光學(xué)鏡頭的主要參數(shù)

本文主要介紹光學(xué)鏡頭的主要參數(shù)，供相關(guān)人士參考和了解。

焦距

主點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離稱為光學(xué)系統(tǒng)的焦距，這是鏡頭的重要參數(shù)之一，它決定了像與實(shí)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(diǎn)H到物方焦點(diǎn)F的距離稱為物方焦距或前焦距f；類似地，自像方主點(diǎn)H '到物方焦點(diǎn)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(diǎn)到焦點(diǎn)的方向與光線的方向一致，則焦距為正；反之則為負(fù)。圖2中所示的情況，像方焦距f '>0，物方焦距f '<0。如果系統(tǒng)兩側(cè)的介質(zhì)相同，則f '=-f。

圖1.主點(diǎn)到主平面

相對(duì)孔徑與光圈數(shù)（F數(shù)）

相對(duì)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(duì)孔徑的平方成正比。為了滿足景物較暗時(shí)攝影的需要，或者為了對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體攝影，要求采用很短的曝光時(shí)間，它們都要求提高像面的照度，因此就需要采用大的相對(duì)孔徑。鏡頭通常采用光圈數(shù)F來表示通光孔徑的大小，光圈數(shù)F數(shù)為相對(duì)孔徑的倒數(shù)，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(tǒng)一般是對(duì)遠(yuǎn)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(guān)系可表示為公式

y'=f'tanW'

公式中y ' 應(yīng)該是像面區(qū)域的半徑。

目前，工業(yè)相機(jī)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(qū)域的形狀分別為矩形或線形，傳感器的工作區(qū)域必須包含在鏡頭所確定的像面圓形區(qū)域之內(nèi)。在鏡頭的參數(shù)中，也經(jīng)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(gè)矩形陣列，每個(gè)像素單元都是一個(gè)方形傳感器。面陣傳感器的大小通常是以其對(duì)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(gè)單列。線陣傳感器的大小則是以像素單元的數(shù)量和大小來表示的。線陣傳感器的規(guī)格有1K、2K、4K、8K、12K等，像素單元有5μm、7μm、10μm、14μm等。