光学镜头概念(光学镜头的分类与特征)

海潮机械 2023-01-13 08:41 编辑:admin 94阅读

1. 光学镜头的分类与特征

摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。从能量的转变来看,摄像机的工作原理是一个光--电--磁--电--光的转换过程。

  摄像机所以能摄影成像,主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。

景深原理在摄像上有着极其重要的作用。正确理解和运用景深,有助于拍出满意的画面。光圈、焦距和物距是决定景深的主要因素。

  变焦距镜头具有在一定范围内连续改变焦距而成像面位置不变的性能,已成为家用摄像机上运用最广泛的镜头。

  自动聚集装置有四种工作方式,即红外线方式、超声波方式、海耐乌艾方式和佳能SST方式。它们都有较高的测量精度,分别被应用在不同类型的摄像机之中。

 一、摄像机的工作原理

摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分:光学系统(主要指镜头)、光电转换系统(主要指摄像管或固体摄像器件)以及电路系统(主要指视频处理电路)。

2. 光学镜头的基本构成

1.照明源不同。电镜所用的照明源是电子枪发出的电子流,而光镜的照明源是可见光(日光或灯光),由于电子流的波长远短于光波波长,故电镜的放大及分辨率显著地高于光镜。2.透镜不同。电镜中起放大作用的物镜是电磁透镜(能在*部位产生磁场的环形电磁线圈),而光镜的物镜则是玻璃磨制而成的光学透镜。电镜中的电磁透镜共有三组,分别与光镜中聚光镜、物镜和目镜的功能相当。3.成像原理不同。在电镜中,作用于被检样品的电子束经电磁透镜放大后打到荧光屏上成像或作用于感光胶片成像。其电子浓淡的差别产生的机理是,电子束作用于被检样品时,入射电子与物质的原子发生碰撞产生散射,由于样品不同部位对电子有不同散射度,故样品电子像以浓淡呈现。而光镜中样品的物像以亮度差呈现,它是由被检样品的不同结构吸收光线多少的不同所造成的。4.所用标本制备方式不同,电镜观察所用组织细胞标本的制备程序较复杂,技术难度和费用都较高,在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作,zui后还需将包埋好的组织块放人超薄切片机切成50~100nm厚的超薄标本片。而光镜观察的标本则一般置于载玻片上,如普通组织切片标本、细胞涂片标本、组织压片标本和细胞滴片标本等。光学显微镜的分辨率与光波的波长有关。对于接近和小于光波波长的物体,光学显微镜就无能为力了。电子运动的波长比光波波长短的多,就可以看到更细小的物体。光学显微镜是由一组光学镜头组成的放大成像系统,而电子显微镜由电子流代替可见光,由磁场代替透镜,让电子的运动代替光子,这样就可以看到比光学系统能看到的更小的物体。深圳市瑞腾仪器设备租赁有限公司是专业从事MINI-SEM的销售工作,公司与厂家达成密切合作,在中国区域为广大企事业单位提供的台式扫描电镜

3. 光学镜头种类

我国光学镜头行业未来发展空间巨大

  光学镜头又被称为摄像镜头或摄影镜头,其主要功能是光学成像。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。我国光学镜头在初期主要应用于军事方面,民用光学镜头产业起步较晚,2008年之前国内光学镜头市场基本被日本、德国各大品牌所垄断。

  在发展初期,中国光学技术尚不成熟,中国企业只能学习借鉴日本的光学技术。随着中国现代技术的发展,以舜宇光学、联合光电、宇瞳光学等为代表的国内企业通过对光学镜头技术的大力研发,逐步打破了日本、德国等企业在国内市场上的技术垄断,为我国光学镜头市场带来了发展良机。

  根据新思界产业研究中心发布的《2019-2023年中国光学镜头行业市场供需现状及发展趋势预测报告》显示,视频监控、智能手机和车载摄像头作为光学镜头行业的三个最大终端市场,很大程度上影响着光学镜头行业的整体趋势。2017年,全球光学镜头行业在视频监控、智能手机、车载摄像头领域的合并收益将近达到60亿美元,2018-2019年间这三大市场的合并收益仍保持着增长趋势;预测到2021年收益将会超过70亿美元,全球光学镜头行业的三大市场合并收益得到进一步扩大。

  随着中国城镇化水平的不断提升,国家大力推进“平安城市”、“智慧城市”、“智能交通”等项目,再加上各级政府及相关部门把“加强社会治安防控体系建设”作为重点工作,为我国安防产品的发展提供了良好的政策环境,使得市场对安防监控摄像头的需求不断增加,促进我国光学镜头行业发展。

  随着智能手机的普及性使用,手机的摄像功能成为了各大手机厂商的竞争关键。为了提高自身手机在市场上的竞争优势,制造商设计的摄像功能逐渐朝着双摄像镜头、超大广角、大光圈等高端领域发展,对光学镜头提出了更高的品质和工艺要求,市场需求推动产业发展,使得我国光学镜头行业技术有了进一步提高。

  随着国家对道路交通安全和汽车安全的要求不断提高,再加上ADAS和无人驾驶汽车市场的快速兴起,市场对车载摄像头的品质、产量有更高的要求,我国车载摄像头行业迎来了发展良机,也带动我国光学镜头产业发展。

  新思界行业分析人士表示,由于现代技术的不断发展和光学镜头应用领域不断拓宽,下游行业的发展对光学镜头的设计水平和精密生产加工能力提出了更高的要求,这不仅为我国光学镜头行业带来巨大的发展动力,同时也推动了光学镜头技术不断升级创新,促使我国光学镜头行业向可持续化、健康化发展。

4. 镜头的光学参考有哪些

1大口径透射式天文观测镜的设计与制造技术”、“

2.复杂变焦光学系统设计技术”、

3.多光谱共口径镜头的研制生产技术”、“

4小型化定变焦非球面镜头的设计及自动化生产技术”。

依托上述四大核心技术,自2004年以来,福光股份从军用拓展至民用,通过军民融合的发展道路,推动专业镜头的国产化,确立了在安防镜头领域的领先地位。

5. 光学镜头的特点

摄像机的一个重要的器件就是镜头,摄像机标准配置的镜头被称为标头,通常为17倍头。在谈到广角时,又会说到4.5这个概念。摄像机镜头为光学变焦镜头,下面是镜头的概念和参数。 镜头是一种光学器件。是由多片光学透镜、光圈和镜筒组成,与照相机镜头相比,在镜头右边多了一个摄像握手,在握手上有对镜头进行控制的多个按钮。某些摄象机镜头还配有光学焦距增倍装置。光学镜头的主要三个参数:焦距、视场角和相对孔径。镜头一般按焦距分有:定焦距镜头、变焦距镜头(长焦、短焦、标准)、特技镜头。

6. 光学镜头的分类与特征有哪些

镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能,由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。任何一种光学镜头,都可以由这三种光学特性的技术参数来表示和区分。

(1)焦距 摄像机的镜头都可被看成为一块中间厚、边缘薄的凸透镜,光线穿过透镜会聚成焦点,焦点至镜头中心的距离即为该镜头的焦距,焦距的单位是毫米(mm)。 镜头焦距的长短与被摄对象在摄像管光电靶面上的成像面积成正比。

如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄,镜头焦距愈长,那么成像面积越大,放大倍率越高;反之,镜头焦距愈短,则成像面积越小,放大倍率越低。

通常,我们把焦距与像平面对角线接近或相等的镜头称为标准镜头。一般的摄像机光电靶面成像面积约等于16毫米电影摄影机的画幅像平面,标准镜头焦距通常为25毫米。焦距大于像平面对角线的镜头,称为长焦距镜头。焦距小于像平面对角线的镜头,称为广角镜头。焦距可发生变化的镜头,称为变焦距镜头。

(2)视场角 镜头的视场角,是指摄像管有效成像平面(视场)边缘与镜头后节点所形成的夹角。

从造型角度上讲,镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度(镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角,本章所用视场角均指水平视场角)。镜头视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。视场角愈大,被摄主体成像越小,画面景物越开阔;反之,视场角愈小,被摄主体成像越大,画面景物的视野越狭窄。

视场角主要受镜头成像尺寸和镜头焦距这两个因素制约。由于摄像管成像靶面在实际拍摄中是不变的固定因素,所以直接影响视场角的就是镜头焦距了。我们拍摄时一般只能通过变换不同焦距的镜头来改变视场角。

摄像机在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄时,使用不同焦距的镜头会改变该对象在画面中的成像面积和背景范围。

这实质上是由于视场角发生了相应的改变。

比如,一个视场角为50°的镜头所拍得的被摄主体在画面中只有视场角为5°的镜头拍得的图像面积的1/10。镜头焦距越长,视场角越小;焦距越短,视场角越大。标准镜头(25mm镜头)所呈现的视场角大约在45°左右。广角镜头(焦距小于25mm)的水平视场角均大于60°,一般处在60°-130°之间。130°以上到180°之间的镜头被称为超广角镜头,又称为鱼眼镜头。

长焦距镜头(焦距大于25mm)的水平视场角小于40°。

(3)镜头的相对孔径是指镜头的入射光孔直径(D)与焦距(f)之比,其大小说明镜头接纳光线的多少。

相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。

相对孔径(D/f)的倒数(f/D)被称为光圈系数(F),被标刻在镜头的光圈环上。摄像机的镜头光圈系数分为若干档,常见的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等,相邻两档光圈F值的比值均为,曝光量相差一级。

由于像平面照度和相对孔径的平方成正比,所以F值变化一档,相当于摄像机镜头的光通量变化一倍。

在摄像时我们说开大光圈,实际上是从光圈调节环上大F值向小F值的一端运动,即减小了光圈系数值;而缩小光圈,则是从小F值向大F值一端运动,光圈系数值加大。

比如,从光圈8调到光圈5.6,就是开大了光圈,光通量增大一倍,曝光值增加一级。

反之亦然。

对相对孔径和光圈系数的调节,决定了镜头的光通量和镜头景深。对摄像机的镜头进行光圈选择,实质是一个曝光控制的问题。现在的摄像机通常都有手动光圈和自动光圈两种控制方式。自动光圈只能对被摄场景的曝光控制作出技术性处理,而有意识、有目的的动态用光和艺术处理只能由手动光圈才能更好的表现。在拍摄同一照度下的同一场景时,光圈越大,景深范围越小;光圈越小,景深范围越大。镜头曝光的有意图控制和不同景深的选择性运用,是摄像人员实现创作意图取得最佳画面效果的有效手段。

7. 光学镜头的分类与特征图片

手机里面的镜头,目前全部是定焦镜头,全部是定焦镜头。所说的变焦,是通过接力的形式拍照,广角拍完主摄拍,主摄拍完2倍拍(等效焦距),接着3倍(真实焦距7.48左右,等效80mm),到了p40,十倍了。最后是通过算法把图像展示出来。

因为焦距长了,所以光路得长,放不下,用棱镜折转一下,就成了潜望。

光学变焦英文名称为Optical Zoom,数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过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。