
九、TV失真失真((%):
TV屏幕上的影像失真。数值越接近零,牲能越高。
十、电视失真电视失真::
实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。
十一十一、、孔径效率边际光量孔径效率边际光量((%):
孔径效率为使用镜头拍摄均匀亮度的物体时,成像盘光学轴与四周区域之间
的亮度差异,单位为百分比(%),假设中央亮度为100,为镜头的光学特征之
一。
十二十二、、遮蔽遮蔽((%):
遮蔽为使用镜头与CCD-TV镜头拍摄均匀亮度的物体时,电视机屏幕中央
与边缘之间的亮度差异,单位为百分比(%)。通常使用受光组件与CCD组件
的功率比计算此百分比。遮蔽意指镜头与TV镜头的整体表现,可使用远心光学
系统以缩小遮蔽的情况。
十三十三、、色差色差::
在镜头光学统中,形成影像的位置与影像放大倍率随光线波长的不同而不同。
不同波长的光线有不同的颜色,这叫做色彩失真。光学轴上的失真叫做色彩失真。
放大倍率的差异则叫做放大倍率色彩失真。
十四十四、、工作距离工作距离((WD)(mm):
工作距离指镜头第一个工作面到被测物体的距离。
十七十七、、景深景深::
深度为与物体从最佳焦点前后移动时.出现最锐利焦点的最近点与最远点之
间的距离。物体侧的深度范围称为景深。同样,照相机侧的范围称为焦点深度。十五十五、、物像间距离O/I(Object to Imager) OI指物体到结像平面的距离。 十六十六、、焦距f(mm)后焦距/前焦距
焦距为光学系统的主光点到焦点的距离。从最后一片镜头的顶点到后焦点的距离,为后焦距。从第一片镜头的顶点到前焦点的距离,为前焦距。
具体的景深的值多少略有不同。景深(Depth of Field)可以用以下的计算式计
算出来:
景深 = 2 x Permissible COC x 实效F / 光学倍率2 = 允许误差值 /
(NA x 光学倍率)(使用的是0.04mm的Permissible COC)
通过镜头的影像理论土会形成点状。清晰影像上出现可接受的摸糊情况,称
为可接受的弥散圆。
十八十八、、焦深焦深::
深度为当CCD从最佳焦点前后移动时,出现最锐利焦点的最近点与最远点
之间的距离。影像侧的深度范围称为焦深。
十九十九、、后截距后截距((mm):
从镜头安装座盘前端到影像的距离。
二十二十、、C安装座规格安装座规格:: 名称 标准外径 螺丝螺纹数(25.4mm用) 后截距
U1 25.4000mm 32Threads 17.526mm
二十一二十一、、数值孔径 NA,NA':
当物体在入射光孔上产生的半角为u,且折射率为n,n x sinu为物体侧数
值孔经(NA)。
当物体在出射光孔上产生的半角为u',且折射率为n',n' x sinu' 为影像侧
数值孔径{NA')。 NA=n x sinu NA'=n' x sin u'
NA越高,镜头的分辨率与亮度越佳。如下图所示 入射角度 u, 物体侧折射
率n, 成像侧的折射率' n':NA = NA' x 放大率
对于Macro镜头,NA =M/2 xF NA' = 1/2 xF NA=NA' x光学倍率
NA'=NA x光学倍率
二十二二十二、、F值F No:
此值指镜头的亮度。将镜头对焦距离除以物体侧的有效直径(入射光孔直径
Dmm),即可得到此数值,也可使用NA与镜头的光学放大倍率(β)计算。数值越
小,镜头越明亮。
F No=焦距/入射孔径或有効口径=f/D
二十三二十三、、有效F No:
此值为具体在有限距离内的镜头亮度,指实际操作时的亮度。光学放大倍率
越高(β),镜头越暗。
实效F = (1 +光学倍率) x F#,实效F = 光学倍率 / 2NA
二十四二十四、、光学放大倍率β:
物体尺寸与影像尺寸的比例。 β =y'/y
=b/a
=NA/NA'
=CCD镜头元件尺寸/视野实际尺寸
二十五二十五、、光学倍率光学倍率::
放大倍率(Magnification)指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成
像面积的大小。光学倍率就是通过光学镜头变倍的放大倍率。主要点与成像的关
系:放大率是指成像大小与物体的比。
二十六二十六、、电子放大倍率电子放大倍率::
电子放大倍率为影像在显示器屏幕上显示时与在CCD上显示相比的放大倍
率。
二十七二十七、、显示器放大倍率显示器放大倍率::
显示器放大倍率为通过镜头在显示器呈现物体的放大倍率。
显示器放大倍率=(光学放大倍率β) x (电子放大倍率)
(计算范例) 光学放大倍率=02x,CCD尺寸1/2"(对角线8mm),显示器1/4":
电子放大倍率=14 x25.4/8=44.45
显示器放大倍率=0.2x44.45=8.89(倍) (1英寸
=25.44mm)
※有时根据TV监视器的扫描状态,以上的简易计算将有一些变化。
二十八二十八、、视野(FOV):
视野指使用照相机以后看到的物体侧的范围。
照相机有效区域的纵向长度(V)/光学倍率(M)=视野(V)
照相机有效区域的横向长度(H)/光学倍率(M)=视野(H)
照相机有效区域的纵向长度(V)or(H)=照相机一个画素的尺寸×有効画
素数(V)or(H)来计算。
(计算范例) 光学放大倍率=0.2x,CCD尺寸1/2"(长4.8mm,宽6.4mm}:
视野尺寸 长度=4.8/0.2=24(mm)
宽度=6.4/0.2=32{mm)
二十九二十九、、解析度解析度::
表示了所能见到了2点的间隔0.61x 使用波长(λ)/ NA=解析度(µ),以上的计
算方法理论上可以计算出解析度,但不包括失真。※使用波长为550nm
三十三十、、解像力解像力::
1mm中间可以看到黑白线的条数。单位(lp)/mm
三十一三十一、、MTF(Modulation Transfer Function):
成像时再现物体表面的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。
三十二三十二、、成像圈成像圈::
视频监控镜头相关技术参数、含义解释
视频监控镜头相关技术参数、含义解释
关于镜头的专业术语(中文、英文对照)
aberration 像差:光学系统中对成像造成不良影响的因素。任何光学系统的设计都致力于用不同的方法纠正各种像差,如:球差与色差,渐晕,慧差和畸变。
agc 自动增益控制:这是一种内置的功能,用来自动调节增益水平。
alc control 自动光线补偿:一种自动光圈设定,使明亮的主体不至于影响整体的曝光。向peak(弱化)方向调节,会使感光度提高;设定成averade(平均)时感光度降低。average为一般的出厂设定。
angle of view 视角:摄影镜头拍摄的视场对角线角度称为视角。通常广角镜头具有较大的视角;而长焦镜头的视角则较窄。
aperture 光圈:原意指镜头的开度。一般指控制镜头开度的装置,以控制通过镜头的通光量。光圈的大小可以是固定的或可变的。光圈的大小也决定着景深,使用较小的光圈(如:f/11 f/16)往往具有较大的景深。
aspect ratio 画幅比:指拍摄画面的纵横比,一般的135相机拍摄的画面是24x36mm,其画幅比为2:3
aspherical 非球面镜片:一种含有非球面表面的光学元件。目前有多种制造非球面镜片的方法,如:压铸成型,喷射铸造,复合成型等。这些工艺都依赖于高精度的制造技术。腾龙公司已成功地开发了复合型非球面镜片--- 一种高精度的模具制造与镜头镀膜技术。
back focus (back focal distant)后焦距: 从光学元件第2主点至焦平面的距离。
barrel镜筒: 安装镜片及其他部件的桶型结构。
bbar multi-coating:腾龙特有的bbar多层镀膜。bbar即broad-band anti-reflective,意为宽频率抗
反射。腾龙拥有在镜头表面镀上多层极薄的抗反射层的技术,这种技术能大大提高镜头的清晰度与色彩还原能力。
科普:镜头的参数指标概述
科普:镜头的参数指标概述
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镜头的参数指标
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。在机器视觉系统中,镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能;合理选择并安装光学镜头,是机器视觉系统设计的重要环节。
1.镜头的相关参数
(1)焦距
焦距是光学镜头的重要参数,通常用f来表示。焦距的大小决定着视场角的大小,焦距数值小,视场角大,所观察的范围也大,但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大,视场角小,观察范围小,只要焦距选择合适,即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的,一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角,所以在选择镜头焦距时,应该充分考虑是观测细节重要,还是有一个大的观测范围重要,如果要看细节,就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面,就选择小焦距的广角镜头。
(2)光阑系数
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。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。
(3)景深
摄影时向某景物调焦,在该景物的前后形成一个清晰区,这个清晰区称为全景深,简称景深。 决定景深的三个基本因素:
光圈: 光圈大小与景深成反比,光圈越大,景深越小。
焦距: 焦距长短与景深成反比,焦距越大,景深越小。
离焦度数的计算
离焦度数的计算
离焦度数是摄影中常用的一个术语,它指的是相对焦平面而言,镜头焦点前后的偏差量。计算离焦度数需要注意以下几个方面:
1. 离焦度数的定义
离焦度数是一种度量摄影中镜头聚焦位置是否正确的方法。在理想情况下,焦平面与感光面是重合的,这样拍摄出来的照片才会清晰。但是在实际应用中,镜头的聚焦并不总是完美,焦平面与感光面不重合,就会产生不清晰的影像。离焦度数就是用来度量这种偏差的方法。
2. 焦距和光圈的影响
在计算离焦度数时,焦距和光圈会对结果产生影响。一般来说,焦距越长,离焦度数越小,因为镜头的成像区域越小,误差范围也就更小。而光圈越小,离焦度数也越小,因为小光圈能产生更深的景深,因此聚焦位置的容忍度也更大。
3. 离焦度数的计算公式
离焦度数的计算公式为:
DFD = (COF - FOF) / COS
其中,DFD是离焦度数,COF是镜头聚焦位置与感光面之间的距离,FOF是镜头聚焦位置与物体的距离,COS是物体到感光面的距离。这个公式可以推导出来,也可以通过测量的方法得出。
4. 实际应用中的注意事项
在实际应用中,还需要注意以下几个方面:
a. 一般来说,离焦度数在1/3毫米以内就可以认为是可接受的。
b. 离焦度数不应该是一个恒定值,在特定的焦距、光圈和聚焦物体情况下才有意义。不同的镜头和摄像机可能会有不同的离焦度数。
c. 在拍摄时要注意相机和物体的距离,以及光圈的大小,这些都会影响离焦度数的计算结果。
总之,离焦度数是一项非常实用的技术,可以帮助摄影师更好地控制拍摄效果。对于想要深入学习摄影技术的人来说,掌握离焦度数的计算方法是非常必要的。
工业视觉检测相机镜头的计算方式
工业视觉检测相机镜头的计算方式
1、WD 物距 工作距离(Work Distance,WD)
镜头第一个工作面到被测物体的距离
2、FOV 视场 视野(Field of View,FOV)
相机实际拍到区域的尺寸。
3、DOV 景深(Depth of Field)。
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。
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
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,1pixels=0.007mm<0.01mm
结论:可以达到设想的精度
光学放大率
放大率 光学放大率 影像大小相对于物体的放大率 β=y’/y
=b/a
=NA/NA’
=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸
电子放大率 电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数
摄像机焦距的计算方法
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。
LENS基本知识
Lens基本参数
一)有效焦距 EFL
有效焦距(Effect Focal Length)是从透镜的主点到焦点在光轴上的距离。
根据EFL的大小可将Lens分为:
标准镜头 38㎜<EFFL<61㎜
广角镜头(Wide) EFFL<38㎜
望远镜头(Tele) EFFL>61㎜
二)光圈数 FNO.
FNO.=EFL/入瞳直径=1/相对孔径
相对孔径=入瞳直径/EFL,系统的入光量与相对孔径的平方成正比FNO.可分为:
Infinite:平行光系统使用的FNO.
Working FNO.:Working Distance 时使用的FNO.
三)总长 Total Track
定义:系统的第一面至像面间的距离。它决定整个光学系统的外形的大小 。
四)后焦 BFL
后焦(Back Focal Length)是指在最佳成像距离lens最后一个面至像面在光轴上的距离。
BFL可分为:
光学后焦:指Lens最后一个光学面顶点至像面的距离
机械后焦:指Lens Barrel最后一个机械面至像面的距离
五)视场
定义为一个光路系统中,可以成像的范围。
视场的表示:
物高:所能成像的物的大小(在有限远时)
半场角:光学系统习惯是一个对称系统,所以通常都只取一半视场角做为定义(在无限远时)。
六)放大率 Magnification:
垂轴放大率:又称之为放大率,是指当对象通过一个Lens组件成像后,在像面(Image)上所成像的高度与物高的比率。
其余两种为:横向放大率及角放大率。
公式 : M=Image size/Object size
简易法:M=像距/物距 ,只能用于物像空间介质相同时。 Lens基本知识
一)主面主点
主面的定义:所谓的主面就是在Lens系统中放大率为+1的两个共轭面
主面的位置:Lens系统均有两个主面,分为前主面和后主面或者称之为物方主面和像方主面,在高斯光学中,主面为一与光轴相垂直的平面
镜头基本参数
一、镜头基本参数
(一)镜头得结构及重要规格参数
1、镜头得结构
镜头由多个透镜、光圈与对焦环组成。镜头中得玻璃镜片就是镜头得核心。但就是只有玻璃镜片也没有用,光圈控制与对焦机构就是镜头组成另外两个重要机构。镜头得光圈可以分为固定光圈与可变光圈,其中可变光圈又可分为自动光圈与手动光圈。同样得,对焦机构也有手动与自动之分。
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与焦点,,以确保图像得明亮程度及清晰度。
2、镜头得焦距与视场 任何一个复杂得透镜组合都可以等效为一个简单得透镜,光经过透镜得传播路线可以简单得画作下图:
(1)、工作距离
工作距离指得就是镜头第一个面到所需成像物体得距离。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得工作距离,但有得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得工作距离保证空间,通常FA镜头与监控镜头相比,小得工作距离就就是一个重要区别。
(2)、焦距
焦距就是指镜头得光学中心(光学后主点)到成像面焦点得距离。平行光通过镜头后汇聚于一点,这个点就就是所说得焦点。焦距不仅仅描述镜头得屈光能力,且可作为图像质量得参考。一般镜头失真随着焦距得减小而增大,因而选择测量镜头,不要选择小焦距(小于8mm)或大视场角得镜头。
在光学系统当中,以镜头为顶点,以被测物体通过镜头得最大成像范围得两边缘构成得夹角叫做视场角。视场角得大小决定了镜头得视野范围,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。 工作距离指得就是镜头最后一个面到其像面得距离。
通过目标物所需视场及透镜得焦距,可确定工作距离(WD)。工作距离与视场大小由焦距与CCD大小来决定。在不使用近摄环得情况下,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:
镜头相关参数
1. 焦距
相机的镜头是一组透镜,当平行于主光轴的光线穿过透镜时,会会聚到一点上,这个点叫做焦点,焦点到透镜中心的距离,就称为焦距。焦距固定的镜头,即定焦镜头;焦距可以调节变化的镜头,就是变焦镜头。(当一束平行光以与凸透镜的主轴穿过凸透镜时,在凸透镜的另一侧会被凸透镜汇聚成一点,这一点叫做焦点,焦点到凸透镜光心的距离就叫这个凸透镜的焦距。一个凸透镜的两侧各有一个焦点。)
光心(Optical center):可以把凸透镜的中心近似看作是光心。我们用的照相机的镜头就相当于一个凸透镜,胶片(或是数码相机的感光器件)就处在这个凸透镜的焦点附近,或者说,胶片与凸透镜光心的距离大至约等于这个凸透镜的焦距。
凸透镜(convex lens)能成像,一般用凸透镜做照相机的镜头时,它成的最清晰的像一般不会正好落在焦点上,或者说,最清晰的像到光心的距离(像距)一般不等于焦距,而是略大于焦距。具体的距离与被照的物体与镜头的距离(物距)有关,物距越大,像距越小,(但实际上总是大于焦距)。
2. 光圈
光圈英文名称为Aperture,用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量,是镜头的一个极其重要的指标参数,通常在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。
表达光圈大小我们是用F值,其中,F=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径
从以上的公式可知要达到相同的光圈f值,长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下:
f1.0,f1.4,f2.0,f2.8,f4.0,f5.6,f8.0,f11,f16,f22,f32,f44,f64
这里值得一提的是光圈 f 值越小,通光孔径越大(如下图所示),在同一单位时间内的进光量便越多,而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍,例如光圈从F8调整到5.6 ,进光量便多一倍,我们也说光圈开大了一级。F5.6的通光量是F8的两倍。同理,F2是F8光通量的16倍,从F8调整到F2,光圈开大了四级。对于消费型数码相机而言,光圈 f 值常常介于 f2.8 - f11。此外许多数码相机在调整光圈时,可以做 1/3 级的调整。
摄影杂谈15:告诉你计算相机镜头的最大放大倍率和最近对焦距离的方法
摄影杂谈15:告诉你计算相机镜头的最大放大倍率和最近对焦距离的方法
不同类型的数码相机镜头都有系列的具有自身特征的技术规格(这可由相关镜头的规格说明书查到),在这里要介绍其中我们摄影常提到的而且应当理解的“最近对焦距离”和“最大放大倍率”这两个技术规格参数,至于镜头的其它的技术规格参数以后介绍。
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。但有的镜头焦距不是固定的是变焦的,如果是变焦的话,最大放大倍率的大小还与该镜头的焦距有关,当用变焦镜头拍摄时,使用该镜头的远摄端(即最大焦距)时,才能达到最大放大倍率值。例如佳能镜头EF-S18-135mm f/3.5-5.6 IS,其焦段为18-135mm,当用其短焦端18mm拍摄时,其最近对焦距离为0.49m,放大倍率为0.04倍.当用其长焦端135mm拍摄时,其最近对焦距离为0.45m,最大放大倍率变为0.21倍。我们还可以由下面的被摄景物通过单双凸透镜头的成像原理图来更进一步理解什么是最近对焦距离和最大放大倍率:
当我们用数码相机摄影且合焦时,如上图所示,高为h的被摄物(红色正向箭头)垂直立于通过双凸透镜光心的水平光轴上的b点上,在h高的a点上发出无数光线,其中我们选两根光线来说明物的成像。其中a点发出一根平行于水平光轴的光线通过透镜折射后经透镜的焦点f再交于像平面ef上的d点。a点另外发出的第二根光线通过透镜光心后也与第一根光线汇交于像平面ef的d点上。另外,在被摄物的b点上发出一根重合于水平光轴通过光心的光线与像平面ef相交于c点上。这样就在像平面ef上成像为垂直倒立的cd像,其高为i。图中像平面ef与光心的距离为像距。此时的i/h就是该数码相机镜头的放大倍率。而这时像cd(自像平面起)至物ab的距离就称最近对焦距离,其中物ab与光心的距离称为物距。此时的放大倍率可用下式表示为:
关于computar镜头视角的相关知识简介
日本Computar工业镜头具有良好的性价比,是中国工业镜头市场的主要供应商,被广泛应用于工业和安防领域,下面我们来介绍一下关于computar镜头视角的相关知识:
拍摄景物时如何决定镜头的视角是很重要的,该视角通过镜头的焦距和相机的视角尺寸来决定。覆盖被拍摄景物的镜头焦距可以通过以下公式进行计算:
公式中的字母代表的含义如下:
f: 镜头焦距
V: 拍摄景物的垂直方向高度
H: 拍摄景物垂平方向的长度
D: 镜头到拍摄景物间的距离
v: 相机画面的垂直方向高度
h: 相机画面的水平方向高度
相关参数值如下表所示:
格式 1型 2/3型 1/2型 1/3型 1/4型
v(垂直) 9.6mm 6.6mm 4.8mm 3.6mm 2.7mm
h(水平) 12.8mm 8.8mm 6.4mm 4.8mm 3.6mm
例
1)测量拍摄景物的高度
1/2型相机(画面尺寸) v=4.8mm
拍摄景物垂直方向高度 V=330mm(33cm)
镜头到拍摄景物间距离 D=2500mm(250cm)
代入公式(1)
2)测量拍摄景物长度的情况
1/2型相机(画面尺寸) h=6.4mm 拍摄景物的水平方向长度 H=440(44cm)
镜头到拍摄景物间的距离 D=2500(250cm)
代入公式(2)
