光学基础之光学系统-远心物镜、远距物镜、反远距物镜及畸变物镜知识介绍
工业相机镜头的基础知识!
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■解析度 表示一组物镜所能见到了2点的最小间隔 0.61x 使用波长(λ)/ NA=解析度(μ) 以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真。 ※使用波长为550nm ■解像力 １mm中间可以看到黑白线的条数。单位（lp）/mm. ■MTF（Modulation Transfer Function） 成像时再现物体表面的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。
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工业镜头的主要类别：近摄物镜
近摄物镜
•接圈 简单的近摄物镜是在照相镜头和CCD相机之间加入 一个接圈，见图1.1－18 ，由此，CCD的敏感面可以位 于照相镜头的像方焦面的外面一段距离，从而可以摄取 到较近距离目标的像，但它受到图像清晰度的限制。
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工业镜头的主要类别：近摄物镜
近摄物镜
C接口和CS接口的区别
• C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面 （摄像机CCD光电感应器应处的位置）的距离不同，C型接 口此距离为17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。 C型镜头与C型摄像机，CS型镜头与CS型摄像机可以配合使 用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个 5mm的C/CS转接环 可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。
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工业镜头的主要类别：常用摄像物镜 常用摄像物镜参数
•主要参数有焦距f 光圈数F和视场2ω . 经验公式：1/F *tanω √f=C
F型接口类型摄像物镜焦距表（mm） 类型 焦距 鱼眼型 7.5,15 超广角型 17,20 广角型 24,28,35 标准型 50
C,CS型接口类型摄像物镜焦距表(mm) 类型 焦距 1/3″ 2.8-3.5 1/3 ″,1/2 ″ 3.5-6 2/3 ″,1 ″ 8-75
机器视觉基本概念——光学镜头
机器视觉基本概念——光学镜头光学镜头1. 焦距 Focal Length光学系统主点到焦点的距离。
2. 景深 Depth of field, DOF是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。
3. 数值孔径 Numerical Apeture (NA)孔径⾓：物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直接直径所形成的⾓度。
数值孔径 NA: 物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率n和孔径⾓θ的正弦的乘积。
4. 分辨率 Resolution分辨率定位为: 能被分辨开来的两个物点之间的最⼩距离，称为镜头的物⽅分辨率，记为Resolution(物) 单位µm只有镜头分辨率和相机分辨率匹配，才能得到最佳成像效果。
像⽅分辨率 = 2 * 像元尺⼨时，说明此时镜头分辨率与相机完全匹配。
5. 畸变 Distortion畸变也称失真，是由于光阑球差的影响，不同视场的主光线通过光学系统后与⾼斯像⾯的交点⾼度不等于理想像⾼，⼆者之差就是畸变。
畸变通常有两种计算⽅法：光学畸变和TV失真。
Optical distortion = Δy/y * 100 [%]6. MTF7. 远⼼镜头与远⼼度当⼈眼观察同⼀个物体，近距离时，感觉物体⽐较⼤，远距离时，感觉物体⽐较⼩，这种现象叫做透视误差.⽤远⼼镜头来消除透视误差。
8. 视场 FOV视场也称为视野，是指能被视觉系统观察到的物⽅可视范围。
9. 放⼤倍率机器视觉⾏业⾥提到的镜头光学放⼤倍率通常是指垂轴放⼤倍率，即像和物的⼤⼩之⽐。
10. ⼯作距离及物像距离⼯作距离(WD)是指镜头最下端机械⾯到物体的距离。
物像距离(O/I)是指物平⾯到相机芯⽚间的距离。
物像距离=⼯作距离+镜头本体长度+法兰距。
11. 法兰距离和镜头接⼝所谓法兰距离，就是指相机机⾝与镜头接触的机械⾯到相机芯⽚之间的距离。
镜头的后截距需和相机的法兰距离对应，才能让光线聚焦在相机芯⽚上。
光学基础之光学系统——近摄物镜及远摄物镜知识介绍
1.1.3近摄物镜一般摄像物镜的最小工作距离约为500mm左右，若要求摄取更短距离目标的图像时，便要采用接圈或近摄透镜。
1）.接圈简单的近摄物镜是在照相镜头和CCD相机之间加入一个接圈，见图1.1－18 ，由此，CCD的敏感面可以位于照相镜头的像方焦面的外面一段距离，从而可以摄取到较近距离目标的像，但它受到图像清晰度的限制。
采用接圈后，原来镜头的工作距离MOD改变成如表1.1－9所示的数值。
图1.1－18 接圈2）.近摄透镜在摄像物镜前端拧上一个近摄透镜，可以摄取到更近距离目标的像。
参见图1.1－19和图1.1－20。
图1.1－19 近摄透镜图1.1－20 加装近摄透镜的成像其中图1.1－19显示，位于镜前焦点上的目标将成像在无限远处，而图1.1－20则表示，在原透镜前面增加了一个近摄透镜，则即使位于近摄物镜前焦点上的物点，成像的位置却在原透镜的焦点上，即可以摄取到很近距离目标的像。
增加近摄透镜后，组合透镜的焦距变为co f f f 111+=其中f o 是原透镜的焦距，f c 是近摄透镜的焦距。
新的工作距离为dl f dl fl c -+-=式中l 为原透镜的工作距离，d 为二透镜间的间隔距离。
安装不同屈光度的近摄透镜后，可按上式计算出c l ，其结果见表1.1－4。
采用近摄镜后，目标像的畸变增大了，为此，近摄透镜的屈光率不能太大，使原工作距离的缩短量一般不超过20％。
1.1.4远摄物镜与近摄物镜相反，为了对远距离目标摄取到清晰图像，需要采用远摄物镜。
这种物镜是一长焦距物镜，它的基本结构是由正前组镜头和负后组镜头组成。
正前组镜头的作用是生成目标实像，而负后组镜的作用则是增长全组镜头的焦距。
远摄物镜可以是折射系统、反射系统或折反射系统。
折射式的远摄物镜的组合焦距为12121'''1'1'-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=f f d f f f由于2f ＜0，故f ＞1f 。
物镜的分类——精选推荐
物镜的分类物镜的分类00物镜（objective）是显微镜最重要的光学部件，利用光线使被检物体第一次成像，因而直接关系和影响成像的质量和各项光学技术参数，是衡量一台显微镜质量的首要标准。
物镜的结构复杂，制作精密，由于对象差的校正，金属的物镜筒内由相隔一定距离并被固定的透镜组组合而成。
物镜的要求是齐焦合轴。
齐焦即在镜检时，当用某一倍率的物镜观察图像清晰后，在转换另一倍率的物镜时，其成像亦应基本清晰。
和轴即上述操作中，像的中心偏离也应该在一定的范围内。
齐焦性能的优劣和合轴程度的高低是显微镜质量的一个重要标志，它与物镜本身的质量和物镜转换器的精度有关。
传统物镜的种类很多，可从不同的角度分类。
现在由POMEAS来为您做分类介绍。
一、按象差校正程度分类物镜的种类及象差校正程度编号物镜色差球差场曲1 消色差物镜红、蓝波区校正黄、绿波区校正存在2 复消色差物镜红、绿、蓝波区校正红、蓝波区校正存在3 半复消色差物镜红、蓝波区校正红、蓝波区校正存在4 平场物镜存在存在已校正5 平场消色差物镜红、蓝波区校正黄、绿波区校正已校正6 平场复消色差物镜红、绿、蓝波区校正红、蓝波区校正已校正1．消色差物镜（Achromatic objective）：常见物镜，尽管各厂家的标志不完全一样，但外壳上一般标有“ACH”字样。
这类物镜仅能校正轴上点红蓝光的色差和黄绿光的球差，以及消除近轴点慧差。
不能校正其他光的色差和球差，且场曲很大。
2．复消色差物镜（Apochromatic objective）：复消色差物镜的结构复杂，透镜采用特种玻璃或萤石等材料制作而成，物镜的外壳上标有“APO”字样。
这种物镜不仅能校正红绿蓝三色光的色差，同时能校正红蓝二色光的球差。
实际上，复消色差物镜不仅能校正红、绿、蓝三色光的色差，而且在同一焦点平面上成像，达到消除“剩余色差”（又称二级色谱）的效果，所以色差的校正实际上等于可见光的全部波区，但二级色谱的放大率色差仍然存在。
光学仪器调节使用基础知识
光学仪器调节使用基础知识光学仪器是研究光学性质和现象的工具，包括望远镜、显微镜、光谱仪等。
调节和使用光学仪器需要掌握一些基础知识，下面将详细介绍。
一、光学仪器1.望远镜：用于观察远处的物体，由物镜和目镜组成。
2.显微镜：用于观察微小的物体，有光学显微镜和电子显微镜两种。
3.光谱仪：用于分析物质的光谱特性，包括分光计和光谱仪。
4.激光器：产生激光，有固体激光器、液体激光器和气体激光器等。
二、光学仪器调节1.调节物镜和目镜距离：望远镜和显微镜的调焦原理都是调节物镜和目镜之间的距离。
物镜与目镜距离过大，观察物体不清晰；距离过小，无法观察到物体。
2.调节物镜焦距：根据观察物体的距离来调节物镜焦距，使得物体清晰可见。
调节物镜焦距的方法有移动物镜或改变物镜的曲率等。
3.调节目镜焦距：目镜的主要作用是放大物体，调节目镜焦距可以改变放大倍数。
一般可以通过改变目镜的位置或者目镜的焦距来调节。
4.校正光轴：光学仪器使用过程中，光轴可能会偏离正常位置，需要进行校正。
校正光轴可以采用调节镜片的位置或者折射板的位置来实现。
三、光学仪器使用1.使用望远镜：使用望远镜观察远处的物体，首先要调节物镜和目镜的距离，使物体清晰可见。
然后可以通过调节物镜焦距和目镜焦距来获得所需的放大倍数。
2.使用显微镜：使用显微镜观察微小的物体，首先需要将物体放在载玻片上，然后调节物镜和目镜的距离，使物体清晰可见。
可以通过调节物镜焦距和目镜焦距来获得所需的放大倍数。
3.使用光谱仪：使用光谱仪分析物质的光谱特性，首先要选择合适的光源和选择适当的光谱仪模式。
然后将待测样品放入光谱仪中，通过调节入射角度和接受角度来获得所需的光谱结果。
4.使用激光器：使用激光器进行实验或应用时，要注意激光的安全性。
激光束不可直接照射眼睛或皮肤，同时需要佩戴适当的防护眼镜和防护服。
光学显微镜各部分名称及作用
光学显微镜各部分名称及作用光学显微镜是一种常用的实验仪器，它通过利用光学原理来观察微小的物体。
光学显微镜主要由以下几个部分组成，每个部分都有其特定的作用。
1. 物镜（Objective Lens）：物镜是光学显微镜中最重要的部分之一，它负责收集和聚焦光线。
物镜通常由多个透镜组成，不同的物镜具有不同的倍率，例如10倍、40倍、100倍等。
通过切换不同的物镜，可以获得不同的放大倍率，以便观察不同尺寸的物体。
2. 目镜（Eyepiece）：目镜是位于光学显微镜顶部的镜片，用于放大物镜所形成的像。
通常，目镜的放大倍率为10倍。
通过目镜，我们可以看到被观察物体的放大图像，同时也可以调节目镜的焦距，以便获得清晰的视野。
3. 反射镜（Mirror）：反射镜是位于物镜和目镜之间的镜片。
它的作用是将从被观察物体反射回来的光线反射到物镜上，进而形成物体的放大图像。
反射镜通常是一个倾斜的平面镜，它不仅可以反射光线，还可以调整光路的角度，以便观察不同角度的样本。
4. 灯光源（Light Source）：光学显微镜需要一种光源来照亮被观察的物体。
通常，灯光源是一个位于显微镜底部的白炽灯或LED灯。
通过调节灯光的亮度和方向，可以改变物体的照明条件，以获得更清晰的图像。
5. 焦距调节装置（Focusing Mechanism）：焦距调节装置是用来调节物镜和样本之间的距离，以便获得清晰的图像。
通常，焦距调节装置由一个粗调节旋钮和一个细调节旋钮组成。
通过旋转这些旋钮，可以使物镜向上或向下移动，从而改变物镜和样本之间的距离，以获得最佳焦点。
6. 载物台（Stage）：载物台是光学显微镜上用来放置样本的平台。
它通常是一个可移动的平台，可以在不同的方向上移动样本，以便观察样本的不同区域。
载物台通常还配有夹持装置，以确保样本的稳定性。
7. 光学系统（Optical System）：光学系统是光学显微镜中所有光学元件的总称。
它包括物镜、目镜、反射镜等。
观测仪器知识点总结
观测仪器知识点总结一、观测仪器的种类1、望远镜：望远镜是一种用来观测远距离物体的仪器，它主要由目镜、物镜和支架等部分组成。
望远镜广泛应用于天文观测、地质勘探、军事侦察等领域。
2、显微镜：显微镜是一种用来观测微小物体的仪器，它主要由物镜、目镜和光源等部分组成。
显微镜广泛应用于生物学、医学、材料科学等领域。
3、摄影机：摄影机是一种用来拍摄静态或动态影像的仪器，它主要由镜头、快门和感光元件等部分组成。
摄影机广泛应用于摄影、电影、监控等领域。
4、雷达：雷达是一种用来探测目标位置和速度的仪器，它主要由发射机、天线和接收机等部分组成。
雷达广泛应用于航空、航海、气象、军事等领域。
5、卫星遥感仪器：卫星遥感仪器是一种用来获取地球表面信息的仪器，它主要由卫星平台、光学系统和电子系统等部分组成。
卫星遥感仪器广泛应用于地质勘探、农业监测、环境保护等领域。
6、气象雷达：气象雷达是一种用来探测大气中的降水和风暴系统的仪器，它主要由天线、发射器和接收器等部分组成。
气象雷达广泛应用于气象预报、飞机导航、气候研究等领域。
7、激光雷达：激光雷达是一种用来测距和探测目标结构的仪器，它主要由激光源、接收器和信号处理器等部分组成。
激光雷达广泛应用于地形测量、三维建模、车联网等领域。
8、红外望远镜：红外望远镜是一种用来观测红外辐射的仪器，它主要由光学系统、光电转换器和信号处理器等部分组成。
红外望远镜广泛应用于军事侦察、夜视观测、地质勘探等领域。
9、夜视仪：夜视仪是一种能够在低光环境下观测目标的仪器，它主要由光学系统、光电转换器和显示器等部分组成。
夜视仪广泛应用于军事侦察、安防监控、野生动物观测等领域。
10、音频观测仪器：音频观测仪器是一种用来录制和分析声音的仪器，它主要由话筒、放大器和分析软件等部分组成。
音频观测仪器广泛应用于录音、语言分析、声学实验等领域。
二、观测仪器的原理1、光学原理：望远镜、显微镜、摄影机等光学仪器的工作原理是利用光学系统对光线的聚焦、放大和成像，实现对目标的观测或拍摄。
光学远心概念
光学远心概念
光学远心概念是一种光学系统，其中光轴和主光线可以视为在透镜的一侧平行。
具体来说，在光学远心系统中，光轴和主光线被视为平行。
通过这种光学系统对AB成像，可以精确测量AB的长度。
这个系统的原理是，在物镜的实像平面上置一刻有标尺的透明分划板，标尺的格值已考虑了物镜的放大率。
当被测物体成像于分划板平面上时，按刻尺读得的物体像的长度即为物体的长度。
使用时应保证标尺分划板与物镜之间的距离固定不变，以确保按设计规定的物镜的放大率为常值。
同时通过调焦（整体移动光学系统或移动工作台）使被测物体的像重合于分划板的刻尺平面，以免产生测量误差。
如需了解更多关于光学远心概念的信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
七年级物理光学仪器知识点
七年级物理光学仪器知识点光学是物理学的一个重要分支。
光学仪器是用于制作、观察和测量光的仪器。
本文将介绍七年级物理光学仪器的知识点。
一、透镜
透镜是一种经常被用于光学仪器中的光学元件。
它是由一段透明的材料做成的，分为凸透镜和凹透镜。
透镜的主要作用是将光线聚焦或分散。
二、显微镜
显微镜是一种用于观察微小物体的光学仪器。
它通过放大目标物体的图像，让人们能够更清晰地看到微小物体。
显微镜的主要组成部分包括物镜、目镜和管身。
三、望远镜
望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器。
它通过聚焦光线来使物体放大，让人们能够更清晰地看到远处物体。
望远镜的主要组成部分包括物镜、目镜和两个反射镜。
四、光栅
光栅是一种光学仪器，它能够将光分解为不同的波长。
它通常由许多平行的线条构成，线条之间的距离可以很小，可以很大。
光栅的主要作用是用于分析和测量光线中的波长。
五、光电池
光电池是一种将光能转化为电能的设备。
它由一个半导体材料制成，在光照射的情况下，将产生电子，并将电子导入外部电路中。
光电池的主要应用领域包括太阳能电池板、光电导计等。
光学仪器可以在许多领域得到广泛应用，如医学、天文学、生物学等。
在学习物理学的过程中，光学仪器的知识是不可或缺的一部分。
光学仪器的组成和原理不仅能够帮助学生更好地理解物理学的基本概念，同时也能够培养他们观察和思考的能力。
反摄远物镜原理
反摄远物镜原理
反摄远物镜是一种特殊的远摄镜头，其原理是通过反射和折射来实现远距离拍摄。
与常规的透射式镜头不同，反摄远物镜的前表面由反射镜组成，光线进入镜头后被反射，然后通过一个或多个反射镜再次被反射，最后通过透镜组聚焦在感光元件上。
由于反摄远物镜采用了反射和折射的原理，因此其焦距可以做得非常长，甚至达到数百毫米甚至数米。
这种镜头的特点是可以在非常远的距离拍摄目标，并且可以在不使用增距镜的情况下实现高倍数变焦。
反摄远物镜的设计比较复杂，需要精确计算和控制每个镜片的曲率、位置和角度，以确保光线能够正确反射和聚焦。
此外，反摄远物镜的价格也较高，因为其制造需要高精度的工艺和材料。
总的来说，反摄远物镜是一种非常特殊和高级的摄影镜头，适用于专业摄影师和需要远距离拍摄的特殊应用场合。
光学镜头基础知识
CCD和CMOS的特性对比CCD也有两种：全帧(full frame)的和隔行(interline)的。
这两种CCD的性能区别非常大。
总的来说，全帧的CCD性能最好。
其次是隔行的CCD。
CMOS的综合性能最差。
full frame CCD最突出的优势是分辨率和动态范围。
最弱的地方就是贵，耗电。
CMOS最差的地方是分辨率，动态范围和噪声。
优势就是便宜，省电。
interline CCD比CMOS强的地方在于噪声。
总的来说，两种CCD的颜色还原都比CMOS强。
现在一般的消费级数码相机，在宣传上都不说是Full frame CCD还是Interline CCD。
当然多数都是后者。
专业级的数码相机，肯定是前者。
所以，Full frame CCD 和Interline CCD间的区别，都存在于专业级数码相机和消费级机之间。
当然，专业级数码相机彩用的大面积CCD带来的好处更突出。
光学镜头基础知识光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。
另外争取选折合适的镜头，降低机器视觉系统成本，才是产业兴旺发达的唯一出路。
光学镜头规格繁多，有时不免头晕。
光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变（光圈、焦距、聚焦均可变）镜头等。
根据我们使用的经验，俄罗斯的光学镜头很便宜。
结构上分1固定光圈定焦镜头简单。
镜头只有一个可以手动调整的对焦调整环，左右旋转该环可使成像在CCD 靶面上的图像最清晰。
没有光圈调整环，光圈不能调整，进入镜头的光通量不能通过改变镜头因素而改变，只能通过改变视场的光照度来调整。
结构简单，价格便宜。
2手动光圈定焦镜头手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，光圈范围一般从F1.2 或F1.4到全关闭，能方便地适应被被摄现场地光照度，光圈调整是通过手动人为进行的。
机器视觉 -远心镜头知识
可以看出，其主光线与
• 主光线：成像光束最中间的光线，像面的弥散斑将会以主光线于相面的焦点为中 心扩散。
• 主光线与光轴平行：受光学设计、加工装配公差影响，即使是远心镜头也无法做 到主光线与光轴完全平行，只是这个夹角会非常小，如0.05°。 Tan(0.05)=0.00087;假如离焦量为10mm时，物高变化量 =10*tan(0.05)=0.0087mm；
如右图所示，当镜头对 不同宽度的黑白线条成 像时，随着线条宽度的 减小，其对比度也随之 减小。以对比度为纵坐 标，以线对数*为横坐标 建立坐标将不同线宽的 对比度绘制在一张图表 上即是MTF。
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04
非远心镜头VS远心镜头拍图实例
远心和非远心镜头拍摄效果 非远心镜头成像光路示意 远心镜头成像光路示意 轮廓检测案例
013远非心远光心学 镜结 头V构S光远路心原镜理头拍图实例 轮廓检测案例
FA镜头拍摄
孔变形
远心镜头拍摄
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013远非心远光心学 镜结 头V构S光远路心原镜理头拍图实例 轮廓检测案例
FA镜头拍摄
景深不够
远心镜头拍摄
013远非心远光心学 镜结 头V构S光远路心原镜理头拍图实例
轮廓检测案例
碗状零件
FA镜头拍摄
机器视觉 远心镜头知识
内容
光学成像基础知识
02
远心光学结构光路原理
03
非远心镜头VS远心镜头拍图实例 04
远心镜头分辨率&对比度优势
05
内置同轴照明
06
远心光源VS背光源
07
镜头性能优劣对比
08
显微镜成பைடு நூலகம்模块
09
光学转向棱镜模组
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光学镜头参数：畸变
光学镜头参数：畸变
光学镜头参数：畸变
畸变作为光学系统中经常提到的一个参数，是限制光学量测准确性的重要因素之一。
它是光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度，只引起像的变形，对像的清晰度并无影响。
光学镜头参数：畸变
对于理想光学系统，在一对共轭的物像平面上，放大率是常数。
但是对于实际的光学系统，仅当视场较小时具有这一性质，而当视场较大或很大时，像的放大率就要随视场而异，这样就会使像相对于物体失去相似性。
这种使像变形的成像缺陷称为畸变。
畸变定义为实际像高与理想像高差，而在实际应用中经常将其与理想像高之比的百分数来表示畸变，称为相对畸变，即
有畸变的'光学系统，若对等间距的同心圆物面成像，其像将是非等间距的同心圆。
当系统具有正畸变时，实际像高随视场的增大比理想像高增大得快，即放大倍率随视场的增大而增大，则同心圆的间距自内向外逐渐增大；反之，当为负畸变时，圆的间距自内向外逐渐减小。
对于普通的光学镜头，只要感觉不出它所成像的变形，这种成像缺陷就可忽略；但是对于某些要利用像来测定物体大小尺寸的应用，畸变的影响就非常重要了，它直接影响测量精度。
普通工业镜头的畸变一般在1%～2%，这样的畸变通常会影响检测精度（例如实际长度为100mm的物体，使用这种镜头测得的尺寸可能是101mm～102mm；而我们BTOS远心光学的双远心镜头，畸变一般都小于0.1%，畸变系数为普通镜头的1/20，大大提高了检测精度和稳定性，达到了目前最高标准光学测试仪器的测量极限。
左图为双远心镜头拍摄的畸变测试图，完全无径向畸变或梯形畸变；中图为明显径向畸变；右图为明显梯形畸变。
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远心物镜
远心物镜的光束限制本章重点：了解三种典型的目视光学仪器中的光束限制、系统的景深、远心光路和相关的概念。
§4－1 光阑在光学系统中的作用一、什么是光阑1、定义：1）指光学系统中设置的一些带有内孔的金属薄片。
2）此外，光学系统中往往还有一些对光束起限制作用的孔径或框，也将之称为光阑。
2、形状：光阑多为圆形、正方形、长方形，形状上的不同多因为是用途上的不同而导致的。
3、光阑作用：是用光阑内孔限制成象光束大小的以提高成象质量。
二、光阑种类1、孔径光阑（有效光阑）：指限制进入系统的成象光束口径的光阑。
2、视场光阑：一般是指安置在物平面或象平面上，用以限制成象范围的光阑。
视场光阑的形状多为正方形、长方形。
例如：显微系统中的分划板就是视场光阑，照相系统中的底片也是视场光阑。
孔径光阑、视场光阑是二种最为常见的光阑，一般系统中都存在。
§4－2 入瞳、出瞳一、定义：1、入瞳：孔径光阑经前面的透镜组（光学系统）在物空间所成的象。
如图4-1所示：图4-1这是一个双透镜L1,L2构成的系统，现在两透镜之间放入一个小孔Q1QQ2，若此小孔为孔径光阑，且一物点A位于光轴上，则A点发出的参与成象的光的最大孔径角U可由图中画出，并成象于A'。
则根据定义，入瞳即为光孔经前所成之象P1P2。
2、出瞳：孔径光阑经后面的透镜组（光学系统）在象空间所成的象。
所以我们常把出瞳看作是入瞳经整个系统所成之象，入瞳与出瞳是相共轭的。
3、判断入瞳、出瞳的方法：将光学系统中所有的光学元件的通光口径分别对其前（后）面的光学系统成象到系统的物（象）空间去，并根据各象的位置及大小求出它们对轴上物（象）点的张角，其中张角最小者为入瞳（出瞳）。
二、主光线、相对孔径1、主光线：通过入瞳中心的光线叫主光线。
主光线的特点：主光线是物平面上各点发出的成象光束的中心轴线，对于理想光学系统而言，由于入瞳与出瞳相共轭，所以主光线不仅通过入瞳中心也通过孔径光阑中心及出瞳中心。
工业镜头的主要类别远心物镜远心物镜PPT共29页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
工业镜头的主要类别远心物镜远心物 镜
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
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1.1.5远心物镜
在测量系统中，物距常发生变化，从而使像高发生变化，所以测得的物体尺寸也发生变化，即产生了测量误差；另一方面，即使物距是固定的，也会因为CCD敏感表面不易精确调整在像平面上，同样亲会产生测量误差。
为了解决上述问题，可以采用远心物镜。
其中像方远心物镜可以消除物距变化带来的测量误差，而物方远心物镜则可以消除CCD位置不准带来的测量误差。
1）物方远心物镜
物方远心物镜是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，图1.1－23示出，当孔径光阑放在像方焦平面上时，即使物距发生改变，像距也发生改变，但像高并没有发生改变，即测得的物体尺寸不会变化；图1.1－24清楚地显示出物方远心光路的原理，其中孔径光阑位于像方焦面上，物方主光线平行于光轴。
如果物体B1B2正确地位于与CCD表面M共轭的位置A1上，那么它在CCD表面上的像为M1M2。
如果由于物距改变，物体B1B2不在位置A1而在位置A2，那么它的像B´1B´2偏离CCD表面，B´1和B´2点在CCD表面上投影为一个弥散斑，其中心仍为M1和M2点，按此投影像读出的长度仍为M2M1。
这就是说，上述物距改变并不影响测量精度。
图1－23
2）像方远心光路
像方远心光路是将孔径光阑放置在光学系统的物方焦平面上，而像方的主光线平行于光轴。
如图1.1－25所示。
如果物体B1B2的像B´1B´2不与CCD表面M重合，则在CCD表
面M上得到的是B´1B´2的投影像，其散斑中心距离M1M2＝B´1B´2。
因此，不管CCD表面M是否和B´1B´2相重合，它和标尺所对应的长度总是B1B2，所以没有测量误差。
图1－24
图1.1－25 像方远心光路
1.1.6远距物镜
远距物镜是一种焦距很长而镜筒较短的物镜，从物镜前表面到像平面的距离小于焦距，这对于长焦距物镜来说，有利于缩短物镜的轴向尺寸。
远距型结构采取正负光焦度分离的型式，正光焦度的透镜组在前，负光焦度的透镜组在后，如图1.1－26所示。
整个系统的主面移出物镜之外，使得物镜的筒长—物镜前表面到焦面的距离小于焦距，从而缩小了物镜的结构尺寸。
在这里，筒长与焦距之比L/f´称为远距比。
远距比是远距物镜的重要指标，通常远距比小于1，并且越小越好。
按照上述原理构成的远距物镜，结构型式是各种各样的，尤其是前组，由于负担较大的光焦度，结构一般要比后组复杂。
图1.1－26 远距物镜的高斯光学
前组为三透镜结构，如图1.1－27所示，它的相对孔径为1：4。
图1.1－27 远摄物镜
1.1.7反远距物镜
反远镜是一种焦距较短而后截距很长的物镜，这样，在物镜和CCD之间可以加入分光镜，以实现取景等作用。
这种物镜的结构大多是具有负的前组镜和正的后组镜，见图1.1－28。
反远距物镜的孔径光阑和出射光瞳几乎重合并位于第二镜组的主平面上（图 1.1－28a），也可以将孔径光阑位于第二镜组前焦点附近（图1.1－28b）。
在这种情况下，像空间中主光线为远心光路这一设计原理是最理想的，但是在相对孔径大的物镜中难以实现。
图1.1－28 反远距摄影物镜的光路图
按照上述结构设计的反远距物镜，前组和后组有各种各样的结构型式。
负光焦度的前组从一个单片透镜直到非常复杂的结构，而正光焦度的后组往往采用Petzval型、三片型、双高斯型以及它们的复杂化结构。
前组为单片透镜而后组为三片型、双高斯型的反远距物镜，如图1.1－29所示，是反远距物镜最简单的结构。
它们的工作距离与焦距相当，视场角为60°左右，而相对孔径为1：3.5～1：2.5。
图1.1－29 前组为单负透镜、后组为三片型的反远距物镜
1.1.8畸变物镜
畸变物镜能够在它的像中预先引入规定的畸变。
当物镜存在很大的负畸变时，实际上能够拍摄角视场超过180°的物空间。
这种物镜用于宇航研究、气像测量中。
像的大小不是按式y´=－f ´tanω确定，而是，例如按下式确定：y´=－f ´sinω。
在后一情况中，当－ω＝90o 时，将得到y´= f ´，即像幅的对角线为焦距的两倍。
畸变物镜的原理图如图1.1－30a所示。
吉柳在1930年首先成功地实现了角视场180o和相对孔径1：22的畸变物镜（图1.1－30b）。
畸变物镜可以按照反远距物镜的光路图作
出。
第一组由一或二个透镜组成，并造成很大的畸变（图c、d）。
第二透镜组用于校正像差，以便获得清晰的像。
为了研制超广角物镜，像场角余弦四次方的影响是最大的障碍。
但是由于负的畸变，在像场边缘上光束深缩，因而在像场边缘上实际光学密度并不比视场中心低。
图1.1－30 畸变物镜的光学系统图。