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[原创] 《机器视觉实用教程》-第五章 镜头-5.4 光学参数

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    [LV.Master]2000FPS

    发表于 2020-4-18 12:02:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
    《机器视觉实用教程》-第五章 镜头-5.4 光学参数

    5.4 光学参数        190
    焦距        190
    相对孔径        192
    光圈        192
    视场角        194
    放大倍率        195
    景深        196
    工作距离        197
    法兰焦距        198
    广角        198
    长焦        198
    自动对焦        199
    定焦        199
    光学变焦        199
    镜片组        199
    对焦        200
    镜头材质        201
    屈光度        201
    潜望镜式镜头        201
    分辨率        202
    镀膜        209


    5.4 光学参数
    看似普通的镜头,其包含了数十个参数。这些参数,可以决定是否达到系统的成像要求,以及成像质量的好坏。从行业来看,镜头设计的难度要远远大于光源设计的难度。而且好的镜头的价值也远远大于光源的价值。一枚好的镜头,可能几万、几十万元都有可能。而一台天文望远镜,则可能花费几千万、几亿美元,当然因为其要建设一个天文台,不仅仅有镜头,还会有其它许多硬件,但是也可以看出镜头的价值所在。
    焦距
    焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指从透镜的光心到平行光聚集焦点的距离。亦是照相机中,从镜片中心到底片或图像传感器等成像平面的距离(其实是像距,某些情况下可以等效为焦距)。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的顶点之间的距离。
    [attach]9858[/attach]
    23 各种类型的透镜或反射面其焦距示意图
    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,但使用相同分辨率的相机时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(还与图像传感器大小有关),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。而且还要考虑传感器的尺寸与分辨率,这些在后面的章节中会介绍。
    上面的焦距实际上应用的范围是比较小的,因为其成像的理论依据是透镜是一个非常薄的透镜。而实际上往往没有这么理想的情况。因此对于厚透镜,一般会有三个相关的焦距,它们分别是有效焦距、前焦距、后焦距。
    对厚透镜(厚度不能忽略的透镜),或是有好几片透镜或面镜的系统(像是照相机镜头或望远镜),焦距通常会以有效焦距(EFL,effectivefocal length来表示。
    前焦距(FFD)或前焦长(FFL是系统前方的焦点至第一个光学表面顶点的距离。
    后焦距(BFD)或后焦长(BFL是系统最后一个光学表面顶点至后方焦点的距离。
    [attach]9859[/attach]
    24 有效焦距、前焦距、后焦距

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