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镜头光学结构(6种基本镜头光学设计思路)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-06 14:11   点击:160  编辑:admin   手机版

1. 6种基本镜头光学设计思路

  镜片根据材料的不同可分为以下四种:树脂镜片、特殊镜片、太空镜片、玻璃镜片  1、玻璃镜片  玻璃镜片,具有比其它材质的镜片更耐刮的特性,但相对的其重量也较沉,其折射率相对高:普通片为1.523,超薄片为:1.72以上,最高可达2.0。  玻璃镜片的主要原料是光学玻璃。其折射率比树脂镜片高,因此在同样度数情况下,玻璃镜片要比树脂镜片薄。玻璃镜片的透光率和机械化学性能都比较好,有恒定的折射率、理化性能稳定。没有颜色的镜片称光学白托(白片),有色片中的粉红片称克罗克赛镜片(红片)。克罗克赛镜片能吸收紫外线、对强光略有吸收作用。  玻璃片光学性质优越,不容易划花,折射率高。折射率愈高,则镜片愈薄。但是玻璃片易碎,材质偏重。  2、树脂镜片  树脂是一种来自多种植物,特别是松柏类植物的烃(碳氢化合物)类的分泌物。因为它特殊的化学结构和可以作这乳胶漆和胶剂使用而被重视。它是多种高分子化合物的混合物,所以有不同的熔点。树脂可分为天然树脂和合成树脂两种。树脂种类有非常非常的多,广泛应用于人们的轻工业和重工业当中,在日常的生活当中也经常可以看到,比如塑料、树脂眼镜,涂料等。树脂镜片就是用树脂为原材料化学加工合成打磨后的镜片。  树脂镜片优点  树脂镜片是一种以树脂为材料的光学镜片。其材料有很多种,与玻璃镜片相比,有其独特的优点:  1、轻。一般树脂镜片是0.83-1.5,而光学玻璃2.27~5.95。  2、抗冲击力强。树脂镜片的抗冲击力一般是8~10kg/cm2,是玻璃的好几倍,故而不易破碎,安全耐用。  3、透光性好。在可见光区,树脂镜片透光率与玻璃相似;红外光区,比玻璃稍高;紫外区,以0.4um开始随着波长的减小透光率降低,波长小于0.3um的光几乎全部吸收。  4、成本低。注射成型的镜片,只需制造一个精密的模子后,就可大量生产,节省了加工费用和时间。  5、能满足特殊需要。如非球面镜片的制作已不困难,而玻璃镜片则很难办到。  树脂镜片缺点  缺点有:表面耐磨力,抗化学能力比玻璃差,表面易划痕,吸水性比玻璃大,这些缺点可通过镀膜方法改善。致命缺点是热膨胀系数高,导热性差,软化温度低,容易变形而影响光学性能。  3、太空片  太空片(PC镜片)是目前国际上最耐抗击力的镜片,抗击力是普通树脂镜片的10倍,是玻璃片的60倍;有着极强韧性,甚至用于防弹玻璃,也是目前用于镜片的最轻材料。  缺点:阿贝数极低,视觉质量较差;表面硬度很小,不耐磨。  4、特殊镜片  1907年Owen Aves首次提出了渐进多焦点镜片的构思,标志着一种全新的特殊镜片视力矫正概念的诞生。  这种特殊镜片的设计灵感来源于象鼻子的形状。人们使镜片前表面曲率从顶部到底部连续地增加,可以使其屈光力相应变化,即屈光力从位于镜片上部的远用区,逐渐、连续地增加,直至在镜片底部的近用区达到所需近用屈光度数。  无论玻璃镜片还是树脂镜片,加上多层镀膜处理都会令眼镜戴起来感觉更舒适。其原理是在镜片表面镀上氟化镁或石英等不同折射指数的加膜物质,这样反射余光互相干扰,可减少反光,另外能使镜片的折射率达1.604以上,比一般材质的1.525感觉更为明亮、清晰。

2. 光学镜头设计基础

是的。

光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣,光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。

3. 光学镜头基础知识

GB/T 9917.1-2002 《照相镜头 第1部分 变焦距镜头》

1.零部件不得有锈蚀,外露表面的涂、镀层应平整、均匀、牢固,相同的涂、镀层色泽应一致,不得有剥落、划伤以及局部未涂、镀、着色等有损美观的缺陷。

2.外露零件应完整,不得有裂纹、毛刺和显著的伤痕、变形等缺陷。连接部位的间隙、间距应基本相等,不得有显著的倾斜、偏移。紧固部位应连接可靠,不得有松动现象;紧固件应紧固到位,螺钉表面不得划伤,起子槽不得有拧伤现象。

3.各档孔径光阑片的形状、位置应规则均称,不得有显著的畸形变化,光阑片色泽应均匀一致。

4.商标、文字、符号、线条等标志应准确、完整、清晰、色泽鲜明、着色牢固,不得有影响使用和美观的疵病。

5.粘贴件和调节环套圈应平整光洁、色泽均匀、花纹完整清晰,粘贴应附着牢固,套圈应松紧适宜,不得有显著的划痕、损伤、变色、隆起及粘贴剂外露等影响美观的疵病。

6.光圈调节应轻便可靠、换档明显。F数指示线应对准F数的中心位置,其指示误差不得超过一个数字的宽度。

7.调焦应平滑舒适,不得有晃动、卡滞现象,在反向调焦时不得有松动、空回感觉。

8.变焦应平滑舒适,不得有晃动、卡滞现象,以及明显的空回感觉和显著的轻重不一致。焦距指示应正确,

4. 现代光学镜头设计方法与实例

随着带宽越来越普及,更多的人需要高品质的画面,所以相机的镜头发展会越来越轻巧,越来越智能

5. 镜头的光学特性三要素

宝石矿物的光学性质包括了透明度、光泽、颜色、色散、多色性以及一些特殊的光学效应等,它们是宝石对可见光的吸收、反射、透射、折射、干涉、散射、和衍射等作用所致,并与宝石的化学成分、晶体结构、集合体结构等密切相关,故是宝石鉴别、评价的重要内容。

  宝石的透明度与光泽

  透明度——是光线透过宝石的程序,它与宝石的化学成分和结构有关。宝石的透明度一般可以分为三级:

  透明:通过宝石可较清晰地见到背后物体,如水晶、钻石等;

  半透明:部分光线能透过晶体,但不能透视背面物体,如优质翡翠、月光石等;

  不透明:光线基本不能通过,如孔雀石等。

  光泽——是宝石表面反射光线的能力,它的强弱刚好与透明度相反,透明度高的宝石光泽弱。宝石的光泽可分为:

  金属光泽:反射极强,有如闪亮的电镀面一般,如赤铁矿;

  半金属光泽:反射较强,如磁铁矿;

  金刚光泽:表面反射较玻璃为强,并有灿烂耀眼的感觉,如钻石;

  玻璃光泽:只能反射小部分的光线,如玻璃、水晶、黄玉等;

  油脂光泽和松脂光泽:表面像涂上油脂般的反光(如水晶的断口)和类似松脂表面的反光(如琥珀的断口);

  蜡状光泽:如蛇纹石类玉石的反光;

  珍珠光泽:如珍珠般反射出柔和和多彩的光线;

  丝绢光泽:有如丝绢般反光,为纤维状集合体宝石(如虎睛石)所特有。

  1、宝石的颜色、多色性和色散

  可见光按光波的长短分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等波段,颜色就是宝石对不同波长的可见光吸收程度不同的反映。假若一颗宝石对白光中的蓝色和绿色光波吸收,则宝石呈现红色色调,它是余下的光波的混合结果,也称为减色。要准确观察宝石的颜色,一定要在自然光或标准白色光源下进行,方可避免因光源造成的假色调。除了色调之外,宝石学上还常用到饱和度和亮度的术语:饱和度指颜色的鲜艳程度呈正比关系。如祖母绿与孔雀石同为绿色色调,但前者比后者要鲜艳得多。亮度为彩色的明亮程度,它与宝石本身的光学性质及加工质量有关。名贵的有色宝石常要求色调纯正、饱和度和亮度大。

  多色性——指非均质的宝石晶体因各向异性使晶体的不同方向呈现不同的颜色这种特性,有二色性和三色性之分。如蓝宝石晶体顺其柱体处长方向呈蓝绿色,垂直延长方向呈蓝色,故为二色性;多色性强的宝石肉眼便可觉察出,但多数宝石的多色性需用特殊的仪器(如二色镜)方可观察到。

  色散——指自然光斜射入某种介质中时产生的光的分解现象,如用三棱镜能将日光分解成七色一样道理。琢磨后的宝石均会造成色散现象,但产生的程度因宝石的折射率不同而有差异。每一宝石能造成色散现象的能力称为该宝石的色散度,如钻石的色散度高,能产生灿烂的光彩,十分耀眼夺目;水晶的色散度则较低。

  2、特殊的光学效应

  晕色效应——是由于宝石内部物质的特殊排列而造成反射光波的互相干涉所呈现的现象,如珍珠便具有其特有的彩虹般的柔和晕色,即所谓“珠光”。

  变彩效应——是指像欧泊一类的宝石,由于内部规则排列的层状微球使自然光发生衍射而造成的五彩齐现的现象,酷似油画家的画板。

  月光效应——是光的一种散射现象,如月光石(微斜长石),由于内部具格子状双晶构造,引起光线的无规律反射(散射),形成有如月光般柔和可爱的白色晕,朦胧而带淡蓝色。

  星光效应——指表面琢成弧形的宝石在光线照射下,呈现相互交汇的四射、六射、十二射的星状光芒的现象。它是由于宝石所含的包裹体垂直弧面定向反射光线造成,如星光蓝宝石、星光尖晶石等均可呈现星光。

  猫眼效应——是指琢成弧面的宝石,在光线的照射之下,呈现出像猫眼中的条带状瞳孔一样的丝绢状光带的现象,该光带随观察者的位置变化而平行移动。其产生的原因是宝石垂直孤面存在密集排列的平等纤维状包裹体,由包裹体反射光点聚集而成。具猫眼效应的宝石有金绿宝石、电气石、磷灰石、绿柱石等。其中以金绿宝石最明显、最像猫眼,故“猫眼石”特指具猫眼效应的金绿宝石。

  变色效应——是指某些宝石在不同光源照射下能呈现不同颜色的现象,如绿色变种的金绿宝石具红、绿两个透光区,在含红色光波成分较多的白炽光下能够使宝石红色加浓,在含绿色光波成分较多的日光下能够使宝石的绿色加浓,故这种宝石也称为“变石”。泰国绿色蓝宝石等也可出现变色效应。

6. 光学镜头结构设计

光学变焦

依靠光学镜头结构来实现变焦,变焦方式与传统相机设计一样,取决于镜头的焦距,是通过摄像头的镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物。光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。光学变焦可以支持图像主体成像后,分辨率及画质不会改变,相对清晰。

手机里的相机放大和缩小 是数码变焦

实际上是画面的电子放大,把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用“插值”算法将画面放大。通过数码变焦,拍摄的景物放大了,但它的清晰度会有一定程度的下降,类似与VCD或DVD中的zoom功能,只能将原先的图像尺寸裁小,让图像在LCD屏幕上变得较大,但并不会使细节更清晰

7. 6种基本镜头光学设计思路图

镜头的基本质量标准:物镜侧面观察可见泛蓝镀膜、镜身过渡平顺不糙手、对焦环、光圈环拧动顺利(光圈环每级有定位,拧动时在与相联接孔处可见叶片随光圈大小变动),装上机身听卡一声便牢固接合,取景器可见调焦动态。

对于长焦镜头,我们要看其焦外的过渡是不是柔和自然,对于中焦镜头,我们看其焦外的标准就应该比长焦头的指标降下来一些了。而对于广角镜头,一般我们是不在意其焦外的..

好镜头的标准是:它适合你,适合你喜欢的题材! 作为一个摄影爱好者,得先有选择,才会有“最常用的是哪个镜头”,也就是应该有至少两、三个镜头之上。

说到衡量一个人像镜头的标准,主要是两个点,一是成像质量,二是焦段的适用性! 成像

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