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光學(xué)設(shè)計(jì)軟件

照相鏡頭的設(shè)計(jì)

秩名 來(lái)源:廣東星之球2011-08-03 我要評(píng)論(0 )   

照相鏡頭的光學(xué)特性可由三個(gè)參數(shù)來(lái)表示,即照相鏡頭的焦距f'、相對(duì)孔徑D/f'和視場(chǎng)2'。其實(shí)就135 照相機(jī)而言,其標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)幅已確定為24mm X 36mm,則其對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度2D=43.266...

       照相鏡頭的光學(xué)特性可由三個(gè)參數(shù)來(lái)表示,即照相鏡頭的焦距f'、相對(duì)孔徑D/f'和視場(chǎng)2ω'。其實(shí)就135 照相機(jī)而言,其標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)幅已確定為24mm X 36mm,則其對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度2D=43.266。從下表我們可以得出照相機(jī)鏡頭的焦距f'和視場(chǎng)角ω'之間存在著以下關(guān)系:

                   tgω'=D/f' 

      式中:2D——畫(huà)幅的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度;f'——鏡頭的焦距。照相機(jī)鏡頭的另一個(gè)最重要的光學(xué)特征指標(biāo)是相對(duì)孔徑。它表示鏡頭通過(guò)光線(xiàn)的能力,用D/f'表示。它定義為鏡頭的光孔直徑(也稱(chēng)入瞳直徑)D 與鏡頭焦距f'之比相對(duì)孔徑的倒數(shù)稱(chēng)為鏡頭的光圈系數(shù)或光圈數(shù),又稱(chēng)F 數(shù),即F=f'/D。當(dāng)焦距f'固定時(shí),F(xiàn) 數(shù)與入瞳直徑D 成反比。由于通光面積與D 的平方成正比,通光面積越大則鏡頭所能通過(guò)的光通量越大。因此當(dāng)光圈數(shù)在最小數(shù)時(shí),光孔最大,光通量也最大。隨著光圈數(shù)的加大,光孔變小,光通量也隨之減少。如果不考慮各種鏡頭透過(guò)率差異的影響,不管是多長(zhǎng)焦距的鏡頭,也不管鏡頭的光孔直徑有多大,只要光圈數(shù)值相同,它們的光通量都是一樣的。對(duì)照相機(jī)鏡頭而言,F(xiàn) 數(shù)是個(gè)特別重要的參數(shù),F(xiàn) 數(shù)越小,鏡頭的適用范圍越廣。與目視光學(xué)系統(tǒng)相比,照相物鏡同時(shí)具有大相對(duì)孔徑和大視場(chǎng),因此,為了使整個(gè)象面都能看到清晰的并與物平面相似的象,差不多要校正所有七種象差。照相物鏡的分辨率是相對(duì)孔徑和象差殘余量的綜合反映。在相對(duì)孔徑確定后,制定一個(gè)既滿(mǎn)足使用要求,又易于實(shí)現(xiàn)的象差最佳校正方案。為方便起見(jiàn),往往采用“彌散圓半徑”來(lái)衡量象差的大小,最終則以光學(xué)傳遞函數(shù)對(duì)成象質(zhì)量作出評(píng)價(jià)。

      近年來(lái)興起的數(shù)位相機(jī)鏡頭同上述的傳統(tǒng)相機(jī)鏡頭的特性和設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)上大同 不異,其主要差別有:

      1.相對(duì)孔徑較傳統(tǒng)相機(jī)大。

      2.較短的焦距,使得景深范圍增大??筛鶕?jù)視場(chǎng)角的大小算出相當(dāng)傳統(tǒng)相機(jī)鏡 

頭的焦距值F’=43.266/(2*tgω)。 

      3.較高的分辨率,根據(jù)光電器件的PIXEL 的大小,一般數(shù)位鏡頭光學(xué)設(shè)計(jì)要達(dá)到1/(2*PIXEL)線(xiàn)對(duì)。 

 

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