光学部分设计知识

gg〈一〉镜的基本知识）光学的基本原理：光是以直线传播，光速=3m/sec一般可见光范围约在700nm之，Wavelength700nm红外线Wavelength400nm紫外线光程的可逆性：将光线的方向反转过来，其所行路径将与原来路径相同。折射率：介质的绝对折射率n

光在空中的速度C=。光在此介質的速度V光从空气进入玻璃，则其相对折射率

a

g

=

光在空氣中速度n=。光在玻璃中速度na最小时间原理：光线从一点至另一点所经的路径，在已有条件下，所需的时间最小。反射定律：光线入射于一介质时，会产生反射，当入射线、反射线和法线共一平面时，则入射角等于反射角(折射定律：

)。光线入射于一介质时，会产生折射，当入射线、折射线和法线共一平面时，则

n

。NAB

界面

CN：线与界面垂直)A入射线B反射线：射）透镜的基本光学原理基本名词：焦(focal)：无穷远的光平行光)，经过光学系统，必会聚一点，或光线从一点发出，经过光学系统后，必平行于光轴，则此点称为焦点。(F1、F2)主(principlepoint)：主平面和光轴的交点。(P1、或(H1H2)节(nodal：射光经过一光学系统，其出射光方向不变，则其延长光线和光轴的交点，即为节点(N1N2)

F2P2

3R1R2F2(FFL)(BFL)(EFL)(EFL)焦平面：过焦点而与光轴垂直的平面。主平面：过主点而与光轴垂直的平面。：距(ifFFL：前焦距BFL：后焦距

n13

，then’(EFL)))基准面到成像面的距离，一般为镜头底部到成像面的长度。成像公式：

11f

。(：物距：距、f：距放大率公式

m

QH'H

。H：像高、H：物高)TotalTrack：到像的距离

12

)光圈：定义亮度或定义光锥区域。有下列表示：

PupilDF.NO

EFLEPD

D

入射瞳entrancepupil)

出射瞳(exitpupil)※亮

1(no)

主光线(chiefray)：边光线(marginray)：HH’相对照度：IH点A点度的比值：HcosIA

4

planeExitHA光线通过一透镜(光学系统)会产生反射、吸收和透射等现象。

反射率

II穿透率II反射率+折率吸收率I

R

I

TI〈二〉考镜头的基本参数）成大小(镜头的成像大小一定要大于的像范围sensor的成像范围是area的对角线大小，也就是成像画幅对角线的大小））焦(EFL)&视场角FOV)FOV是镜头的取像角度公式：y`=*FOV*1/2)y`成像画幅对角线的1/2由此可见，选择焦距的大小也就决定视场角的大小；般要求视场角为度度右；）光系数(像的照度

1()

一般选择2.4~3.0比较合理解像力关系到成像的品质优劣分辨率定义:以面）上每毫米中能分辨开的黑白条纹数来表征，也就是空间频率的概念；单位：LP/mm另外镜头的分辨率，通常还以MTF来示。TransferFunction),表示光学系调变度转移能力的值，而在不同频率(lp/mm)所得到的MTF会同。原理公式：MTF=ImaxImin/Imax+Imin，单位以百分比表示；黑白条纹的讯号方波，透过光学系统镜，而以正玹波讯号出，经过电子讯号转换，而以数值显示结果。ImaxImin一般来说，我会希望镜头的MTF至在看来刚好能分；例如：大为VGA（640*480sensorpixel大小为

空间频率为选用的镜头希望在89LP/mm的白条上MTF值为；当然，越高越好！）扭曲度Distortion)所谓的扭曲度是指一条直线经过镜头的拍摄后成线弯曲的程度曲度的计算是以成像大小之变化对于理想成像大小的百分比。表示式如下所示:D(%)=(Y-X100;理像高Y际像高。）相对照度）I边缘点H和心点A照度的百分比值：HcosIA一般希望在以；）镜头的结:以VGA结图为例⑥⑦

4

①②③④⑤镜(镜(Glass1)镜(Glass2)光阑．镜片）滤片(IRCut)7.支承座(Holder)注：所谓的IRCut，就是用来避掉户外的外线的光线，避免画面整个偏红

(三镜与的位关系镜头的光学中心轴要一定sensor的area中心点相！但与外形中心位置的关系要依据具体客户要求来设计，一般情况下，也是一致的。中心点由厂家给出，如简图注的imagearea中点不一定与外形的中心点相一致；如上图sensor的学中心点是ArrayCenter,标为（um,189.3um）相对应的Package此图方向为抓取影像的正立方向，定义imagearea第pixel的位置标志位）一般情况下外结构为对称中心的，相应的中心也设计在外形结构中点上（fpc心点是要与客户要求的位置点相符那端中心点