A3 视场、孔径、空间带宽积和成像透镜基本参数(I)

初中物理光学透镜成像知识总结光学透镜是一种利用光的折射现象实现光学成像的光学元件。

它通常由透明的玻璃或塑料制成，具有两个曲面，其中一个或两个曲面是非球面的。

透镜主要有凸透镜和凹透镜两种类型。

光线的传播方向一般分为两种，分别是从光源出发经过透镜成像以及由成像物体出发经过透镜成像两种情况。

在透镜成像中，有一些重要的参数需要了解。

首先是物距，即被成像物体与透镜的距离。

其次是像距，指的是透镜所成像的像与透镜的距离。

还有焦距，指的是平行光线通过透镜后所成的焦点与透镜的距离。

焦距是确定透镜特性的重要参数，也是透镜成像中最关键的参数之一对于凸透镜而言，透镜的中心称为光心，光心的光线传播方向与光线传播方向一致。

而凹透镜的光心与物距、像距的位置关系相同，即光线传播方向与物距、像距的位置关系相反。

在透镜成像中，有一些重要的成像规律需要了解。

首先是薄透镜成像公式。

根据薄透镜成像公式，可以得到物距、像距、焦距之间的关系。

其次是光学放大倍数的计算公式。

光学放大倍数是指通过透镜成像获得的像与物的大小比值。

在透镜成像中，还有一些常见问题需要了解。

首先是透镜成像中物体的放置位置。

通常情况下，物体放置在凸透镜的物距大于等于焦距的位置时，透镜成像为实像，放置在物距小于焦距的位置时，透镜成像为虚像。

其次是透镜成像的性质。

透镜成像具有放大、缩小、正立、倒立等性质，具体取决于物体的放置位置、透镜的类型和距离等因素。

在透镜成像中，还有一些相关的实际应用需要了解。

首先是眼镜的成像原理。

近视眼镜主要通过在凸透镜上细化造成屈光不正的问题，通过透镜的折射原理将光线聚焦到视网膜上，从而实现矫正视力。

其次是显微镜和望远镜的成像原理。

显微镜和望远镜主要利用两组或多组透镜的组合，通过透镜的放大成像原理使得人眼能够观察到远处或微小的物体。

总结起来，透镜成像是光学学习中的重要内容。

通过了解透镜成像的基本原理、公式和适用范围，并能够应用于实际问题的解答和分析，可以更好地理解光学的知识，并且能够应用于实际生活中的一些应用场景中。

光学镜头参数详解
摘要：
I.光学镜头概述
- 定义与作用
II.光学镜头的主要参数
- 焦距
- 相对孔径与光圈数
- 视场角与像面尺寸
- 分辨率
- 景深
- 工作距离
- 相机接口
III.光学镜头的选择与应用
- 选择光学镜头的考虑因素
- 光学镜头的应用领域
IV.结论
正文：
I.光学镜头概述
光学镜头是一种用于将光线聚焦在一点上的光学器件，通常由多个透镜组成。

它广泛应用于各种光学设备和仪器中，如照相机、望远镜、显微镜等。

光学镜头的主要作用是将来自物体的光线聚焦在成像传感器或眼睛上，从而产生
清晰的图像。

II.光学镜头的主要参数
1.焦距
焦距是指从光学镜头的中心点到焦点的距离。

它决定了像与实际物体之间的比例。

镜头焦距越长，成像越大。

2.相对孔径与光圈数（f）
相对孔径是指镜头的有效孔径与焦距的比值，主要影响像面的照度。

显微镜物镜的五个基本参数（资料参考）显微镜物镜的五个基本参数一、数值孔径(NA)子午光线能进入或离开纤芯(光学系统或挂光学器件)的最大圆锥的半顶角之正弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率，数值孔径是判断物镜性能(分辨率、焦深、亮度等)的重要指数。

数值孔径又叫镜口率，简写为NA。

它是由物体与物镜间媒质的折射率(n)与物镜孔径角的一半(θ\2)的正弦值的乘积，其大小由下式决定：NA=n×sinθ/2。

数值孔径简写NA(蔡司显微镜的数值孔径简写CF)，数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者(尤其对物镜而言)性能高低(即消位置色差的能力，蔡司公司的数值孔代表消位置色差和倍率色差的能力)的重要标志。

其数值大小分别标在物镜和聚光镜的外壳上。

孔径角又称“镜口角”，是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。

孔径角越大，进入物镜的光通亮就越大，它与物镜的有效直径成正比，与焦点的距离成反比。

显微镜观察时，若想增大NA值，孔径角是无法增大的，唯一的办法是增大介质率n值。

基于这一原理，就产生了水浸系物镜和油浸物镜，因介质的折射率n 值大于1，NA值就能大于1。

数值孔径最大值为1.4，这个数值在理论上和技术上都达到了极限。

目前，有用折射率高的溴萘作介质，溴萘的折射率为1.66，所以NA 值可大于1.4。

与其他参数的关系：数值孔径是显微镜物镜的重要参数，决定了物镜的分辨率。

与物镜的放大倍数，工作距离，景深有直接关系。

一般来说，它与分辨率成正比，与放大率成正比，焦深与数值孔径的平方成反比，NA值增大，视场宽度与工作距离都会相应的变小。

容易产生的误区：数值孔径与分辨率成正比，但这并不是说在选择物镜的时候一定要选择数值孔径(NA)最大才是最好，因为物镜还会有很多其他重要参数，比如荧光透过率、工作距离等等，最好根据自己的实验选择。

二、焦深焦深也叫景深，其定义是：指使用显微镜观察和拍摄样品表面时，从对准焦点的位置开始，改变物镜与样品表面的距离时，对焦能够保持清晰的范围。

科普：镜头的参数指标概述蓝海光学招募：1名镜头装配主管，1名镜头销售光学人生，你的精彩人生！镜头的参数指标光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。

在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。

镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能；合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

1.镜头的相关参数(1)焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用f来表示。

焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。

由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。

(2)光阑系数即光通量，用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。

每个镜头上都标有最大F值，例如6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米。

光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。

镜头上光圈指数序列的标值为1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。

也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号2倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。

(3)景深摄影时向某景物调焦，在该景物的前后形成一个清晰区，这个清晰区称为全景深，简称景深。

决定景深的三个基本因素：光圈: 光圈大小与景深成反比，光圈越大，景深越小。

焦距: 焦距长短与景深成反比，焦距越大，景深越小。

物距: 物距大小与景深成正比，物距越大，景深越大。

A3 视场、孔径、空间带宽积和成像光学系统的基本参数（I）3.1成像光学系统将二维或三维空间的物体或图形成像在人眼或探测器（例如CCD、CMOS）上。

文案文案⏹ 横向放大率()()22y y y y β''== （3.1）一般用CCD 、CMOS 拍摄时得到缩小的像，1β<。

⏹ 视场角2ω（角视场）和像高y '间的换算公式()122tany f ω-'= （3.2）其中f 为焦距，y '为圆形探测器的半径，或矩形探测器对角线长度的一半。

文案表3.1 CCD 规格镜头的孔径角u '常用F 数表示1(2)F u '= （3.3）3.2 空间带宽积22SBP nyun y u λλ'''==（3.4）n ：物方介质折射率，n '像方介质折射率（例如显微镜油浸物镜的油折射率），空气折射率近似为1; λ：光波波长; SBP是一个没有量纲（没有单位）的数。

⏹SBP特征：➢SBP表征成像系统所传递的信息量：“空间”即视场，2y 越大，看到的空间范围（“视野”）越大。

➢以后会讲到，成像透镜相当于“低频滤波器”，它的“带宽”用uλ表示，孔径角u越大（F数越小），分辨率、清晰度越高，对于被显示物体细节的图3.3 光学元件文案文案表现能力越强。

➢ 物、像空间的SBP 相等。

可以用像方视场2y '、像方孔径角2u '来计算SBP 。

➢ 通常用“F 数”代替孔径 u ，并假定像方介质为空气，1n '=，因而有2tan SBP y u y f F F ωλλλ'''=== （3.5）⏹ 空间带宽积给出成像系统可能达到信息量的高限，可以用来对物镜的性能分级。

图3.4 光学元件加工车间➢实际系统由于以下原因远达不到SBP高限：✧设计水平限制；✧加工、装配误差；✧材料误差。

⏹为了提高性能，采取了以下措施：➢对设计优化，提高设计软图3.5 剖开的镜头结构图件的模拟功能和优化速度。

镜头基本参数Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT一、镜头基本参数（一）镜头的结构及重要规格参数1.镜头的结构镜头由多个透镜、光圈和对焦环组成。

镜头中的玻璃镜片是镜头的核心。

但是只有玻璃镜片也没有用，光圈控制与对焦机构是镜头组成另外两个重要机构。

镜头的光圈可以分为固定光圈和可变光圈，其中可变光圈又可分为自动光圈和手动光圈。

同样的，对焦机构也有手动和自动之分。

如下图所示，在使用时由操作者观察相机显示屏来调整可变光圈和焦点，，以确保图像的明亮程度及清晰度。

2.镜头的焦距和视场任何一个复杂的透镜组合都可以等效为一个简单的透镜，光经过透镜的传播路线可以简单的画作下图：（1）、工作距离工作距离指的是镜头第一个面到所需成像物体的距离。

它与视场大小成正比，有些系统工作空间很小因而需要镜头有小的工作距离，但有的系统在镜头前可能需要安装光源或其它工作装置因而必须有较大的工作距离保证空间，通常FA镜头与监控镜头相比，小的工作距离就是一个重要区别。

（2）、焦距焦距是指镜头的光学中心（光学后主点）到成像面焦点的距离。

平行光通过镜头后汇聚于一点，这个点就是所说的焦点。

焦距不仅仅描述镜头的屈光能力，且可作为图像质量的参考。

一般镜头失真随着焦距的减小而增大，因而选择测量镜头，不要选择小焦距（小于8mm）或大视场角的镜头。

在光学系统当中，以镜头为顶点，以被测物体通过镜头的最大成像范围的两边缘构成的夹角叫做视场角。

视场角的大小决定了镜头的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率也就越小。

焦距越长，视场角就越窄；焦距越短，视场角就越宽。

工作距离指的是镜头最后一个面到其像面的距离。

通过目标物所需视场及透镜的焦距，可确定工作距离（WD）。

工作距离和视场大小由焦距和CCD大小来决定。

在不使用近摄环的情况下，可套用以下比例表达式获得：工作距离：视角=焦距：CCD大小假设焦距为16mm，CCD大小为，则工作距离应为200mm，这样才能使视场等于45mm。

学习报告Lens基本参数一）有效焦距EFL有效焦距(Effect Focal Length)是从透镜的主点到焦点在光轴上的距离。

根据EFL的大小可将Lens分为：标准镜头38㎜＜EFFL＜61㎜广角镜头（Wide）EFFL＜38㎜望远镜头（Tele）EFFL＞61㎜二）光圈数FNO.FNO.=EFL/入瞳直径＝1/相对孔径相对孔径=入瞳直径/EFL，系统的入光量与相对孔径的平方成正比FNO.可分为：Infinite:平行光系统使用的FNO.Working FNO.:Working Distance 时使用的FNO.三）总长 Total Track定义：系统的第一面至像面间的距离。

它决定整个光学系统的外形的大小。

四）后焦 BFL后焦（Back Focal Length）是指在最佳成像距离lens最后一个面至像面在光轴上的距离。

BFL可分为：光学后焦：指Lens最后一个光学面顶点至像面的距离机械后焦：指Lens Barrel最后一个机械面至像面的距离五）视场定义为一个光路系统中，可以成像的范围。

视场的表示：物高：所能成像的物的大小（在有限远时）半场角：光学系统习惯是一个对称系统，所以通常都只取一半视场角做为定义（在无限远时）。

六）放大率 Magnification：垂轴放大率：又称之为放大率，是指当对象通过一个Lens组件成像后，在像面(Image)上所成像的高度与物高的比率。

其余两种为：横向放大率及角放大率。

公式 : M=Image size/Object size简易法:M=像距/物距，只能用于物像空间介质相同时。

2013年01月12日。

关于工业镜头几个参数的简要介绍--深圳视清科技VICO 一、焦距焦距（f’）：概念上讲，无限远目标的轴上共轭点是工业镜头的（像方）焦点，而此焦点到(像方)主面的距离称为焦距。

焦距描述了工业镜头的基本成像规律：在不同物距上,目标的成像位置和成像大小由焦距决定。

二、光圈/相对孔径光圈和相对孔径是两个相关概念，相对孔径（通常用D/f’表示）是镜头入瞳直径与焦距的比值；而光圈（通常用F表示）是相对孔径的倒数。

三、视场/视场角视场和视场角是相似概念，它们都是用来衡量工业镜头成像范围的。

在远距离成像中，例如望远镜、航拍镜头等场合，工业镜头的成像范围常用视场角来衡量，用成像最大范围构成的张角表示（2ω）。

在近距离成像中，常用实际物面的幅面表示（V x H）成像范围，也称为工业镜头的视场。

这两个概念的使用没有绝对的界限，视使用方便而定。

四、工作距离(Work distance)工业镜头与目标之间的距离称作工业镜头的工作距离。

需要注意的是，一个实际工业镜头并不是对任何物距下的目标都能做到清晰成像（即使调焦也做不到），所以它允许的工作距离是一个有限范围。

五、像面尺寸一个工业镜头能清晰成像的范围是有限的，像面尺寸指它能支持的最大清晰成像范围（通常用其直径表示）。

超过这个范围成像模糊，对比度降低。

所以在给工业镜头选配CC D时，可以遵循“大的兼容小的”原则进行。

就是工业镜头的像面尺寸大于（或等于）CC D尺寸。

六、像质（MTF、畸变）像质指工业镜头的成像质量，用于评价一个工业镜头的成像优劣。

传函（调制传递函数的简称，用MTF表示）和畸变就是用于评价像质的两个重要参数。

MTF：在成像过程中的对比度衰减因子。

实际镜头成像，得到的像与实物相比，成像出现“模糊化”，对比度下降，通常用MTF来衡量成像优劣。

畸变：理想成像中，物像应该是完全相似的，就是成像没有带来局部变形，如下图1。

但是实际成像中，往往有所变形，如(b)(c)。

畸变的产生源于工业镜头的光学结构、成像特性使然。

天文望远镜的基本光学性能指标在天文观测的对象中，有的天体有视面，有的没有可分辨的视面;有的亮度极强，有的又极其暗弱;有的运动快速，有的只作周日旋转…五花八门，千差万别。

观测者应根据观测目标和目的，选用不同的望远镜，或采用不同的方法进行观测。

一般说来，普及性的天文观测多属于综合性的，要考虑"一镜多用"。

所以在选择天文望远镜时，一定要充分了解它的基本性能指标、主要分类和各自的优缺点以及如何正确选购、使用、维护和保养等基本知识。

提示:在阅读以下内容之前，最好先阅读"观赏镜与夜视仪"目录下"2.怎选择双筒望远镜"一文，以掌握相关的基本知识。

天文望远镜的基本光学性能指标评价一架望远镜的好坏，首先要看它的光学性能，其次看它的机械性能(指向精度与跟踪精度)。

光学望远镜的光学性能一般用下列指标来衡量:1.物镜口径(D)望远镜的物镜口径一般指有效口径，也就是通光口径(不是简单指镜头的直径大小)，是望远镜聚光本领的主要标志，也决定了望远镜的分辨率(通俗地说，就是看得清看不清)。

它是望远镜所有性能参数中的第一要素。

望远镜的口径愈大，聚光本领就愈强，愈能观测到更暗弱的天体，看亮天体也更清楚，它反映了望远镜观测天体的能力，因此，爱好者在经济条件许可的情况下，应尽量选择口径较大的望远镜。

2.焦距(f)望远镜的焦距主要是指物镜的焦距。

望远镜光学系统往往由两个有限焦距的系统组成，其中第一个系统(物镜)的像方焦点与第二个系统(目镜)的物方焦点相重合。

物镜焦距常用f表示，而目镜焦距常用f'表示。

比如F70060天文望远镜的物镜焦距(f)为700mm。

目镜PL9的焦距(f')为9mm。

物镜焦距f是天体摄影时底片比例尺的主要标志。

对于同一天体而言，焦距越长，天体在底片上成的像就越大。

3.相对口径(A)与焦比(1/A)相对口径A又称光力，它是望远镜的有效口径D与焦距f之比，即A=D/f。

安全防范系统安装维护员（非等级）复习要点安全防范系统安装维护员复习要点1，职业道德是从事一定职业的人们，根据社会道德和职业要求，应共同秉承和遵循的、具有本职业特征的道德观念、情操、品质、准则和规范的总和。

它调节从业人员与服务对象、从业人员之间、从业人员与职业之间的关系。

它是职业或行业范围内的特殊要求，是社会道德在职业领域的具体体现。

2，职业道德作为职业行为的准则之一，与其他职业行为准则相比，具有以下特征：鲜明的行业性、表现形式的多样性、一定的强制性、相对稳定性、利益相关性。

3，安全防范行业是朝阳行业，是涉及生命、财产安全的行业。

4，电路就是传递电能的通路，这是电工学的概念；电子学则认为电路是传送信息的通路。

5，电流是电荷的定向移动。

电流的方向，指正电荷运动的方向。

6，根据电阻值R的大小，电路有开路和短路两种特殊工作状态。

7，在电路中的欧姆定律分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。

8，由一条或多条支路所组成的任何闭合电路称为回路9，GB/T4728电气简图用图形符号10，离地面2M以上进行的作业即属于高空作业11，安全防范系统工程的基本任务是电子和电气设备安装，所以使用的工具设备也主要为电动设备。

因此，安全用电是其安全生产的核心。

12，电能对人体的伤害主要有三种方式：电击伤、电热伤、电磁场伤害。

13，安全防范是预防和制止盗窃、抢劫、破坏、暴力、爆炸等治安事件的活动。

目标是：预防治安事件，保卫生命财产。

T反应《=T 延时-T探测14，安全防范分为：人防、物防、技防15，安全防范子系统包括：入侵探测系统、视频监控系统、出入口控制系统、电子巡查系统、停车场管理系统和其他子系统。

16，入侵探测系统由前端设备、通信、报警控制器三部分组成。

17，入侵探测器通常被称为报警器，是前端设备的核心，报警系统通过它形成足够的防范空间，具有适当的灵敏度，以此来完成对防范空间的封闭和异常情况的响应。

18，报警控制器的三个主要功能是：显示、系统功能和状态设置、状态监控与信息存储。