光學鏡頭的主要參數
發布人：發布時間：2024/11/11
焦距
主點到焦點的距離稱為光學系統的焦距，這是鏡頭的重要參數之一，它決定了像與實際物體之間的比例。在物距一定的情況下，要得到大比例的像，則要求選用長焦距的鏡頭。如圖1所示，自物方主點H到物方焦點F的距離稱為物方焦距或前焦距f；類似地，自像方主點H 到物方焦點F 的距離稱為物方焦距或前焦距f 。其定義具有方向性，如果主點到焦點的方向與光線的方向一致，則焦距為正；反之則為負。圖2中所示的情況，像方焦距f >0，物方焦距f <0。如果系統兩側的介質相同，則f =-f。
圖1.主點到主平面
相對孔徑與光圈數（F數）
相對孔徑為入瞳直徑與焦距的比值D/f，它主要影響像面的照度，照相鏡頭像面的照度與相對孔徑的平方成正比。為了滿足景物較暗時攝影的需要，或者為了對高速運動物體攝影，要求采用很短的曝光時間，它們都要求提高像面的照度，因此就需要采用大的相對孔徑。鏡頭通常采用光圈數F來表示通光孔徑的大小，光圈數F數為相對孔徑的倒數，即F=f/D
視場角與像面尺寸
鏡頭的視場角決定了被拍攝景物的范圍。由于攝影系統一般是對遠處景物成像，所以其像面通常位于焦平面附近，因此像面大小與視場角2W 的關系可表示為公式
y=ftanW
公式中y 應該是像面區域的半徑。
目前，工業相機通常使用CCD或者CMOS傳感器作為像面接收器，有面陣和線陣兩種，其工作區域的形狀分別為矩形或線形，傳感器的工作區域必須包含在鏡頭所確定的像面圓形區域之內。在鏡頭的參數中，也經常使用傳感器的大小來表示視場大小。
面陣傳感器是由許多像素單元組成的一個矩形陣列，每個像素單元都是一個方形傳感器。面陣傳感器的大小通常是以其對角線的長度來表示的。目前常用的面陣傳感器有：
線陣傳感器也是由許多像素單元組成，與面陣傳感器不同的是，這些像素單元排成一個單列。線陣傳感器的大小則是以像素單元的數量和大小來表示的。線陣傳感器的規格有1K、2K、4K、8K、12K等，像素單元有5μm、7μm、10μm、14μm等。
對于同一個傳感器，長焦距的鏡頭只能有較小的視場角，能對遠處景物拍攝得比較大的像，適宜于遠距離攝影，故常稱之為望遠鏡頭；而短焦距的鏡頭則有較大的視場角，能將近處較大范圍內的景物攝入像面，故又稱之為廣角鏡頭，視場角更大的又稱為魚眼鏡頭；介于二者之間，焦距屬于中等，約等于幅面對角線長度的鏡頭，稱之為標準鏡頭。
工作波長
光學鏡頭都是針對一定波長范圍內的光波工作，自物面發出的光波，在此波長范圍內的，能夠通過鏡頭在像面上成一清晰像，而且能量衰減較小；而在此范圍外的光波，則難以校正像差，成像質量差，分辨率低，而且能量衰減很大，甚至被光學介質材料所吸收，完全不能通過鏡頭。
光就其本質來說就是電磁波，按照波長通常將其劃分成不同的光譜波段，如下表所示：
分辨率
分辨率是評價鏡頭質量的一個重要參數，定義為在像面除鏡頭在單位毫米內能夠分辨開的黑白相間的條紋對數，如圖2所示，
圖2.分辨率條紋
分辨率為1/2 d，其中d為線寬。分辨率的單位為為lp/mm（線對/毫米）。
在理想成像鏡頭的焦平面上能分辨開來的二條紋之間的相應間距
其倒數即為理想鏡頭的分辨率
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