AG旗舰信誉(深圳)智能装备科技有限公司行业新闻相机镜头光学中的一些疑难问题的解释

　　1、变焦和对焦有什么区别？

　　变焦就是改变镜头的焦距（准确说是像距），以改变拍摄的视角，也就是通常所说的把被摄体拉近或推远。例如18-55mm和70-200mm镜头就是典型的变焦镜头。焦距越长，视角越窄。

　　对焦通常指调整镜片组和底片（传感器平面）之间的距离，从而使被摄物在CCD/CMOS上成的像清晰。

　　我们通常说的“调焦”一般指“对焦”。有些人认为定焦镜头不能调焦的说法是错误的。

　　2、为什么镜头的最大光圈处通常成像不佳，或者说“成像比较肉”？

　　追求成像的锐利应该是所有镜头的追求。镜头的光圈值一般从F1.2 - F32不等，例如F1.8 - F16，对于普通的单反镜头来说，通常成像最锐利的光圈值是F5.6或者F8，为什么呢？这涉及到2个概念，一个是球差、一个是衍射。

　　衍射：超小光圈处影响锐利度的因素。

　　衍射（diffraction）是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。在经典物理学中，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播。

　　与之相关的概念有爱里斑、瑞利判据，感兴趣的可以自行搜索，在此不再展开。

　　球差：大光圈处影响锐利度的因素。

　　我们通常看到的透镜成像的简化图中，平行光通过透镜以后汇聚于一点，这点叫做焦点，其实真实的情况并非如此。如下图所示：

　　光线既然不能完美汇聚，也就不可能产生锐利的成像。当光圈大（光圈F值小）的时候，透镜接收光的圆面很大，于是光线的汇聚处会非常分散，造成成像不锐利。当光圈缩小的时候，透镜接收光的圆面很小，这时候光线经过透镜以后，汇聚处相对来说更集中一些，这样成像也就更加锐利了。

　　当然一般来说对焦不会非常准确，光圈小的时候景深更深，也会显得更锐利，但这是后话了。

　　当然，对于实际的镜头来说，镜头内部的镜片是很复杂的，可能有几片甚至十几片镜片，有些镜片的材质还较为昂贵，例如萤石，它们的主要作用其实就是改善镜头的光学素质，校正各种球差、彗差、色散、畸变等等。

　　例如EF 200mm f/2L IS USM镜头：

　　3、为什么工业领域绝口不提ISO这个参数？

　　做工业机器视觉的工程师一般都知道光圈、快门（曝光时间），但你要问他什么是ISO，他多半不知道。工业机器视觉领域有没有ISO这个参数呢？有的，只不过换了个名字，叫做gain（增益），这个参数一般没人调它，一般也不用调。

　　光圈、快门时间、ISO是取得合适曝光的三驾马车，三者互相合作也互相制约。ISO通常取值为100-3200。

　　通常ISO越高，相机感应光的能力越强，相应的噪点也越多，画质也越差。对于每一个摄影师来说，绝大多数情况下，他都希望把ISO固定在100，因为这可以获得最纯净的画面，但这几乎是不可能的。因为在暗光环境下，ISO太低，只能强行调大光圈，但是光圈是有限的，因此只能增加快门时间，但是快门时间一长，手持拍摄必然糊片。

　　但是在工业领域一般不存在这个问题（或者说这个问题是次要问题），一是因为工业相机一般不动，曝光时间很长也不会糊片，另外，工业视觉设备光源自带，几乎不存在暗光环境。

　　4、为什么是光源的亮度越高越好？

　　高亮度光源至少有这些好处：光源亮度高，快门时间就能降下来，有可能可以提高采图速度；其次光源亮度高，可以大大减轻环境杂光的影响；另外，光源亮度高，可以将光圈缩小，而通常缩小光圈可以得到更锐利的画面和更大的景深，这些对于机器视觉系统来说是极为重要的。所以选择光源的时候，光源亮度越高越好。

　　5、什么是单颗像素质量？

　　单颗像素指的是传感器上的一颗像素，单颗像素质量通常直接和像素颗粒的大小有关。例如有的相机的像素颗粒是5um × 5um，而很多手机的像素颗粒大小是1.12um × 1.12um，或者1.3um × 1.3um，这个数值越大，表明单颗像素质量越好。

　　主要原因是，像素之间存在电讯干扰，像素颗粒越小，那么相当于相邻像素的间距越小，那么越容易产生相互干扰，带来的结果是画质纯净度的下降。

　　好比一个小广场有1000个大妈在跳广场舞，每个人只分到1㎡的空间，这么挤大妈们很可能要干架，但是如果只有10个大妈在跳广场舞，那么就宽敞舒服多了，说不定跳完广场舞还可以摆3张桌子打打斗地主，当然剩下一个可以等轮换。