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什么是光学镜头?
- 2020-03-27-

光学镜头是机器视觉系统的重要组成部分,它直接影响到成像质量、算法的实现和效果。光学镜头按焦距可分为短焦距镜头、中焦距镜头和长焦距镜头;按视场可分为广角镜头、标准镜头和远距镜头;固定孔径固定焦距镜头、手动孔径固定焦距镜头、自动孔径固定焦距镜头、手动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头、电动三变量(光圈、焦距、焦距均相同)镜头等。

对于相机来说,镜头的质量一直是影响成像质量的关键因素,数码相机也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上透镜的光学分辨率要求相对较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积较小(因为数码相机是在CCD上成像的,而且CCD的面积远小于传统35mm相机的底片面积,需要镜头来保证一定的成像质量。例如,对于某个对象,它需要在水平方向上200个像素才能完美地再现其细节。如果成像宽度为10 mm,则光学分辨率为20线/mm的透镜可以胜任。如果成像宽度为1 mm,则透镜的光学分辨率必须大于200行/mm。另一方面,传统的胶片对紫外线更为敏感,外部拍摄往往需要紫外镜,而CCD对红外线更为敏感,通过在镜头上添加特殊的涂层或滤光片,可以大大提高成像质量。还必须考虑透镜的物理孔径,无论相对孔径大小,其物理孔径越大,光通量越大,数码相机对光的接收和控制越好,成像质量也越好。

对于商用或国产数码相机的镜头,有些厂家使用的镜头比较好。有些相机使用专业的富士龙镜头,分辨率为170线/毫米。这款新的内置富士龙镜头比大多数单反镜头更清晰。它不仅保证了图像拍摄的精度,而且达到了令人惊叹的0.3%的镜头误差率,比普通数码相机低2/3。

此外,在一些数码相机中,有两种镜头模式:远距离和广角。这也是选择数码相机时的参考索引。

在传统数码相机中,广角镜头是一种焦距小于标准镜头,视角大于标准镜头,距离大于鱼眼镜头,视角小于鱼眼镜头的相机镜头。广角镜头分为普通广角镜头和超广角镜头。135相机普通广角镜头焦距一般为38-24mm,视角为60-84度;超广角镜头焦距为20-13mm,视角为94-118度。由于广角镜头焦距短、视角大,在短拍摄距离内可以拍摄到大面积的景物。因此,它被广泛应用于大型景风摄影作品的拍摄。在摄影创作中,采用广角镜头拍摄可以达到以下效果:一是可以增加摄影画面的垂直深度;二是可以保证拍摄对象的前后景物在景深较长的画面上清晰再现。因此,绝大多数现代袖珍自动相机(俗称假人)采用38-35mm广角镜头;三是镜头覆盖面积大,拍摄范围广;四是同一拍摄距离拍摄的场景比照片中使用标准镜头拍摄的图像要小;第五,由于图像失真的缺陷,镜头焦距越短,拍摄距离越近,容易发生透视变形。

在商用数码相机中,经常使用与普通35mm相机相同的广角镜头。由于数码相机具有景深、拍摄范围广等优点,在选择数码相机时,同样性能的数码相机,可以有广角和远距离的数码相机,会有更好的性能。


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