光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇

光學(xué)基礎(chǔ)

LENS術(shù)語解讀篇RovyXin2011、12、12光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇光學(xué)定義圖光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇規(guī)格術(shù)語解讀1、EFL(EffectiveFocalLength）有效焦距

定義：指鏡頭中心到焦點(diǎn)的距離(圖一)。鏡頭的焦距分為像方焦距和物方焦距(圖二)：像方焦距是指像方主面（后主面）到像方焦點(diǎn)（后焦點(diǎn)）的距離。物方焦距是指物方主面（前主面）到物方焦點(diǎn)（前焦點(diǎn)）的距離。注意事項(xiàng)：（1）焦距過短則視場(chǎng)角過大，導(dǎo)致畸變和主光線出射角難以控制，相對(duì)照度過低，鏡片彎曲嚴(yán)重，相差校正困難，因此難以設(shè)計(jì)。（2）焦距過長鏡頭將過長，不利于系統(tǒng)小型化，而且視場(chǎng)角過小，不能滿足用戶需求（FOV>60°）。圖一圖二光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇2、TTL(TotalTrackLength)鏡頭總長

鏡頭總長分為光學(xué)總長和機(jī)構(gòu)總長：光學(xué)總長是指由鏡頭中鏡片的第一面到像面的距離。機(jī)構(gòu)總長是指由鏡筒端面到像面的距離。3、BFL（BackFocalLength）光學(xué)后焦距

定義：由光學(xué)系統(tǒng)中鏡片的最后一面到像面的距離。4、FFL(FrontFocalLength）光學(xué)前焦距

定義：由光學(xué)系統(tǒng)中鏡片的第一面到物面的距離

注意事項(xiàng)：要與機(jī)構(gòu)后焦距FFL區(qū)分5、FBL/FFL(FlangeFocalLength）機(jī)構(gòu)后焦（法蘭焦距）

定義：由鏡組的最后一個(gè)機(jī)構(gòu)面到像面的距離光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇6、FOV(FieldOfView）視場(chǎng)角

定義：是指鏡頭能拍攝到的最大視場(chǎng)范圍。視場(chǎng)角可分為對(duì)角線視場(chǎng)角（FOV-D)、水平視場(chǎng)角（FOV-H)、以及垂直視場(chǎng)角（FOV-V）。對(duì)角線視場(chǎng)角最大，水平視場(chǎng)角次之，垂直視場(chǎng)角最小。通常我們所講的視場(chǎng)角一般是指數(shù)碼攝像模組的對(duì)角線視場(chǎng)角。

FOV-H=2tan（H/2D）

FOV-V=2tan（V/2D）

FOV-D=2tan[sqrt（H2+V2）/2D]7、F/NO.（F-Number）焦數(shù)（相對(duì)孔徑）

定義：有效焦距與入射瞳孔徑的比值。

F/#=EFL/EPD(EPD:入射瞳孔徑)

作用：用來決定鏡頭之明暗。備注：在保證同樣通光孔徑的前提下，焦距越短相對(duì)孔徑應(yīng)越小。一般情況下F/#=2.8,但單片設(shè)計(jì)時(shí)F/#=3.2，N/BLensF/#=2.0F/#越小通光孔徑越大。光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇8、Distortion畸變

畸變是軸外相差。而且是軸外細(xì)光束的像差。它是軸外點(diǎn)與主光線在像面上交點(diǎn)的高度同理想（近軸）像面的高度差。它是視場(chǎng)的函數(shù)，與孔徑?jīng)]有關(guān)系，初級(jí)畸變隨視場(chǎng)（像高）的三次方變化，而百分比畸變隨像高平方增加，所以視場(chǎng)不同畸變也不同。畸變的變化不是線性的，僅是像的變形，不影響像的清晰度?；兎譃門V畸變和光學(xué)畸變兩種：TV畸變：TV-Distortion

光學(xué)畸變：Optical-DistortionTV畸變分為枕型與筒型兩種。（Vertical）TV-Distortion=[(V1+V2)/2-Y]/Y*100%

（Horizontal）TV-Distortion=[(H1+H2)/2-X]/X*100%

注意事項(xiàng)：畸變是用戶很容易感覺到的成像質(zhì)量?；兪怯脩粢蠛車?yán)的鏡頭指標(biāo)，

Optical-Distortion<3%人眼不容易察覺

Optical-Distortion<2%攝影物鏡的畸變要求一般要求：CIFTV-Distortion<2.0%VGATV-Distortion<1.5%1.3M/2.0M/3.0MTV-Distortion<1%光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇9、RI(RelativeIllumination）相對(duì)照度

照度的定義：物體或被照面上被光源照射所呈現(xiàn)的光亮程度稱為照度。相對(duì)照度則是中心照度與外圍照度的比值。注意事項(xiàng)：相對(duì)照度過低表現(xiàn)為圖像中心較亮，而四周較暗，即漸暈現(xiàn)象，俗稱暗角（Shading）。相對(duì)照度過低還會(huì)導(dǎo)致色彩失真。

RI與COS4(semi-FOV)成正比：RI∝COS4(semi-FOV)Semi-FOV=30°，從理論上RI<56%Semi-FOV=35°，從理論上RI<45%

當(dāng)RI<50%時(shí)人眼是能分辨的，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)畫面四角全黑的“缺角”現(xiàn)象。因此RI的基本要求為：RI>50%

光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇10、CRA(ChiefRayAngle)主光線角度

定義：主光線角度為主光線與平行光線的角度。主光線就是光線由物體的邊緣出射，通過孔徑光闌的中心最后到達(dá)像的邊緣。注意事項(xiàng)：主光線出射角度不合適會(huì)暗角嚴(yán)重，對(duì)比度下降，偏色。

光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇11、MTF(ModulationTransferFunction)光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)

Modulation(M)的定義：Modulation是I的Maximum減去I的Minimum除以I的Maximum加上I的Minimum；也就是(光的最亮度減去光的最暗度)與(光的最亮度加上光的最暗度)的比值。所以得出來的結(jié)果M就是光的對(duì)比度。

Modulation(M)=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)I：Intensity光強(qiáng)度

Imax：最亮之光強(qiáng)度

Imin：最暗之光強(qiáng)度備注：SensorMTF的需求計(jì)算公式如下，

Sensor全頻解像力：1000/2.8/2=179lp/mm(2.8umPixelSize)

或1/(2￡)￡：SensorPixelSize光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇12、解像力（分辨率）

解像力的定義：為每1mm可解析的線對(duì)（line-pair）。單位為本（lp/mm）

Sensor全頻解像力（黑白）：1000/2.8/2=179lp/mm,但對(duì)彩色(RGB)而言，Sensor是以每4pixel解析1點(diǎn)，所以Sensor所需要的本數(shù)計(jì)算為：中心1000/2.8/2/sqrt2=126lp/mm—160lp/mm(中心通常解析會(huì)較高)

外圍1000/2.8/2/sqrt3=103lp/mm—100lp/mm(外圍為0.7F）

(sqrt2為一般計(jì)算方式，但不同廠牌或型號(hào)Sensor處理邏輯不同，會(huì)有差異)13、TV-Line掃描線

TV-Line就是在畫面水平影像中可解析多少條線，可由解像力來換算：

TV-Line=lp/mm*2*Sensor寬。例1/4’’1.3MSensor：中心1000/2.8/2/sqrt2=126lp/mm—126lp/mm*2*1024*2.8/1000=722—700TV-Line

外圍1000/2.8/2/sqrt3=103lp/mm—103lp/mm*2*1024*2.8/1000=590—600TV-Line

光學(xué)基礎(chǔ)LENS-術(shù)語解讀篇14、Flare/Ghost雜散光/鬼影

定義：指在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)里由于光在像面上隨意的散射形成的相反的縮影或霧狀像，也就是光學(xué)系統(tǒng)中的非成像光束。鏡頭表面的散射光、