光学软件设计中的成像镜头
光学镜头普通称为摄像镜头或摄影镜头,简称镜头,也有的人叫成像镜头设计,其主要作用是将目的成像在图像传感器的光敏面上,构成光学图像。相机上所配置的镜头是十分重要的,不同功用的镜头能够在不同的应用下,得到不同的图像效果。成像镜头最主要指标都有影响,包括:分辨率、比照度、景深及各种像差。
光学镜头的质量直接影响到相机的整体性能,合理地选择和装置镜头,是场景应用的重要环节,不同的镜头有着不同的应用效果,所以要选择好合适本人的成像镜头。
光学镜头参数如下:
照相镜头的光学特性可由三个参数来表示,即照相镜头的焦距f'、相对孔径D/f'和视场角2ω'。其实就135照相机而言,其规范画幅已肯定为24mm X 36mm,则其对角线长度为2D=43.266。
照相机镜头的另一个最重要的光学特征指标是相对孔径。它表示镜头经过光线的才能,用D/f'表示。它定义为镜头的光孔直径D与镜头焦距f'之比相对孔径的倒数称为镜头的光圈系数或光圈数,又称F数,即F=f'/D。
当焦距f'固定时,F数与入瞳直径D成反比。由于通光面积与D的平方成正比,通光面积越大则镜头所能经过的光通量越大。因而当光圈数在最小数时,光孔最大,光通量也最大。
随着光圈数的加大,光孔变小,光通量也随之减少。假如不思索各种镜头透过率差别的影响,不论是多长焦距的镜头,或者镜头的光孔直径有多大,只需镜头的光圈数值相同,它们的光通量都是一样的。对照相机镜头而言,F数是个特别重要的参数,F数越小,镜头的适用范围越广。
与目视光学系统相比,照相物镜同时具有大相对孔径和大视场,为了使整个象面都能看到明晰的并与物平面类似的象,需求校正一切各种象差。照相物镜的分辨率是相对孔径和象差剩余量的综合反映。在相对孔径肯定后,常常采用“弥散圆半径”来权衡象差的大小,最终则以光学传送函数对成象质量作出评价。
近年来兴起的数码相机镜头,同传统相机镜头的特性和设计上相似,其主要差异有下面几点:
1.相对孔径较传统相机大。
2.较短的焦距,使得景深范围增大。
3.较高的分辨率,依据光电器件的PIXEL的大小,普通数位镜头光学设计要到达1/(2*PIXEL)线对。