镜头的基础知识
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• 对应的CCD尺寸、市场上一般根据用途使 用2/3寸到1/3寸的产品。
CCD尺寸 水平：H
1型
12.8
2/3型
8.8
1/2型
6.4
1/3型
4.8
1/4型
3.6
35mm胶片 36.0
垂直：V 9.6 6.6 4.8 3.6 2.7 24.0
对角：D 16.0 11.0 8.0 6.0 4.5 43.3
镜头选择时的计算公式（近似值）
决定被摄物体的视场角 在拍摄中非常重要、 它是由镜头的焦距和 CCD的尺寸决定的。 选择被摄物体所用镜头 的焦距、可通过下式 计算。
f =4.8×2500 ≈36mm 330
1）已知被摄物体高度的 情况下
1/2摄像机（成像画面 高度）v=4.8mm 被摄体垂直方向的高度 V=330mm(33cm) 镜头到被摄体间的距离 D=2500mm(250cm) 将数值代入（1）式中
后方被写界深度Lr = δ +FNo.+L2
f 2－δFNo.+L
前方被写界深度Lf =
δ +FNo.+L2 f 2 +δ +FNo.+L
被写界深度=Lr+Lf
另外、近点距离L near和远点距离L far可通过下式求解： L far=L+Lr L near=L-Lf
镜头的各种象差
从物体的一点发出的光线、通过透镜后、应该成像在光轴上的像面上 的一点。但是透镜的特性决定了光束不能严密地集中到一点、在像面 上会在一定范围内形成弥散斑。由此而产生的聚焦不清的各种现象、 总称为[象差]。
y=f * tanθ y 像的大小 f 焦距 θ 半画角
θ =2 tan —1 6.4 =28.72 2 ×12.5
y 像的大小 f 焦距 θ 半画角
例：1/2寸摄像机配
12.5mm的镜头时画面
横向的视场角是：
Y'
Y ' :6.4
f :12.5
θ =2 tan —1 6.4 =28.72 2 ×12.5
f =6.4 ×2500 ≈36mm 440
2）已知被摄体长度的情况下 1/2寸摄像机（成像画面高度） h=6.4mm 被摄体水平方向的长度 H=440mm(44cm) 镜头到被摄体间的距离 D=2500mm(250cm) 将数值代入（2）式中
镜头的景深
物体和镜头之间距离（W.D）虽然变化，但是前后一定范 围内所成像仍然感觉清晰，这个距离范围被称为景深。相 反的，对应于确定的物平面，成像面和镜头之间的距离不 同，但在一定的范围内图像仍感觉清晰，称为焦深。
畸变
物体的成像出现变形或扭曲被称为 畸变（distortion）。 其他的象差都关系到图像的清晰度、畸变 是图像本身变形，特别是光角镜头、容易 发生桶形畸变。
• FA工业—百万像素镜头 • M5018-MP • M2514-MP • M1614-MP • M1214-MP • M0814-MP • H0514-MP • MLH-10X • MLH-3XMP • TEC-M55
这样，可利用镜头的景深来拍摄有高低错落、凹凸不 平的物体。通常，广角镜头比望远镜头有更深的景深。另 外，光圈值变大（孔径变小）景深变大。 *被摄体景深
=F×ε×(1/β) (ε容许弥散园参数2/3=0.02、1/2=0.015、1/3=0.01、β倍 率)
可参考下式、大致计算被摄体的景深。
已知镜头的焦距f（mm）、光圈值F No.、容许弥散圆参数δ( mm )、物 距L(mm)
轴向色差—颜色不同成像位置不同
白光集中了各种颜色的光。经过透镜后、 不同颜色（=波长）的光、折射率不同、成 像位置也因颜色不同而不同。
倍率色差—颜色不同放大倍率不同
颜色不同[成像倍率也各自不同]、是图 像产生晕染的原因。就叫[倍率色差]。有这 种倾向的透镜、虽然像的中心黑白轮廓清 晰、但是越往周边靠近、红色蓝色晕染的 现象就会出现。
焦距
焦距是主点到成像面的距离。这个数值决 定了摄影范围的不同。 数值小，成像面距离主点近，是短焦距镜 头。这种情况下的画角是广角、可拍摄广 大的场景。 相反的、主点到成像面的距离短时、是长 焦距镜头，画角变窄（望远）。
镜头的通光量
镜头的明亮度与口径和焦距的变化有关。一 般用F值表示镜头的明亮度。另外镜头里有 用与调整亮度的光圈构件，可根据使用条 件来调整通光量。
• FA镜头
百万像素CCTV镜头、大变倍镜头
• 焦阑光学镜头
图像识别、设备组件、机器人
与摄像机的配合
• 镜头选配时、需要选择与摄像机接口和 CCD的尺寸相匹配的镜头。CCTV镜头中、 C和CS的接口方式占主流。近年来小型的 安防用CS接口摄像机得到普及、FA行业则 大部分是C接口的摄像机与镜头的组合。
针对这样的情况、使用多个各种各样折射率和特性的透镜、通过多个面 的修正、可以减少象差。
在设计阶段、选择能修正多种象差的方式来多次计算、以达到最好的光 路设计。另外，也增加了使用非球面镜片来抑制部分象差的手法。
非球面镜头
将镜面的表面加工成非球面形状，可以制作成象差少、明亮 的镜头（F值小）。
非球面镜片的加工要求非常高的研磨技术。合成镜片、树脂 镜片等的使用、可以逐渐解决加工难的问题。
业务内容
光学镜头、监控用摄像机的制造、CCTV镜头的制造
生产工场 国内：青森、东京、茨城、福岛、其他合作工场，海外``` 北京 国内海外的销售 国内3处（光学部门由总公司统管） 海外21处
产品概要
• 监控用镜头
定焦、手动变焦镜头、变倍镜头、监视摄像机用镜头
• 单板摄像机用镜头
定焦、手动变焦镜头、塑料镜头、鱼眼镜头、监视、可视对 讲、车载、牙医用摄像机、ATM机用、IP摄像机用
• 通过凹凸镜片的组合、使用非球面镜片调 节光阑的位置、可修正慧差。
像散—同心圆像与放射线像的成像点不一致
通过透镜所成像的一端仔细观察，会发 现竖线（放射线）和横线（同心圆状）的 聚焦位置不同。这被称为像散。
像面弯曲—像面不平坦的现象
对应与光轴，边缘部分的成像不是平 பைடு நூலகம்，而是成像在弯曲面上，这样如果中心 聚焦清晰的话，边缘区域就变的模糊。
业务内容
• 化学品、合成树脂、医药品、 食品、服装安防监控产品（镜 头摄像机）的生产和销售
销售额
2050 2000 1950 1900 1850 1800 1750 1700
2003.3
2004.3
2005.3
光学、安防监控事业
• 希比希（上海）贸易有限公司作为厂家生产监控 产品已近30年历史，COMPUTAR是其镜头的品 牌，GANZ是其包括摄像机、录像机等产品的品 牌。其中COMPUTAR镜头以其高品质、种类丰富、 价格合理、售后服务好而在全世界享有很高的声 誉。 COMPUTAR镜头现在品种300种左右，其工 业镜头做工细，质量好，每年不断推出新产品， 以求最大限度地满足监控领域对镜头产品的需求。
镜头的基础知识
目录
○ CBC介绍 公司概要及Computar品牌介绍 ○镜头的基础知识 光学的基础知识和只要的计算公式 ○FA镜头的介绍 Computar品牌FA镜头产品系列的介绍
公司概要
CBC株式会社成立与1925年，总部在日本东 京。
现金在日本国内设有5家分公司。另外在北美， 欧洲以及亚洲等全球20多个国家设立了分 公司及办事处。希比希（上海）贸易有限 公司由日本CBC株式会社全额投资，1996 年注册成立于上海外高桥保税区的一家实 力雄厚的综合性贸易公司。
* F数值（ F值）-----物体在无限远时的像 的度F=f/D (f焦距、D镜头的有效口径)
由上式可知、有效口径大、焦距短时，F 值变小、镜头通光量好，图像明亮。
* 有效F值-----物体在有限距离时的像的亮 度
有效F=F×(1＋M) （M光学倍率）
由上式可知、光学倍率越大、有F值变大， 镜头通光量变小，图像暗。
* NA(numerical aparture=数值孔径)-----用于
表示显微镜等高倍率的 镜头的亮度
像侧NA=1/2×有效F数 值
物体侧NA=像侧 NA×M（M光学倍率）
* T数值------有F数值和 透过率来计算的表示 实际亮度的数值
TNo. = FNo. ×10 透过率（%）
选择镜头时的计算公式
球面象差—光线在光轴上不能汇聚到一点
镜片的表面是球面时、通过镜片边缘的光 和通过靠近光轴的光所成像的位置会有偏 移，这样就会出现图像模糊、焦点偏移的 现象。这个是因透镜是球形表面而产生的 现象。
慧差—光轴外的点所成像呈彗星状
• 即使校正了球面象差、使光轴上的点成像 能集中到一点，但是稍微偏离光轴的点、 其所成像就发散，像点呈彗星尾状的弥散 状态，成为[彗差]。
• 互换性
C接口镜头 CS接口镜头
C接口摄像机
*2
○ ×
CS接口摄像机 ○*2 ○
CCD尺寸和镜头的关系
摄像机如果使用配备小CCD尺寸的镜头， 那么周边没有摄取到图象的部分呈现黑色， 我们称其为[KERARE]。
镜头的作用
将折射率不同的各种硝材通过研磨，加工 成高精度的曲面、把这些镜片进行组合， 就是设计镜头。 从伽利略时代开始使用的普遍技术是其基 本原理。为得到更清晰的图象，一直在研 究开发试制新的硝材和非球面镜片。
CCD尺寸 水平：H
1型
12.8
2/3型
8.8
1/2型
6.4
1/3型
4.8
1/4型
3.6
35mm胶片 36.0
垂直：V 9.6 6.6 4.8 3.6 2.7 24.0
对角：D 16.0 11.0 8.0 6.0 4.5 43.3
镜头选择时的计算公式（近似值）
决定被摄物体的视场角 在拍摄中非常重要、 它是由镜头的焦距和 CCD的尺寸决定的。 选择被摄物体所用镜头 的焦距、可通过下式 计算。
f =4.8×2500 ≈36mm 330
1）已知被摄物体高度的 情况下
1/2摄像机（成像画面 高度）v=4.8mm 被摄体垂直方向的高度 V=330mm(33cm) 镜头到被摄体间的距离 D=2500mm(250cm) 将数值代入（1）式中
后方被写界深度Lr = δ +FNo.+L2
f 2－δFNo.+L
前方被写界深度Lf =
δ +FNo.+L2 f 2 +δ +FNo.+L
被写界深度=Lr+Lf
另外、近点距离L near和远点距离L far可通过下式求解： L far=L+Lr L near=L-Lf
镜头的各种象差
从物体的一点发出的光线、通过透镜后、应该成像在光轴上的像面上 的一点。但是透镜的特性决定了光束不能严密地集中到一点、在像面 上会在一定范围内形成弥散斑。由此而产生的聚焦不清的各种现象、 总称为[象差]。
y=f * tanθ y 像的大小 f 焦距 θ 半画角
θ =2 tan —1 6.4 =28.72 2 ×12.5
y 像的大小 f 焦距 θ 半画角
例：1/2寸摄像机配
12.5mm的镜头时画面
横向的视场角是：
Y'
Y ' :6.4
f :12.5
θ =2 tan —1 6.4 =28.72 2 ×12.5
f =6.4 ×2500 ≈36mm 440
2）已知被摄体长度的情况下 1/2寸摄像机（成像画面高度） h=6.4mm 被摄体水平方向的长度 H=440mm(44cm) 镜头到被摄体间的距离 D=2500mm(250cm) 将数值代入（2）式中
镜头的景深
物体和镜头之间距离（W.D）虽然变化，但是前后一定范 围内所成像仍然感觉清晰，这个距离范围被称为景深。相 反的，对应于确定的物平面，成像面和镜头之间的距离不 同，但在一定的范围内图像仍感觉清晰，称为焦深。
畸变
物体的成像出现变形或扭曲被称为 畸变（distortion）。 其他的象差都关系到图像的清晰度、畸变 是图像本身变形，特别是光角镜头、容易 发生桶形畸变。
• FA工业—百万像素镜头 • M5018-MP • M2514-MP • M1614-MP • M1214-MP • M0814-MP • H0514-MP • MLH-10X • MLH-3XMP • TEC-M55
这样，可利用镜头的景深来拍摄有高低错落、凹凸不 平的物体。通常，广角镜头比望远镜头有更深的景深。另 外，光圈值变大（孔径变小）景深变大。 *被摄体景深
=F×ε×(1/β) (ε容许弥散园参数2/3=0.02、1/2=0.015、1/3=0.01、β倍 率)
可参考下式、大致计算被摄体的景深。
已知镜头的焦距f（mm）、光圈值F No.、容许弥散圆参数δ( mm )、物 距L(mm)
轴向色差—颜色不同成像位置不同
白光集中了各种颜色的光。经过透镜后、 不同颜色（=波长）的光、折射率不同、成 像位置也因颜色不同而不同。
倍率色差—颜色不同放大倍率不同
颜色不同[成像倍率也各自不同]、是图 像产生晕染的原因。就叫[倍率色差]。有这 种倾向的透镜、虽然像的中心黑白轮廓清 晰、但是越往周边靠近、红色蓝色晕染的 现象就会出现。
焦距
焦距是主点到成像面的距离。这个数值决 定了摄影范围的不同。 数值小，成像面距离主点近，是短焦距镜 头。这种情况下的画角是广角、可拍摄广 大的场景。 相反的、主点到成像面的距离短时、是长 焦距镜头，画角变窄（望远）。
镜头的通光量
镜头的明亮度与口径和焦距的变化有关。一 般用F值表示镜头的明亮度。另外镜头里有 用与调整亮度的光圈构件，可根据使用条 件来调整通光量。
• FA镜头
百万像素CCTV镜头、大变倍镜头
• 焦阑光学镜头
图像识别、设备组件、机器人
与摄像机的配合
• 镜头选配时、需要选择与摄像机接口和 CCD的尺寸相匹配的镜头。CCTV镜头中、 C和CS的接口方式占主流。近年来小型的 安防用CS接口摄像机得到普及、FA行业则 大部分是C接口的摄像机与镜头的组合。
针对这样的情况、使用多个各种各样折射率和特性的透镜、通过多个面 的修正、可以减少象差。
在设计阶段、选择能修正多种象差的方式来多次计算、以达到最好的光 路设计。另外，也增加了使用非球面镜片来抑制部分象差的手法。
非球面镜头
将镜面的表面加工成非球面形状，可以制作成象差少、明亮 的镜头（F值小）。
非球面镜片的加工要求非常高的研磨技术。合成镜片、树脂 镜片等的使用、可以逐渐解决加工难的问题。
业务内容
光学镜头、监控用摄像机的制造、CCTV镜头的制造
生产工场 国内：青森、东京、茨城、福岛、其他合作工场，海外``` 北京 国内海外的销售 国内3处（光学部门由总公司统管） 海外21处
产品概要
• 监控用镜头
定焦、手动变焦镜头、变倍镜头、监视摄像机用镜头
• 单板摄像机用镜头
定焦、手动变焦镜头、塑料镜头、鱼眼镜头、监视、可视对 讲、车载、牙医用摄像机、ATM机用、IP摄像机用
• 通过凹凸镜片的组合、使用非球面镜片调 节光阑的位置、可修正慧差。
像散—同心圆像与放射线像的成像点不一致
通过透镜所成像的一端仔细观察，会发 现竖线（放射线）和横线（同心圆状）的 聚焦位置不同。这被称为像散。
像面弯曲—像面不平坦的现象
对应与光轴，边缘部分的成像不是平 பைடு நூலகம்，而是成像在弯曲面上，这样如果中心 聚焦清晰的话，边缘区域就变的模糊。
业务内容
• 化学品、合成树脂、医药品、 食品、服装安防监控产品（镜 头摄像机）的生产和销售
销售额
2050 2000 1950 1900 1850 1800 1750 1700
2003.3
2004.3
2005.3
光学、安防监控事业
• 希比希（上海）贸易有限公司作为厂家生产监控 产品已近30年历史，COMPUTAR是其镜头的品 牌，GANZ是其包括摄像机、录像机等产品的品 牌。其中COMPUTAR镜头以其高品质、种类丰富、 价格合理、售后服务好而在全世界享有很高的声 誉。 COMPUTAR镜头现在品种300种左右，其工 业镜头做工细，质量好，每年不断推出新产品， 以求最大限度地满足监控领域对镜头产品的需求。
镜头的基础知识
目录
○ CBC介绍 公司概要及Computar品牌介绍 ○镜头的基础知识 光学的基础知识和只要的计算公式 ○FA镜头的介绍 Computar品牌FA镜头产品系列的介绍
公司概要
CBC株式会社成立与1925年，总部在日本东 京。
现金在日本国内设有5家分公司。另外在北美， 欧洲以及亚洲等全球20多个国家设立了分 公司及办事处。希比希（上海）贸易有限 公司由日本CBC株式会社全额投资，1996 年注册成立于上海外高桥保税区的一家实 力雄厚的综合性贸易公司。
* F数值（ F值）-----物体在无限远时的像 的度F=f/D (f焦距、D镜头的有效口径)
由上式可知、有效口径大、焦距短时，F 值变小、镜头通光量好，图像明亮。
* 有效F值-----物体在有限距离时的像的亮 度
有效F=F×(1＋M) （M光学倍率）
由上式可知、光学倍率越大、有F值变大， 镜头通光量变小，图像暗。
* NA(numerical aparture=数值孔径)-----用于
表示显微镜等高倍率的 镜头的亮度
像侧NA=1/2×有效F数 值
物体侧NA=像侧 NA×M（M光学倍率）
* T数值------有F数值和 透过率来计算的表示 实际亮度的数值
TNo. = FNo. ×10 透过率（%）
选择镜头时的计算公式
球面象差—光线在光轴上不能汇聚到一点
镜片的表面是球面时、通过镜片边缘的光 和通过靠近光轴的光所成像的位置会有偏 移，这样就会出现图像模糊、焦点偏移的 现象。这个是因透镜是球形表面而产生的 现象。
慧差—光轴外的点所成像呈彗星状
• 即使校正了球面象差、使光轴上的点成像 能集中到一点，但是稍微偏离光轴的点、 其所成像就发散，像点呈彗星尾状的弥散 状态，成为[彗差]。
• 互换性
C接口镜头 CS接口镜头
C接口摄像机
*2
○ ×
CS接口摄像机 ○*2 ○
CCD尺寸和镜头的关系
摄像机如果使用配备小CCD尺寸的镜头， 那么周边没有摄取到图象的部分呈现黑色， 我们称其为[KERARE]。
镜头的作用
将折射率不同的各种硝材通过研磨，加工 成高精度的曲面、把这些镜片进行组合， 就是设计镜头。 从伽利略时代开始使用的普遍技术是其基 本原理。为得到更清晰的图象，一直在研 究开发试制新的硝材和非球面镜片。