约公元前480年前后,我国墨家学派创始人墨子做了天下上第一个小孔成像试验。听说在2000多年后的1839年,一位法国人发明了天下上第一台小孔成像相机,那时候由于这个小孔非常小,通光量非常小,导致曝光一张照片须要很永劫光。
小孔成像

随着人们对拍照需求的不断提升,比如哀求曝光速率快到千分之一秒(就要增加通光量,以实现在极度韶光内完成曝光,那么就要增加小孔的孔径),增加视场角(就要变动光路),相机成像用的这个小孔逐步发展为非常繁芜的镜头,这个镜头一样平常有好几片球面或非球面的透光镜片组合而成。
把小孔换成了镜头
如今大家见到的单反相机、手机摄像头、监控摄像头等,在他们的最前面都配有一支基于小孔成像事理的镜头。这些镜头的浸染,除了保护感光芯片外,最紧张的浸染便是增强在各种拍摄场景下的成像质量。
本日我们先大略聊聊镜头的几个规格参数:焦距,光学总长,视场角,光圈,主光芒角。
镜头后面便是感光芯片,物体的光芒通过镜头打到感光芯片上成像,以是关于感光芯片的几个观点有必要前辈行理解,详细见下图。
感光芯片
镜头成像
【焦距】
焦距FL,常常被简写为f,是把物距设为无穷大时打算出的一个镜头衡量指标,大家不要把焦距和像距搞混了。
由于镜头一样平常有多个镜片组合而成,以是所谓焦距一样平常指的是有效焦距,详细指的是镜头主点到成像焦平面的间隔。后焦距指的是镜头末了一片镜片面的顶点到成像焦平面的间隔。
实际场景中,由于物距不是无穷大,以是成像位置一样平常不在焦平面上,这时候要通过调度镜头与感光芯片的间隔,使感光芯片恰好在成像位置处,这便是对焦。
焦距大小会直接影响镜头的拍摄范围,即视场角的大小。
由于不同手机和相机的感光芯片尺寸不一样,同样焦距的镜头在不同的感光芯片上的视场角是不一样的,以是一样平常会参照135全画幅胶片相机的感光面尺寸(24mm36mm)进行换算,打算出等效焦距EFL,这样就可以比拟不同手机或相机的拍摄范围了。
等效焦距EFL=(135胶片对角线/感光芯片对角线)/镜头实际焦距FL
【光学全长TTL】
光学总长是镜头第一片镜片面的顶点到成像焦平面的间隔,或者说是镜头长度加上后焦距的长度。
【视场角FOV】
视场角是衡量相机系统拍摄视野范围的主要指标,视场角越大,则其可以吸收的影像视野范围也越大,或者说进入镜头的影像数量越多,但影像的放大率也越小。打个比方,同一个容器,想容纳更多东西的话,只能把东西压缩到更小的体积。
一样平常情形下,视场角与焦距与成反比。
FOV与焦距和感光芯片尺寸的关系
【光圈】
光圈可以认为是镜头的最小通光口径d。常用相对孔径FNo.来表示,为了便于大家理解,我们对其打算方法进行简化:FNo.=f/d,显然相对口径FNo.越小,对应的通光口径越大,镜头设计和制造难度也越大。
相对孔径=f/d
【主光芒角】
主光芒便是光芒由物的边缘出射,通过孔径光栏的中央末了到达像的边缘的光芒。主光芒角度为主光芒与平行光芒的角度,英文缩写CRA。
CRA
感光芯片对CRA非常敏感,以是不同的感光芯片对主光芒角(CRA)有不同的哀求,镜头CRA与感光芯片的匹配程度直接影响到成像的亮度和质量。
感光芯片对CRA很敏感









