光学镜头(EFL、TTL、BFL、FFL、FBL/FFL、FOV、F/NO、RI、MTF、TV-Line、Flare/Ghost)定义
发布时间:2023年10月31日
光学镜头的参数中有缩写详解,工业镜头选型计算公式官网:https://www.zlkc.com.cn/zhushou.php
1、EFL(Effective Focal Length)有效焦距
定义:指镜头中心到焦点的距离。
镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距
像方焦距是指像方主面(后主面)到像方焦点(后焦点)的 距离。
物方焦距是指物方主面(前主面)到物方焦点(前焦点)的距离。
注意事项:
(1)焦距过短则视场角过大,导致畸变和主光线出射角难以控制,相对照度过低,镜片弯曲严重,相差校正困难,因此难以设计。
(2)焦距过长镜头将过长,不利于系统小型化,而且视场角过小,不能满足用户需求(FOV>60°)
2、TTL(Total Track Length) 镜头总长
镜头总长分为光学总长和机构总长:
光学总长是指由镜头中镜片的第一面到像面的距离。
机构总长是指由镜筒端面到像面的距离。
3、BFL(Back Focal Length)光学后焦距定义:
由光学系统中镜片的最后一面到像面的距离。
4、FFL(Front Focal Length)光学前焦距
定义:由光学系统中镜片的第一面到物面的距离
注意事项:要与机构后焦距FFL区分
5、FBL/FFL(Flange Focal Length)机构后焦(法兰焦距)
定义:镜头最后端至成像面的长度。机构后焦对于Sensor及被动元件(电容等)息息相关,空间越小,可放置的空间也越小,相对的成像调焦距离也相对越小。
6、FOV(Field Of View)视场角定义:是指镜头能拍摄到的最大视场范围。
视场角可分为对角线视场角(FOV-D)、水平视场角(FOV-H)、以及垂直视场角(FOV-V)。
对角线视场角最大,水平视场角次之,垂直视场角最小。通常我们所讲的视场角一般是指
数码摄像模组的对角线视场角。
FOV-H=2tan(H/2D)
FOV-V=2tan(V/2D)
FOV-D=2tan[sqrt(H2+V2)/2D]
7、F/NO.(F-Number)光圈(相对孔径)
定义:有效焦距与入射瞳孔径的比值。
F/#=EFL/EPD (EPD:入射瞳孔径)
作用:用来决定镜头之明暗。
备注:在保证同样通光孔径的前提下,焦距越短相对孔径应越小。
一般情况下 F/#=2.8,但单片设计时F/#=3.2,N/B Lens F/#=2.0 F/#越小通光孔径越大。
8 畸变
畸变是轴外相差。而且是轴外细光束的像差。它是轴外点与主光线在像面上交点的高度同理想(近轴)像面的高度差。它是视场的函数,与孔径没有关系,初级畸变随视场像高)的三次方变化,而百分比畸变随像高平方增加,所以视场不同畸变也不同。畸变的变化不是线性的,仅是像的变形,不影响像的清晰度。
畸变分为TV畸变和光学畸变两种:TV畸变: TV-Distortion
光学畸变:Optical-Distortion
TV畸变分为枕型与筒型两种。
(Vertical)TV-Distortion=[(V1+V2)/2-Y]/Y*100%
(Horizontal)TV-Distortion=[(H1+H2)/2-X]/X*100%
注意事项:
畸变是用户很容易感觉到的成像质量。
畸变是用户要求很严的镜头指标,
Optical-Distortion<3% 人眼不容易察觉
Optical-Distortion<2% 摄影物镜的畸变要求
一般要求:
CIF TV-Distortion<2.0%
VGATV-Distortion<1.5%
1.3M/2.0M/3.0MTV-Distortion<1%
9、RI(Relative Illumination)相对照度
照度的定义:物体或被照面上被光源照射所呈现的光亮程度称为照度。
相对照度则是中心照度与外围照度的比值。
注意事项:相对照度过低表现为图像中心较亮,而四周较暗,即渐 晕现象,俗称暗
角(Shading)。相对照度过低还会导致色彩失真。
RI与COS4(semi-FOV)成正比:RI∝COS4(semi-FOV)
Semi-FOV=30°,从理论上RI<56%
Semi-FOV=35°,从理论上RI<45%
当RI<50%时人眼是能分辨的,严重时会出现画面四角全黑的“缺角”现象。
因此RI的基本要求为:RI>50%
10、CRA(ChiefRay Angle) 主光线角度
定义:主光线角度为主光线与平行光线的角度。
主光线就是光线由物体的边缘出射,通过孔径光阑的中心最后到达像的边缘。
注意事项:主光线出射角度不合适会暗角严重,对比度下降,偏色。