焦點 (focal point、focus):

對于一個理想透鏡而言:遠處的物體可以近似地看成時位于無限遠處。

該無限遠處的物體上任何一點發(fā)出的到達理想透鏡的光線,可以看成是平行光。

所謂“光軸”就是一條垂直穿過理想透鏡中心的光線。

與光軸平行的光線射入凸透鏡時,理想的凸鏡應該是所有的光線會聚在透鏡后面一點上,這個會聚所有光線的一點,就叫做焦點。例如使用放大鏡將太陽光聚光后,形成最小點的就是焦點。

焦點一定在光軸上。

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在光學術(shù)語上,以透鏡為界:

被攝物體所在的空間稱為“物方空間”;

被攝物體所發(fā)出的光穿越透鏡在透鏡后面形成的像所在的空間稱為“像方空間”;

在像方空間所形成的焦點稱為“像方焦點”或“后焦點”;

反之,從像方開始,投射出與光軸平行的光線,并在透鏡物體空間所形成的焦點,稱為“物方焦點”或“前焦點”。

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機器視覺定位(焦點與定焦)-機器視覺_視覺檢測設備_3D視覺_缺陷檢測注意:對于凹透鏡而言,物方焦點與像方焦點的位置與凸透鏡相反

主點 (Principal point):

一個透鏡得軸向厚度與其直徑、物距、像距以及焦距相比顯得很小,就可以認為該透鏡是薄透鏡。

一片薄的雙凸透鏡的焦點距離,一般指鏡片的中心到焦點為止的光軸上的距離,這個鏡片的中心叫做“主點”。

實際的鏡頭都是由數(shù)片凸透鏡和凹透鏡組合而成,無法直接分辨出主點的位置。

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當焦點處于無限遠時,鏡頭主點到結(jié)像平面的距離 = 焦距

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對于某種畫幅而言,標準鏡頭的焦距值約等于畫幅對角線長度,其主點的位置在鏡頭的光學組內(nèi)

前主點/后主點(front principal point/rear principal point)

如下圖所示,假設從 a 射入的光線,折射之后通過 n 和 n’ 致到達了 b 。對于光軸而言,a-n與 n’-b 之間產(chǎn)生相似的角度,因此,在光軸上可以得出 h、h’ 兩個交點。

這兩個交點 h 和 h’ 就叫做主點,其中 h 為前主點(第一主點),h’ 為后主點(第二主點)。

前主點與后主點之間的距離稱為主點間隔。

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焦點距離(focal length)

攝影鏡頭從后主點(h’)到后焦點的距離就是焦點距離。

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雖然鏡頭的種類不同,會有主點的前后關(guān)系位置相反,或者 h’ 落到組合的鏡頭之外的現(xiàn)象發(fā)生。無論何種情況,從后主點 h’ 到后焦點之間的距離,就是焦點距離。

望遠型鏡頭和逆望遠型(retrofocus lens)鏡頭的后主點 h’ 的位置,如下圖所示。

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長焦鏡頭主點位置比標準鏡頭的更靠前,其主點位于鏡頭前組光學組外

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廣角鏡頭主點位置比標準鏡頭的更靠后,其主點位于鏡頭后組光學組外

后焦距離(back focus)

當焦點在無限遠時,鏡頭最后一片鏡片面的頂點到膠片平面在光軸上之間距離,稱為后焦距離。

單反機由于其工作原理,在動作過程重,反光鏡必須往上翻起。所以,后焦距離比較短的廣角鏡頭,反光鏡會碰到最后一組鏡片。所以,單反機用的廣角鏡頭,必須采用后焦距離比較長的逆望遠型鏡頭。