Per gli appassionati di fotografia o per coloro che praticano la visione artificiale, l'obiettivo è simile a un occhio umano.MTF - spesso lascia le persone abbagliateQuesti parametri non sono solo numeri freddi, determinano collettivamente ciò che si vede in ultima analisi.Questo articolo vi guiderà a comprendere i parametri fondamentali delle lenti ottiche e a scoprire i segreti della qualità delle immagini.

1, tre elementi di base: lunghezza focale, apertura e profondità di campo

1. Lunghezza focale
La lunghezza focale, di solito rappresentata da f, è l'identificazione più fondamentale di una lente.si riferisce alla distanza (in millimetri) dal centro ottico della lente al piano focaleMa dal punto di vista pratico, la distanza focale determina due effetti chiave: angolo di visione e ingrandimento.

Distanza focale corta (wide-angle): piccolo valore numerico (come 16 mm), grande angolo di visione, in grado di accogliere una scena più ampia, ma gli oggetti lontani appaiono più piccoli.Adatti per scatti di paesaggi o spazi interni con spazio limitato.

Lunga distanza focale (telefoto): con un grande valore (come 200 mm) e un angolo di visione stretto, è come un telescopio che può ingrandire e ingrandire oggetti lontani.per la realizzazione di apparecchiature per la fotografia di eventi sportivi.

Va notato che la dimensione del sensore influenzerà l'angolo di visione effettivo.l'angolo di visione si restringerà a causa del sensore che cattura solo la parte centrale dell'immagine, che equivale a moltiplicare la distanza focale per 1,5 volte (distanza focale equivalente).

2Apertura
L'apertura è un foro all'interno della lente utilizzato per controllare la quantità di luce che entra.4, F2.8F56C'è una regola controintuitiva qui: più piccolo è il valore di F, maggiore è l'apertura.
Flusso luminoso: più piccolo è il valore F, più luce entra, dando un vantaggio nella ripresa in ambienti a scarsa luce e consentendo velocità di scatto più elevate per prevenire i tremori delle mani.
Sequenza del coefficiente di apertura: la sequenza standard del valore F (come 1.4Due, due.8Quattro, cinque.6... ha una differenza di due volte la quantità di luce in entrata per ogni due livelli adiacenti.

3. profondità di campo
Quando si focalizza sul soggetto, la gamma di immagini chiare davanti e dietro l'oggetto è la profondità di campo -1-3.che sono anche potenti strumenti per i fotografi per creare effetti sfocati:
Apertura: maggiore è l'apertura (più piccolo è il valore F), minore è la profondità di campo (più pronunciata è la sfocatura dello sfondo); minore è l'apertura (più grande è il valore F),più profonda è la profondità di campo (scene davanti e dietro chiare).
Distanza focale: maggiore è la distanza focale, minore è la profondità di campo; minore è la distanza focale, minore è la profondità di campo.
Distanza di ripresa: più l'obiettivo è vicino al soggetto, minore è la profondità di campo.

2, Campo visivo e distorsione: angolo e distorsione del campo visivo

4. angolo di campo visivo
L'angolo di campo visivo si riferisce all'angolo della gamma di scene che l'obiettivo può coprire di -6 gradi.
Nella visione artificiale, l'angolo orizzontale del campo visivo (ω H) può essere calcolato utilizzando la dimensione del sensore (h) e la lunghezza focale (f): ω H=2 tan −1 (h/2f) -6.se vuoi vedere una gamma più ampia alla stessa distanza, hai bisogno di una lunghezza focale più breve o di un sensore più grande.
5Distorsioni.
La distorsione si riferisce al grado di distorsione di un'immagine, che non influisce sulla chiarezza, ma solo sulla forma.
Deformazione del barile: l'immagine assomiglia a una palla gonfia che si espande verso l'esterno e a una linea retta che si piega verso l'esterno.
Distorsione del cuscino: l'immagine assomiglia ai quattro angoli di un cuscino che si restringono verso l'interno e alle linee rette che si piegano verso l'interno.
I sistemi di misurazione ad alta precisione devono utilizzare lenti a bassa distorsione, altrimenti è necessaria una taratura software.

3Indicatori fondamentali di qualità dell'immagine: risoluzione e MTF

6. Risoluzione
Nel campo delle lenti, la risoluzione si riferisce alla capacità di una lente di distinguere i dettagli dell'oggetto, misurata in "pari di linee per millimetro" (lp/mm),il che significa quante linee bianche e nere si possono distinguere per millimetro di distanza.
Se la risoluzione dell'obiettivo è troppo bassa, anche se i pixel della fotocamera sono alti, non può presentare dettagli.Secondo il teorema del campionamento di Nyquist, la dimensione della linea dell'obiettivo dovrebbe essere di circa 2 volte la dimensione dei pixel.

7. Curva MTF
La funzione di trasferimento di modulazione (MTF) è lo strumento più scientifico e completo per valutare la qualità dell'imaging delle lenti.Non è come un singolo valore di risoluzione che descrive solo la risoluzione finale, ma riflette la capacità della lente di trasmettere contrasti.
Asse orizzontale: distanza dal centro dell'immagine (altezza dell'immagine).
Asse verticale: capacità di ripristino del contrasto (1 per il ripristino perfetto, 0 per la perdita completa).
Tecnica di interpretazione: più alta è la curva, migliore è il contrasto e la risoluzione dell'obiettivo; più piatta è la curva, migliore è la coerenza tra il centro e i bordi dello schermo.

4, Terminologia avanzata: non si tratta solo di scattare foto

Nel campo della fotografia professionale o della visione artificiale, ci sono anche alcuni parametri che sono cruciali:
8. Distanza focale posteriore e distanza della fianchetta
La lunghezza focale posteriore si riferisce alla distanza dalla superficie dell'ultima lente dell'obiettivo al punto focale, che è pari a -1.è importante prestare attenzione al fatto che la distanza della fianchetta (la distanza dal piano di montaggio al punto focale) corrispondaAd esempio, quando si installa un obiettivo C-interfaccia (con una distanza di flange di 17,526 mm) su una telecamera CS-interfaccia, è necessario installare un livello.

9L' angolo di luce principale.
L'angolo di raggio principale (CRA) si riferisce all'angolo tra il raggio principale emesso dalla lente e l'asse ottico, che èAl fine di garantire che la luce possa essere ricevuta senza intoppi dal "pozzo" dei pixel sensori, la CRA dell'obiettivo deve essere inferiore o uguale alla CRA della fotocamera, altrimenti ci saranno colori o scurezza ai bordi dell'immagine (cioè fenomeno di color shading).

10Lenti telescopiche
In una lente normale, più un oggetto è vicino alla lente, maggiore è l'immagine.La lente telecentrica è progettata con un percorso ottico speciale per garantire che l'ingrandimento dell'immagine rimanga costante entro un certo intervallo di distanza da un oggetto, eliminando così la parallasse e rendendola la scelta preferita per misure di alta precisione.