基础知识:光学镜头

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基础知识:光学镜头

基础知识:光学镜头

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。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。光学工业镜头广泛用于反射度极高的物体定位检测,如:金属、玻璃、胶片、晶片等。1 概论对于相机,镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素,数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上对镜头的光学分辨率要求较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积较小(因为数码相机是成像在CCD 上,而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片小很多),因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说,对某一确定的被摄体,水平方向需要200个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任,如果成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在2000线/毫米以上。另一方面,传统胶卷对紫外线比较敏感,外拍时常需要加装UV镜,而CCD对红外线比较敏感,镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜

头的物理口径也是必须要考虑的,且不管其相对口径如何,其物理口径越大,光通量就越大,数码相机对光线的接受和控制就会更好,成像质量也就越好。商用或家用数码相机的镜头,部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头,这种内置的新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图象拍摄的品质,而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机低2/3。另外在部分数码相机中,还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时,也是一个参考的指标。在传统的数码相机中,广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米,视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短,视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物。所以,广泛用于大场面风摄影作品的拍摄。在摄影创作中,使用广角镜头拍摄,能获得以下几个方面的效果:一是能增加摄影画面的空间纵深感;二是景深较长,能保证被摄主体的前后景物在画面上均可清晰的再现。所以,现代绝大多数的袖珍式自动照相机(俗称傻瓜照相机)采用38-35毫米的普通广角镜头;三是镜头的涵盖面积大,拍摄的景物范围宽广;

四是在相同的拍摄距离处所拍摄的景物,比使用标准镜头所拍摄的景物在画面中的影像小;五是在画面中容易出现透视变形和影像畸变的缺陷,镜头的焦距越短,拍摄的距离越近,这种缺陷就越显著。商用级的数码相机中多使用与普通35 mm相机相同的普通广角镜头,由于其在景深深,拍摄范围广等优点,因而在选择数码相机时,同样性能的数码相机,能够具有广角和远距的数码相机将会性能更好一些。

2 分类按结构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。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。光照度比较均匀,价格较便宜。自动光圈定焦镜头在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机,并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线,接到摄像机自动光圈接口座上。当进入镜头的光通量变化时,摄像机CCD 靶面产生的电荷发生相应的变化,从而使视频信号电平发生变化,产生一个控制信号,传给自动光圈镜头,从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动,完成调整大小的任务。手

动光圈变焦镜头焦距可变的,有一个焦距调整环,可以在一定范围内调整镜头的焦距,其可变比一般为2 ~3倍,焦距一般为3.6~8mm。实际应用中,可通过手动调节镜头的变焦环,可以方便地选择被监视地市场的市场角。但是当摄像机安装位置固定下以后,在频繁地手动调整变焦是很不方便的。因此,工程完工后,手动变焦镜头的焦距一般很少调整。仅起定焦镜头的作用。自动光圈电动变焦镜头与自动光圈定焦镜头相比增加了两个微型电机,其中一个电机与镜头的变焦环合,当其转动时可以控制镜头的焦距;另一电机与镜头的对焦环合,当其受控转动时可完成镜头的对焦。但是由于增加了两个电机且镜片组数增多,镜头的体积也相应增大。电动三可变镜头与自动光圈电动变焦镜头相比,只是将对光圈调整电机的控制由自动控制改为由控制器来手动控制。

按焦距按视场大小分:小视场镜头,普通镜头(约50度左右),广角镜头和特广角镜头(100-120度)标准镜头视角约50度,也是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角,所以又称为标准镜头。5mm相机的标准镜头的焦距多为40mm,50mm或55mm。120相机的标准镜头焦距多为80mm 或75mm。CCD芯片越大则标准镜头的焦距越长。广角镜头视角90度以上,适用于拍摄距离近且范围大的景物,又能刻意夸大前景表现强烈远近感即透视。35mm 相机的典型广角镜头是焦距28mm,视角为72度。120相机的50,40mm

的镜头便相当于35mm相机的35,28mm的镜头.长焦距镜头适于拍摄距离远的景物,景深小容易使背景模糊主体突出,但体积笨重且对动态主体对焦不易。35mm 相机长焦距镜头通常分为三级,135mm以下称中焦距,135-500mm称长焦距,500mm 以上称超长焦距。120 相机的150mm的镜头相当于35mm相机的105mm镜头。由于长焦距的镜头过于笨重,所以有望远镜头的设计,即在镜头后面加一负透镜,把镜头的主平面前移,便可用较短的镜体获得镜体获得长焦距的效果。反射式望远镜头是另一种超望远镜头的设计,利用反射镜面来构成影像,但因设计的关系无法装设光圈,仅能以快门来调整曝光。微距镜头(marco lens)除作极近距离的微距摄影外,也可远摄。按接口C型镜头法兰焦距是安装法兰到入射镜头平行光的汇聚点之间的距离。法兰焦距为17.526mm或0.690in。安装罗纹为:直径1in,32牙.in。镜头可以用在长度为0.512in (13mm)以内的线阵传感器。但是,由于几何变形和市场角特性,必须鉴别短焦镜头是否合用。如焦距为12.6mm的镜头不应该用长度大于6.5mm的线阵。如果利用法兰焦距尺寸确定了镜头到列阵的距离,则对于物方放大倍数小于20倍时需增加镜头接圈。接圈加在镜头后面,以增加镜头到像的距离,以为多数镜头的聚焦范围位5-10%。镜头接长距离为焦距/物方放大倍数。CS型镜头With a 5 mm adapter ring, a C lens can be used on a CS-mount

camera.U型镜头一种可变焦距的镜头,其法兰焦距为

47.526mm或1.7913in,安装罗纹为M42×1。主要设计作

35mm照片应用(如国产和进口的各种135相机镜头),可用于任何长度小于 1.25in(38.1mm)的列阵。建议不要用短焦距镜头。特殊镜头如显微放大系统。要特别注意CS和C的差别,不同类型的camera 和不同类型的Len连接时,要定制转接环。国外很贵,一个约,不如自己加工。光学镜头的主要参数和评价主要参数有焦距,视场,物距,光圈,快门等。对于镜头最完善的评价莫过于MTF (Modulation Transfer Function)。但是由于像差(标定的原因),镜头的每个范围都有一个MTF值。这些范围指的是:(1)近轴部分,(2)离轴部分,(3)当光学系统存在不对称畸变时,上述两部分在不同方向上的子部分。每个部分对于不同的辐射能量波长范围,都有各自相应的MTF值。MTF是评价成像系统的最常用、最优的指标,也是指导机器视觉系统集成的最优指标。

3 参数聚焦和光圈景深:被摄体周围适度清晰聚焦的范围对最终影象的出现起着至关重要的作用。为了充分利用镜头上提供的所有光圈,可把照相机固定在三脚架上,以防照相机抖动。f/光圈数和光圈大小调定在某一f/光圈数时的任何种类的镜头能够透射过几乎相同光量的影象,因为光阑直径直接与焦距相关,例如,一只80毫米的镜头在使用5

毫米的光阑直径时,光圈必定调节在f/16上。因此镜头的焦距在除以光阑直径后,就得到相应的f/光圈数。焦距标记调节调焦环螺纹,镜头从照相机处伸出,随着调焦环的转动,通过放认对准固定参看符号的标记,你就可以发现正在调节的焦距。光圈调节向上转动光圈环至下一个f/光圈数(例如从f/4到f/5.6),光圈大小减半(即达到胶片的光量减半);向下转动光圈环至下一个f/光圈数(例如从f/4到f/2.8)。光圈大小增加一倍。景深范围随着镜头对被摄体聚焦,可在固定参看符号两边寻找对应于(或接近)己调定的光圈f/数,辨认焦距标记下相对的数值,便可决定有效景深。景深的作用光圈大小的改变:通过相同焦距的镜头对相同距离的被摄体聚焦,该示说明光圈大小的调整是如何改变景深的。一般来说,被摄体的前景深扩大1/3,后景深则扩大2/3,光圈越小,景深越大。F/2光圈的景深远远小于f/16光圈的景深。被摄体至照相机的距离:即使采用同样的焦距和光圈,景深在一定程度上如何受制于被摄体至照相机的距离。被摄体距照相机越近,景深就越小。镜头对15英尺(4.5米)处聚焦所产生的景深比镜头对5英尺(1.5米)处聚焦所产生的景深要大得多。镜头的改变:在相同物距和光圈的情况下,使用不同焦距的镜头可改变景深,镜头焦距越短,最深越大,对于超广角镜(8---15毫米),景深非常大,以致无需调焦,因为每一级光圈的景深都是清晰。

4 应用光学工业镜头广泛用于反射度极高的物体定位检测,如:金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测,芯片和硅晶片的破损检测,MARK点定位,玻璃割片机、点胶机、SMT检测、贴版机等工业精密对位、定位、零件确认、尺寸测量、工业显微等CCD视觉对位、测量装置等领域。

5 其它放大率问题:光学镜头放大率问题,很多客户可能对镜头放大率不了解或者认识不多,所以造成了对镜头使用的错误操作或者选购不到合适的镜头,因此,普密斯光学针对这一问题进行专业的讲述,希望可以帮助大家更好的理解镜头参数问题。放大率光学放大率影像大小相对于物体的放大率β=y’/y =b/a=NA/NA’=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸电子放大率

电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数显示器放大率显示器放大率是被

拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率=(光学放大率)×(电子放大率) 例子:光学放大率=0. 2X, CCD大小1/2(对角线长8mm),显示器14〃电子放大率=14×25.4/8=44.45(倍) 显示器放大率=0.2×44.45=8.89(倍) (1寸=25.4mm)视场视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是:(CCD格式大小)/(光学放大率) 例子:光学放大率

=0.2X,CCD1/2〃(4.8mm长,6.4mm宽) 视场大小:长

=4.8/0.2=24(mm) 宽=6.4/0.2=32(mm)[1]

- END -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。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。光学工业镜头广泛用于反射度极高的物体定位检测,如:金属、玻璃、胶片、晶片等。1 概论对于相机,镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素,数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上对镜头的光学分辨率要求较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积较小(因为数码相机是成像在CCD 上,而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片小很多),因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说,对某一确定的被摄体,水平方向需要200个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任,如果成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在2000线/毫米以上。另一方面,传统胶卷对紫外线比较敏感,外拍时常需要加装UV镜,而CCD对红外线比较敏感,镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜头的物理口径也是必须要考虑的,且不管其相对口径如何,

其物理口径越大,光通量就越大,数码相机对光线的接受和控制就会更好,成像质量也就越好。商用或家用数码相机的镜头,部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头,这种内置的新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图象拍摄的品质,而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机低2/3。另外在部分数码相机中,还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时,也是一个参考的指标。在传统的数码相机中,广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米,视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短,视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物。所以,广泛用于大场面风摄影作品的拍摄。在摄影创作中,使用广角镜头拍摄,能获得以下几个方面的效果:一是能增加摄影画面的空间纵深感;二是景深较长,能保证被摄主体的前后景物在画面上均可清晰的再现。所以,现代绝大多数的袖珍式自动照相机(俗称傻瓜照相机)采用38-35毫米的普通广角镜头;三是镜头的涵盖面积大,拍摄的景物范围宽广;四是在相同的拍摄距离处所拍摄的景物,比使用标准镜头所

拍摄的景物在画面中的影像小;五是在画面中容易出现透视变形和影像畸变的缺陷,镜头的焦距越短,拍摄的距离越近,这种缺陷就越显著。商用级的数码相机中多使用与普通35 mm相机相同的普通广角镜头,由于其在景深深,拍摄范围广等优点,因而在选择数码相机时,同样性能的数码相机,能够具有广角和远距的数码相机将会性能更好一些。

2 分类按结构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。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。光照度比较均匀,价格较便宜。自动光圈定焦镜头在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机,并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线,接到摄像机自动光圈接口座上。当进入镜头的光通量变化时,摄像机CCD 靶面产生的电荷发生相应的变化,从而使视频信号电平发生变化,产生一个控制信号,传给自动光圈镜头,从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动,完成调整大小的任务。手动光圈变焦镜头焦距可变的,有一个焦距调整环,可以在一

定范围内调整镜头的焦距,其可变比一般为2 ~3倍,焦距一般为3.6~8mm。实际应用中,可通过手动调节镜头的变焦环,可以方便地选择被监视地市场的市场角。但是当摄像机安装位置固定下以后,在频繁地手动调整变焦是很不方便的。因此,工程完工后,手动变焦镜头的焦距一般很少调整。仅起定焦镜头的作用。自动光圈电动变焦镜头与自动光圈定焦镜头相比增加了两个微型电机,其中一个电机与镜头的变焦环合,当其转动时可以控制镜头的焦距;另一电机与镜头的对焦环合,当其受控转动时可完成镜头的对焦。但是由于增加了两个电机且镜片组数增多,镜头的体积也相应增大。电动三可变镜头与自动光圈电动变焦镜头相比,只是将对光圈调整电机的控制由自动控制改为由控制器来手动控制。

按焦距按视场大小分:小视场镜头,普通镜头(约50度左右),广角镜头和特广角镜头(100-120度)标准镜头视角约50度,也是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角,所以又称为标准镜头。5mm相机的标准镜头的焦距多为40mm,50mm或55mm。120相机的标准镜头焦距多为80mm 或75mm。CCD芯片越大则标准镜头的焦距越长。广角镜头视角90度以上,适用于拍摄距离近且范围大的景物,又能刻意夸大前景表现强烈远近感即透视。35mm 相机的典型广角镜头是焦距28mm,视角为72度。120相机的50,40mm 的镜头便相当于35mm相机的35,28mm的镜头.长焦距镜

头适于拍摄距离远的景物,景深小容易使背景模糊主体突出,但体积笨重且对动态主体对焦不易。35mm 相机长焦距镜头通常分为三级,135mm以下称中焦距,135-500mm称长焦距,500mm 以上称超长焦距。120 相机的150mm的镜头相当于35mm相机的105mm镜头。由于长焦距的镜头过于笨重,所以有望远镜头的设计,即在镜头后面加一负透镜,把镜头的主平面前移,便可用较短的镜体获得镜体获得长焦距的效果。反射式望远镜头是另一种超望远镜头的设计,利用反射镜面来构成影像,但因设计的关系无法装设光圈,仅能以快门来调整曝光。微距镜头(marco lens)除作极近距离的微距摄影外,也可远摄。按接口C型镜头法兰焦距是安装法兰到入射镜头平行光的汇聚点之间的距离。法兰焦距为17.526mm或0.690in。安装罗纹为:直径1in,32牙.in。镜头可以用在长度为0.512in (13mm)以内的线阵传感器。但是,由于几何变形和市场角特性,必须鉴别短焦镜头是否合用。如焦距为12.6mm的镜头不应该用长度大于6.5mm的线阵。如果利用法兰焦距尺寸确定了镜头到列阵的距离,则对于物方放大倍数小于20倍时需增加镜头接圈。接圈加在镜头后面,以增加镜头到像的距离,以为多数镜头的聚焦范围位5-10%。镜头接长距离为焦距/物方放大倍数。CS型镜头With a 5 mm adapter ring, a C lens can be used on a CS-mount camera.U型镜头一种可变焦距的镜头,其法兰焦距为

47.526mm或1.7913in,安装罗纹为M42×1。主要设计作

35mm照片应用(如国产和进口的各种135相机镜头),可用于任何长度小于 1.25in(38.1mm)的列阵。建议不要用短焦距镜头。特殊镜头如显微放大系统。要特别注意CS和C的差别,不同类型的camera 和不同类型的Len连接时,要定制转接环。国外很贵,一个约,不如自己加工。光学镜头的主要参数和评价主要参数有焦距,视场,物距,光圈,快门等。对于镜头最完善的评价莫过于MTF (Modulation Transfer Function)。但是由于像差(标定的原因),镜头的每个范围都有一个MTF值。这些范围指的是:(1)近轴部分,(2)离轴部分,(3)当光学系统存在不对称畸变时,上述两部分在不同方向上的子部分。每个部分对于不同的辐射能量波长范围,都有各自相应的MTF值。MTF是评价成像系统的最常用、最优的指标,也是指导机器视觉系统集成的最优指标。

3 参数聚焦和光圈景深:被摄体周围适度清晰聚焦的范围对最终影象的出现起着至关重要的作用。为了充分利用镜头上提供的所有光圈,可把照相机固定在三脚架上,以防照相机抖动。f/光圈数和光圈大小调定在某一f/光圈数时的任何种类的镜头能够透射过几乎相同光量的影象,因为光阑直径直接与焦距相关,例如,一只80毫米的镜头在使用5

毫米的光阑直径时,光圈必定调节在f/16上。因此镜头的焦

距在除以光阑直径后,就得到相应的f/光圈数。焦距标记调节调焦环螺纹,镜头从照相机处伸出,随着调焦环的转动,通过放认对准固定参看符号的标记,你就可以发现正在调节的焦距。光圈调节向上转动光圈环至下一个f/光圈数(例如从f/4到f/5.6),光圈大小减半(即达到胶片的光量减半);向下转动光圈环至下一个f/光圈数(例如从f/4到f/2.8)。光圈大小增加一倍。景深范围随着镜头对被摄体聚焦,可在固定参看符号两边寻找对应于(或接近)己调定的光圈f/数,辨认焦距标记下相对的数值,便可决定有效景深。景深的作用光圈大小的改变:通过相同焦距的镜头对相同距离的被摄体聚焦,该示说明光圈大小的调整是如何改变景深的。一般来说,被摄体的前景深扩大1/3,后景深则扩大2/3,光圈越小,景深越大。F/2光圈的景深远远小于f/16光圈的景深。被摄体至照相机的距离:即使采用同样的焦距和光圈,景深在一定程度上如何受制于被摄体至照相机的距离。被摄体距照相机越近,景深就越小。镜头对15英尺(4.5米)处聚焦所产生的景深比镜头对5英尺(1.5米)处聚焦所产生的景深要大得多。镜头的改变:在相同物距和光圈的情况下,使用不同焦距的镜头可改变景深,镜头焦距越短,最深越大,对于超广角镜(8---15毫米),景深非常大,以致无需调焦,因为每一级光圈的景深都是清晰。

4 应用光学工业镜头广泛用于反射度极高的物体定位检

测,如:金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测,芯片和硅晶片的破损检测,MARK点定位,玻璃割片机、点胶机、SMT检测、贴版机等工业精密对位、定位、零件确认、尺寸测量、工业显微等CCD视觉对位、测量装置等领域。

5 其它放大率问题:光学镜头放大率问题,很多客户可能对镜头放大率不了解或者认识不多,所以造成了对镜头使用的错误操作或者选购不到合适的镜头,因此,普密斯光学针对这一问题进行专业的讲述,希望可以帮助大家更好的理解镜头参数问题。放大率光学放大率影像大小相对于物体的放大率β=y’/y =b/a=NA/NA’=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸电子放大率

电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数显示器放大率显示器放大率是被

拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率=(光学放大率)×(电子放大率) 例子:光学放大率=0. 2X, CCD大小1/2(对角线长8mm),显示器14〃电子放大率=14×25.4/8=44.45(倍) 显示器放大率=0.2×44.45=8.89(倍) (1寸=25.4mm)视场视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是:(CCD格式大小)/(光学放大率) 例子:光学放大率

=0.2X,CCD1/2〃(4.8mm长,6.4mm宽) 视场大小:长=4.8/0.2=24(mm) 宽=6.4/0.2=32(mm)[1]

光学设计岗位规范

光学设计岗位规范 1 范围 本规范规定了光学设计岗位职责和岗位标准。。 本规范适用于光学设计岗位的初级、中级、高级职务人员。 2 引用标准 Q/AG L07 1.1-2003职工政治思想和职业道德通用标准 3 岗位职责(概括和列举该岗位的工作职责) 3.1 负责光学系统研究、设计的全部技术工作,试验、试制的配合工作。 3.2 严格贯彻执行国标、部标、企标及有关科研技术、质量管理和安全技术的法规。 3.3 负责项目预研、技术论证、可行性研究论证、技术经济分析和项目的申报工作。 3.4 根据研制合同,制定阶段和年度工作计划,并组织实施。 3.5 参加本专业及有关专业的技术会议,评审本专业范围内的科研成果。 3.6 贯彻全面质量管理,负责对试验中出现的各种技术问题进行分析、论证,改进设计。 3.7 根据使用部门的要求和市场需求,采用适合的光学系统的结构,满足性能指标。研究新技术,加速光电系统的更新换代。 3.8 根据项目进展情况,适时编写专题技术总结、专题研究报告、鉴定申请报告等。 3.9 负责技术转让、技术咨询、技术服务以及完成技术资料的归档工作。 4 岗位标准 4.1 政治思想与职业道德 执行Q/AG L07 1.1-2003职工政治思想与职业道德通用规范 4.2 文化程度

执行Q/AYGF 1.1 4.3 专业理论知识 4.3.1 初级职务 4.3.1.1 具有高等数学、普通物理等基础理论知识。 4.3.1.2 具有应用光学、光学仪器制图等专业理论知识。 4.3.1.3 了解光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.1.4 了解光学系统设计和研制过程,及有关技术标准。 4.3.1.5 初步掌握一门外语,并能查阅本专业书刊、资料。 4.3.2 中级职务 4.3.2.1 具有光学、计算机CAD设计、光学仪器制图原理等基础理论知识。了解红外、激光、电视、可见光系统等有关知识。 4.3.2.2 熟悉光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.2.3 熟悉光学系统国内外研制状况和发展趋势。 4.3.2.4 熟悉国内外光电系统光学设计研制技术及技术标准。 4.3.2.5 掌握一门外语,并能较熟练地查阅本专业书刊、资料。 4.3.3 高级职务 4.3.3.1 熟练掌握光学系统涉及的红外、激光、电视、微光、可见光学等专业理论知识。 4.3.3.2 精通光学系统研究的技术理论、熟悉典型的、同类型光学系统的性能指标及研究的技术难点。 4.3.3.3 精通光电系统集成与实验理论。 4.3.3.4 熟悉光电系统研制程序、典型技术和有关标准。 4.3.3.5 掌握国内外光电系统发展状况和发展趋势。 4.3.3.6 掌握光电系统应用的有关技术和知识。 4.3.3.7 掌握一门外语,并能熟练地查阅和笔译本专业的书刊、资料。 4.4 实际工作能力 4.4.1 初级职务 4.4.1.1 能完成光电系统的一般实验,参与试验方案的讨论与制定。

基础知识:光学镜头

基础知识:光学镜头 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。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。光学工业镜头广泛用于反射度极高的物体定位检测,如:金属、玻璃、胶片、晶片等。1 概论对于相机,镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素,数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上对镜头的光学分辨率要求较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积较小(因为数码相机是成像在CCD 上,而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片小很多),因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说,对某一确定的被摄体,水平方向需要200个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任,如果成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在2000线/毫米以上。另一方面,传统胶卷对紫外线比较敏感,外拍时常需要加装UV镜,而CCD对红外线比较敏感,镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜

头的物理口径也是必须要考虑的,且不管其相对口径如何,其物理口径越大,光通量就越大,数码相机对光线的接受和控制就会更好,成像质量也就越好。商用或家用数码相机的镜头,部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头,这种内置的新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图象拍摄的品质,而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机低2/3。另外在部分数码相机中,还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时,也是一个参考的指标。在传统的数码相机中,广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米,视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短,视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物。所以,广泛用于大场面风摄影作品的拍摄。在摄影创作中,使用广角镜头拍摄,能获得以下几个方面的效果:一是能增加摄影画面的空间纵深感;二是景深较长,能保证被摄主体的前后景物在画面上均可清晰的再现。所以,现代绝大多数的袖珍式自动照相机(俗称傻瓜照相机)采用38-35毫米的普通广角镜头;三是镜头的涵盖面积大,拍摄的景物范围宽广;

视光学基础习题集完整版

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视光学基础习题集 ——12眼本2班 一、名词解释 1、视力(VisualAcuity):即视觉分辨力,双眼所能分辨的外界两物点间的最小距离,常用视角的倒数表达。 2、视角(visualangle):物体两端与眼第一结点所成的夹角。 3、视觉分辨力极限理论:在正常情况下,人眼对外界物体的分辨力是有一定限度的,该理论被称之为视觉分辨力极限理论。 4、模型眼(SchematicEye):一个适合于进行眼球光学系统理论研究且模拟人眼的光学结构。 5、正视化(Emmetropization):外界的视觉刺激对眼球的生长发育发挥精确的调控作用,眼球壁会向着物像焦点的方向生长,直至屈光状态和眼轴长度达到合适的匹配,此过程称为正视化。 6、正视(Emmetropia):当眼处于非调节状态,外界平行光线经眼的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦,这种屈光状态称为正视。 7、屈光不正(RefractiveError):当眼处于非调节状态,外界平行光线经眼的屈光系统后,不能在视网膜黄斑中心凹聚焦,不能产生清晰像的一种屈光状态。 8、近视(Myopia):在调节静止状态下,外界平行光线进入眼内后聚焦于视网膜感光细胞层之前的一种屈光状态。 9、远视(Hyperopia):在调节静止状态下,外界平行光线进入眼内后聚焦于视网膜感光细胞层之后的一种屈光状态。 10、远点(FarPoint):当眼处于非调节状态时,与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物空间物点的位置,称为远点。 11、近点(NearPoint):当眼处于最大调节力时,与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物空间物点的位置,称为近点。 12、隐性远视(LatentHyperopia):即潜伏性远视,在无睫状肌麻痹验光过程中不会发现的远视,隐性远视=全远视-显性远视。 13、显性远视(ManifestHyperopia):在常规验光过程中可以表现出来的远视,等于矫正至正视状态的最大正镜的度数。 14、全远视(TotalHyperopia):即总的远视量,在调节完全放松的状态下所能接受的最大正镜的度数,全远视=显性远视+隐性远视。 15、绝对性远视(AbsoluteHyperopia):指的是调节所无法代偿的远视,等于常规验光过程中矫正至正视的最小正镜的度数。 16、随意性远视(FacultativeHyperopia):由自身调节所掩盖的远视,但在常规验光过程中可以被发现的远视,随意性远视=显性远视-绝对性远视。 17、散光(Astigmatism):平行光通过眼球折射后所成像并非一个焦点,而是在空间不同位置的两条焦线和最小弥散圆的一种屈光状态。 18、Sturm光锥:平行光线透过复曲面的屈光界面后,不能形成焦点,而是形成一前一后两条互为正交的焦线,两焦线间的光束形成顶对顶的圆锥形,称为Sturm光锥(史氏光锥)。

视光学基础教学大纲

课程名称:视光学基础 授课对象:眼视光技术专业 学时数:76学时(理论授课:36学时、实验学时:40学时) 推荐教材:《视光学基础》王光霁高等教育出版社第11版2005年执笔人:马淑云 编写时间:2012年

《视光学基础》课程教学目标和教学大纲 课程性质:必修课 课程内容提要 本书以眼视光技术临床基本检测流程框图为阐述线索,依照从视力检测、初始检查、验光、近阅读附加、双眼视觉功能、眼前节健康检查、眼压和眼后节检查这样的科学流程,简洁描述各项指标的检查原理和机制,重点描述各种相关的检测内容和具体流程,以及对结果的分析。 使用专业:眼视光技术 一、教学目标 本课程是眼视光技术专业主要的课程之一,其目的与任务是使学生较全面和较深入的了解视生理光学基本理论,并能从生理光学深度掌握各种眼屈光不正和双眼视异常、弱视的临床症候,掌握屈光检查的方法及对能够对结果进行正确分析,为将来的从事验光配镜岗位奠定基础。 二、教学总体安排 (一)教学方法及教学安排 在教学中理论课,实验课和分析讨论课三者相结合。 针对高职学生理论基础较为薄弱,空间想象能力相对不强的特点,在理论授课中对重点概念、原理引入直观性教学、互动性教学、启发性教学;在实验课中对屈光检查技术的讲授注重进行生产性实训,培养学生动手能力和职业素质能力;在分析讨论课中注意案例引入,培养学生分析解决实际问题能力。 (二)学时分配表

视光学基础学时分配表 (三)考核 本课程采用平时成绩和期末考试相结合的记分方法,平时成绩采用课堂提问、出勤情况、作业成绩三者结合比例占30%,期末考试成绩占总成绩的70%。 三、各章节内容及要求 第一章、眼视光学内容和学习方法 使学生初步了解眼视光学的内容及学习方法 1、了解眼视光学与眼科学的关系 第二章、视力和视力检查 1、了解视力表的种类 2、熟悉视力表和视角的关系 3、掌握远近视力的检查方法和注意事项 第三章、眼视光初始检查 第一节:调解幅度 1、理解调解幅度检测的目的 2、掌握其方法

光学镜头基本知识

光學镜头基本知識 第一章光線得傳播 一﹑光在真空中就是沿直線傳播得 光在真空中(均勻介質中)就是沿直線傳播得﹐但就是由於在我們得真實空間中﹐光並不能做到這一點﹐這就是因為空氣。在我們得空氣中﹐有存在著各式各樣得雜物﹐粉塵﹐水霧等。由於這些東西得存在﹐光在直線傳播得過程中﹐碰到這些東西﹐就會產生反射﹐折射。而﹐粉塵表面並不光滑﹐光照射到這粉塵面上得時候便會往各個方向反射﹐這邊形成了漫反射。正就是由於漫反射得存在﹐這便能使我們能感覺到光﹐能瞧到東西。 二﹑光得反射﹑透射﹑折射 光在大氣中傳輸總不能按著直線傳輸﹐光在碰到不透光得物質時會發生反射﹐光碰到透光得物質時會發生透射﹐折射。入射光線﹐反射光線﹐折射光線﹐在同一個平面上﹐即三線共面。 2、1 光得反射 光在傳輸過程中就是遵守反射定理得。 反射定理﹕ 入射角等於反射角。 入射角定義為﹕入射光線与法線組成得夾角 反射角定義為﹕反射光線与法線組成得夾角 法線﹕法線就就是垂直於入射面得線。法線就是一條虛構得線﹐並不就是事實存在得。 2、2 光得透射与折射 有些物質就是透光得﹐光可以穿透這些物質﹐這便就是光得透射。 每種不同材質得東西都有著不同得透過率﹐光在這些物質中穿透得時候總會有著能量得損失。入射光線得強度與出射光線得強度得比值為這一材質得透過率。 所謂光線得折射就就是指光線在進行傳輸得過程中從一種介質進入另一種介質得時候﹐不會沿直線傳播﹐而就是有了一定角度得彎折。這便就是光線得折射。 通常在大氣中我們認定其折射率為1。 折射定律被描述為﹕入射角得正弦与折射角得正弦之比為常數﹐它等于折射線所處介質得折射率n`与入射線所處介質得折射率n之比。 通常折射率較大得介質稱為光密介質﹐折射率較小得介質稱為光疏介質。若入射光在光密介質﹐這時折射角總大于入射角﹐折射角隨著入射角增大而增大﹐最大使折射角為90度﹐這時sini`=1﹐若入射角再增大﹐將發生全反射。 自然界有很多全反射現象﹕海市蜃樓﹑沙漠幻影﹑等。 第二章光學鏡頭得種類 目前LAM產線所生產得光學鏡頭主要有以下几類:

镜头光学基础教程

鏡頭光學基礎 第一章:基礎光學名詞 在這個課程中,所要講的題目是“鏡頭檢測之光學基礎”。主要內容是有關鏡頭檢測所必須具備的光學基礎概念。我們將分兩個主題進行說明,第一個主題是“基礎光學名詞”的解釋,第二個主題則是“像差”觀念的介紹。 首先我們要進行的是“基礎光學名詞”的解釋,內容則包含:光軸/近光軸、六個基本點、焦距、F-Number 、光瞳與視場。 六個基本點與焦距是光學基礎中最基本的認知。讓我們來瞭解一下。六個基本點(在英文的名詞為6 cardinal points) ,它們是指:前焦點、後焦點、前主點、後主點、前節點和後節點;焦距則可分為前焦距、後焦距、前有效焦距和後有效焦距。 右邊的圖示是代表六個基本點與焦距的相關圖示。在談論光學規格時,我們經常會用到這些名詞,點選它們看圖解,在後面的課程中我們會一一來做介紹。

1-1光軸/ 近光軸 何謂光軸?光軸的英文名詞是Optical Axis,對於單一透鏡而言,由前後兩個面的曲率中心所定出的一條線,就稱為光軸。如果鏡片不止一片,也是以此類推,取所有面的曲率中心衍生出的直線,就是光軸。

近光軸的英文名詞為Paraxial Axis,也稱為順光軸,指的是極靠近光軸且沿著光軸之區域。如圖所示,紅線為光軸,綠色區域就是近光軸。 1-2 前/後焦點vs. 前/後焦距 我們先來看前焦點。如圖所示,紅色的平行光線沿著光軸從鏡片後方進來,通過透鏡,光線會聚焦到透鏡前方的點,這個光點我們就稱之為前焦點,我們以小f1表示。而前焦距Front Focal Lengrh指的就是:在光軸上,從前焦點到鏡片前頂點位置A的距離,英文縮寫為FFL 。 後焦距指的是平行光線沿著光軸從透鏡前方平行射入,匯聚到鏡頭後方的點,這個光點就稱為後焦點,以小f2表示。在光軸上,從後焦點到到透鏡後方的最頂點位置B,我們稱之為後焦距,英文名稱是Back Focal Lengrh,英文縮寫則以BFL 表示。 1-3 前/後主點vs. 前/後有效焦距vs. 主平面/主面

视光学基础习题集

视光学基础习题集 ——12眼本2班 一、名词解释 1、视力(Visual Acuity):即视觉分辨力,双眼所能分辨的外界两物点间的最小距离,常用视角的倒数表达。 2、视角(visual angle):物体两端与眼第一结点所成的夹角。 3、视觉分辨力极限理论:在正常情况下,人眼对外界物体的分辨力是有一定限度的,该理论被称之为视觉分辨力极限理论。 4、模型眼(Schematic Eye):一个适合于进行眼球光学系统理论研究且模拟人眼的光学结构。 5、正视化(Emmetropization):外界的视觉刺激对眼球的生长发育发挥精确的调控作用,眼球壁会向着物像焦点的方向生长,直至屈光状态和眼轴长度达到合适的匹配,此过程称为正视化。 6、正视(Emmetropia):当眼处于非调节状态,外界平行光线经眼的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦,这种屈光状态称为正视。 7、屈光不正(Refractive Error):当眼处于非调节状态,外界平行光线经眼的屈光系统后,不能在视网膜黄斑中心凹聚焦,不能产生清晰像的一种屈光状态。 8、近视(Myopia):在调节静止状态下,外界平行光线进入眼内后聚焦于视网膜感光细胞层之前的一种屈光状态。 9、远视(Hyperopia):在调节静止状态下,外界平行光线进入眼内后聚焦于视网膜感光细胞层之后的一种屈光状态。 10、远点(Far Point):当眼处于非调节状态时,与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物空间物点的位置,称为远点。 11、近点(Near Point):当眼处于最大调节力时,与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物空间物点的位置,称为近点。 12、隐性远视(Latent Hyperopia):即潜伏性远视,在无睫状肌麻痹验光过程中不会发现的远视,隐性远视=全远视-显性远视。 13、显性远视(Manifest Hyperopia):在常规验光过程中可以表现出来的远视,等于矫正至正视状态的最大正镜的度数。 14、全远视(Total Hyperopia):即总的远视量,在调节完全放松的状态下所能接受的最大正镜的度数,全远视=显性远视+隐性远视。 15、绝对性远视(Absolute Hyperopia):指的是调节所无法代偿的远视,等于常规验光过程中矫正至正视的最小正镜的度数。 16、随意性远视(Facultative Hyperopia):由自身调节所掩盖的远视,但在常规验光过程中可以被发现的远视,随意性远视=显性远视-绝对性远视。 17、散光(Astigmatism):平行光通过眼球折射后所成像并非一个焦点,而是在空间不同位置的两条焦线和最小弥散圆的一种屈光状态。 18、Sturm光锥:平行光线透过复曲面的屈光界面后,不能形成焦点,而是形成一前一后两条互为正交的焦线,两焦线间的光束形成顶对顶的圆锥形,称为Sturm光锥(史氏光锥)。 19、最小弥散圆(Circle of least confusion):前后焦线之间为一系列大小不等的椭圆形

光学设计教程小知识点

1.2光学系统有哪些特性参数和结构参数? 特性参数:(1)物距L(2)物高y或视场角ω(3)物方孔径角正弦sinU或光速孔径角h(4)孔径光阑或入瞳位置(5)渐晕系数或系统中每一个的通光半径 结构参数:每个曲面的面行参数(r,K,a4,a6,a8,a10)、各面顶点间距(d)、每种介质对指定波长的折射率(n)、入射光线的位置和方向 1.3轴上像点有哪几种几何像差? 轴向色差和球差 1.4列举几种主要的轴外子午单色像差。 子午场曲、子午慧差、轴外子午球差 1.5什么是波像差?什么是点列图?它们分别适用于评价何种光学系统的成像质量? 波像差:实际波面和理想波面之间的光程差作为衡量该像点质量的指标。适用单色像点的成像。 点列图:对于实际的光学系统,由于存在像差,一个物点发出的所有光线通过这个光学系统以后,其像面交点是一弥散的散斑。适用大像差系统 2.1叙述光学自动设计的数学模型。 把函数表示成自变量的幂级数,根据需要和可能,选到一定的幂次,然后通过实验或数值计算的方法,求出若干抽样点的函数值,列出足够数量的方程式,求解出幂级数的系数,这样,函数的幂级数形式即可确定。像差自动校正过程,给出一个原始系统,线性近似,逐次渐进。 2.2适应法和阻尼最小二乘法光学自动设计方法各有什么特点,它们之间有什么区别? 适应法:参加校正的像差个数m必须小于或等于自变量个数n,参加校正的像差不能相关,可以控制单个独立的几何像差,对设计者要求较高,需要掌握像差理论阻尼最小二乘法:不直接求解像差线性方程组,把各种像差残量的平方和构成一个评价函数Φ。通过求评价函数的极小值解,使像差残量逐步减小,达到校正像差的目的。它对参加校正的像差数m没有限制。 区别:适应法求出的解严格满足像差线性方程组的每个方程式;如果m>n或者两者像差相关,像差线性方程组就无法求解,校正就要中断。 3.1序列和非序列光线追迹各有什么特点? 序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计。以面作为对象,光线从物平面开始,按照表面的先后顺序进行追迹,对每个面只计算一次。光线追迹速度很快。 非序列光线追迹主要用于需考虑散射和杂散光情况下,非成像系统或复杂形状的物体。以物体作为对象,光线按照物理规则,沿着自然可实现的路径进行追迹。计算时每一物体的位置由全局坐标确定。非序列光线追迹对光线传播进行更为细节的分析,计算速度较慢。3.2叙述采用光学自动设计软件进行光学系统设计的基本流程。 (1)建立光学系统模型: 系统特性参输入:孔径、视场的设定、波长的设定 初始结构输入:表面数量及序号、面行、表面结构参数输入 (2)像质评价 (3)优化:设置评价函数和优化操作数、设置优化变量、进行优化 (4)公差分析:公差数据设置、执行公差分析 3.3Zemax软件采用了什么优化算法? 构造评价函数:最小二乘法、正交下降法(非序列光学系统)

视光学基础习题集

视光学基础习题集 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

视光学基础习题集 ——12眼本2班 一、名词解释 1、视力(Visual Acuity):即视觉分辨力,双眼所能分辨的外界两物点间的最小距离,常用视角的倒数表达。 2、视角(visual angle):物体两端与眼第一结点所成的夹角。 3、视觉分辨力极限理论:在正常情况下,人眼对外界物体的分辨力是有一定限度的,该理论被称之为视觉分辨力极限理论。 4、模型眼(Schematic Eye):一个适合于进行眼球光学系统理论研究且模拟人眼的光学结构。 5、正视化(Emmetropization):外界的视觉刺激对眼球的生长发育发挥精确的调控作用,眼球壁会向着物像焦点的方向生长,直至屈光状态和眼轴长度达到合适的匹配,此过程称为正视化。 6、正视(Emmetropia):当眼处于非调节状态,外界平行光线经眼的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦,这种屈光状态称为正视。 7、屈光不正(Refractive Error):当眼处于非调节状态,外界平行光线经眼的屈光系统后,不能在视网膜黄斑中心凹聚焦,不能产生清晰像的一种屈光状态。 8、近视(Myopia):在调节静止状态下,外界平行光线进入眼内后聚焦于视网膜感光细胞层之前的一种屈光状态。 9、远视(Hyperopia):在调节静止状态下,外界平行光线进入眼内后聚焦于视网膜感光细胞层之后的一种屈光状态。

10、远点(Far Point):当眼处于非调节状态时,与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物空间物点的位置,称为远点。 11、近点(Near Point):当眼处于最大调节力时,与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物空间物点的位置,称为近点。 12、隐性远视(Latent Hyperopia):即潜伏性远视,在无睫状肌麻痹验光过程中不会发现的远视,隐性远视=全远视-显性远视。 13、显性远视(Manifest Hyperopia):在常规验光过程中可以表现出来的远视,等于矫正至正视状态的最大正镜的度数。 14、全远视(Total Hyperopia):即总的远视量,在调节完全放松的状态下所能接受的最大正镜的度数,全远视=显性远视+隐性远视。 15、绝对性远视(Absolute Hyperopia):指的是调节所无法代偿的远视,等于常规验光过程中矫正至正视的最小正镜的度数。 16、随意性远视(Facultative Hyperopia):由自身调节所掩盖的远视,但在常规验光过程中可以被发现的远视,随意性远视=显性远视-绝对性远视。 17、散光(Astigmatism):平行光通过眼球折射后所成像并非一个焦点,而是在空间不同位置的两条焦线和最小弥散圆的一种屈光状态。 18、Sturm光锥:平行光线透过复曲面的屈光界面后,不能形成焦点,而是形成一前一后两条互为正交的焦线,两焦线间的光束形成顶对顶的圆锥形,称为Sturm光锥(史氏光锥)。 19、最小弥散圆(Circle of least confusion):前后焦线之间为一系列大小不等的椭圆形光学切面,其中最小的光学切面为一圆形,称最小弥散圆。

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第三章 视光学知识 第一节 眼及眼的结构 人们认知世界,75%是通过视觉感知的。 眼睛观察物体时,由于环境、生理、心理等因素,人们用眼睛的瞳孔缩小或扩张来调 节光线的强弱,睫状肌牵动其相连的悬韧带调节人眼晶状体屈光度,使光线正好聚焦在视 网膜上,产生清晰的图象,由于人眼所观察的物体是三维的,双眼的瞳孔距离不断的调节 即眼集合又称辐辏,从而产生双眼单视现象。 眼球结构图 眼球成像结构图 角膜:眼球前端表面的透明圆形表层结构, 直径为11.5~12mm ,厚度约0.6mm 。 瞳孔:角膜后虹膜中间形成的圆形空隙,光路就是通过该小孔,它会根据光线的强弱

或视近视远来改变大小。 晶状体:是人眼内的一个可以不断改变焦距的凸透镜,人自所以既可以看近又可以看远就是因为它的这种改变。又称调节。 据研究,一般情况下,初生婴儿的眼轴长度为17.6mm;0-3周岁小孩子眼轴增长约 5mm;3-7周岁儿童眼轴再增长约1mm;7周岁以后眼轴增长趋向于成人,成人的眼轴为 24mm。如眼轴每增长1mm,就会有300度左右近视。缩短1mm就有300度左右远视。眼轴的长短是屈光不正的重要因素。 视力:眼科临床所谓视力系指视网膜中心凹处型觉的视锐度,也就是人眼对客观物体的形态的辨析能力。习惯上称视力均为远视力或视力表视力。(视力分为:远视力、近视力、视力表视力及裸眼视力和矫正视力)。 第二节屈光不正 屈光不正可分为:近视、远视和散光。弱视、老花、青光眼和白内障等不属于屈光不正。 一、近视 近视:当调节作用静止时,平行光线投射入眼内,在视网膜之前结成焦点,即视网膜的位置在眼睛的主焦点之后,平行光线在眼内先形成焦点而后再行分散,当其到达视网膜时就不再是一个焦点象,而是一个弥散的环状区域,从而影响视力的清晰度,。 近视眼成像图远视眼成像图 近视眼的形成原因 科学研究进一步表明:近视是不可逆的。而且近视的产生和增加的原因很复杂,至今我们还不能全部清楚近视产生和发展的机理。基本上可归纳为遗传和环境两大因素,环境因素大体上有以下一些因素。 1、视近负荷因素 2、长时间用眼 3、缺乏体育锻炼 4、睡眠时间不足 5、视觉环境中的光污染 6、配镜情况

光学镜头基本知识

光学镜头基本知识 第一章光线的传播 一﹑光在真空中是沿直线传播的 光在真空中(均匀介质中)是沿直线传播的﹐但是由於在我们的真实空间中﹐光并不能做到这一点﹐这是因为空气。在我们的空气中﹐有存在着各式各样的杂物﹐粉尘﹐水雾等。由於这些东西的存在﹐光在直线传播的过程中﹐碰到这些东西﹐就会产生反射﹐折射。而﹐粉尘表面并不光滑﹐光照射到这粉尘面上的时候便会往各个方向反射﹐这边形成了漫反射。正是由於漫反射的存在﹐这便能使我们能感觉到光﹐能看到东西。 二﹑光的反射﹑透射﹑折射 光在大气中传输总不能按着直线传输﹐光在碰到不透光的物质时会发生反射﹐光碰到透光的物质时会发生透射﹐折射。入射光线﹐反射光线﹐折射光线﹐在同一个平面上﹐即三线共面。 光的反射 光在传输过程中是遵守反射定理的。 反射定理﹕ 入射角等於反射角。 入射角定义为﹕入射光线和法线组成的夹角 反射角定义为﹕反射光线和法线组成的夹角 法线﹕法线就是垂直於入射面的线。法线是一条虚构的线﹐并不是事实存在的。光的透射和折射 有些物质是透光的﹐光可以穿透这些物质﹐这便是光的透射。 每种不同材质的东西都有着不同的透过率﹐光在这些物质中穿透的时候总会有着能量的损失。入射光线的强度与出射光线的强度的比值为这一材质的透过率。 所谓光线的折射就是指光线在进行传输的过程中从一种介质进入另一种介质的时候﹐不会沿直线传播﹐而是有了一定角度的弯折。这便是光线的折射。 通常在大气中我们认定其折射率为1。 折射定律被描述为﹕入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数﹐它等于折射线所处介质的折射率n`与入射线所处介质的折射率n之比。 通常折射率较大的介质称为光密介质﹐折射率较小的介质称为光疏介质。若入射光在光密介质﹐这时折射角总大于入射角﹐折射角随着入射角增大而增大﹐最大使折射角为90度﹐这时sini`=1﹐若入射角再增大﹐将发生全反射。 自然界有很多全反射现象﹕海市蜃楼﹑沙漠幻影﹑等。

验光基础知识1

验光基础知识(1) 很多在眼镜店工作的销售人员都想做的更专业,想学习更多的知识来更好的给客户推介产品,本材料主要针对初学验光或希望掌握简单验光知识的销售员阅读,讨论主题为验光流程中的一些具体操作,并非验光专业知识内容。欲成为一名真正的验光师,必须认真学习系统的视光学知识,并加以临床应用,积累经验。同时,追求顾客满意的服务心态、不断完善自我的敬业精神、良好的语言技巧都是一名验光师必须具备的素质。 一、电脑验光 简介:使用电脑自动验光仪验光属于客观验光,其优点在于操作简单迅速,缺点在于因仪器使被检眼发生无法避免的刺激反射,可引起睫状肌调节,从而导致误差。通常近视度数便深,远视偏浅。 操作人员:一般由销售员或助理验光员进行,亦可由验光师本人直接进行。 操作要求:态度温和,动作规范,操作迅速。 操作流程: 1.引导顾客步入验光区。 2.开启电源,预热设备。 3.邀请顾客坐下,坐姿自然平稳,尽量靠近验光仪;观察顾客姿态是否舒适,必要时调整验光仪桌面高度。 4.请顾客将下颌放在电脑验光仪下颌托板上,前额靠在验光仪指定位置,固定头部。可让顾客双手扶在验光仪桌面。 5.观察顾客眼角与验光仪上参考标记是否一致,必要时调整下颌托板高度。 6.嘱顾客睁开双眼,平视前方,尽量放松,暂时减少眨眼。 7.调整焦距使视屏上的角膜像清晰。 8.移动环形光标至瞳孔中央。 9.揿动记录键,先右后左测量,每眼测三次,注意掌握测量的最佳时机。在此过程中留意顾客反映,提醒顾客保持上述姿势,保持放松。 10.验光结束后,打印结果,并告之顾客“可以了”。 问题与解决: 1.当顾客询问验光结果时,考虑到电脑验光结果未必完全准确,验光人员可将数据大致

如何学习验光配镜-达人视界

验光配镜是一门专门的技术活,验光师其实是半个眼科医生加 半个光学工程师,在验光过程中可以了解消费者近视眼的产生缘由,真、假近视,还是由眼疾引出的近视,都能在验光时被发现,这是 电脑验光所无法做到的。那么验光配镜该如何学习呢? 一、工作内容 1、对眼睛进行视力和一般性外观的检查; 2、运用验光仪、视网膜镜、测试镜架和测试镜片检测眼睛屈光度,并写出合理的验光处方; 3、运用中和法和操作焦度检测仪对镜片进行屈光度检测和鉴定; 4、对球柱镜片联合、光学中心移动和三棱镜进行数值计算和光度转换; 5、为被检测者确定合理的定配方案; 6、对眼镜进行戴用校配; 7、维护、保养、调校仪器。 二、工作要求

询问患者的年龄、身体状况、工作性质,以及是否有戴镜史等相关情况。用综合验光仪等设备对眼球进行精确检验,同时观察患者的眼球对精确过程中一些细微变化的反应。确定患者的视力,诊断眼睛有无常见的疾病。分析检测结果,确定配镜的度数。调整眼镜度数到合适的度数。帮助人们了解眼镜的相关知识。 三、入职条件 1、视光学(眼科基础学、眼科光学基础、临床视光学基础、眼生理光学、眼镜学、眼科光学器械学)专业中专及以上学历,有验光师资格证,1年以上相关经验; 2、具备眼科基础知识和基础视光学专业知识,能熟练操作视光部各种仪器设备; 3、良好的服务理念和沟通技巧、协调能力和推介技巧。 河南视之界企业管理咨询有限公司是由国内外多家机构和企业联合缔造的视光航母。集团下辖眼视光产品生产基地、眼视光培训学校、眼视光运营公司、眼视光产品配送中心、眼视光市场扶持团队、眼镜店加盟等。其中眼镜店加盟和验光师培训是我们的主力产品项目。历经十几年的积累与沉淀,亲历了中国眼视光行业各个阶

光学镜头基本知识

光學镜头基本知識 第一章光線的傳播 一﹑光在真空中是沿直線傳播的 光在真空中(均勻介質中)是沿直線傳播的﹐但是由於在我們的真實空間中﹐光並不能做到這一點﹐這是因為空氣。在我們的空氣中﹐有存在著各式各樣的雜物﹐粉塵﹐水霧等。由於這些東西的存在﹐光在直線傳播的過程中﹐碰到這些東西﹐就會產生反射﹐折射。而﹐粉塵表面並不光滑﹐光照射到這粉塵面上的時候便會往各個方向反射﹐這邊形成了漫反射。正是由於漫反射的存在﹐這便能使我們能感覺到光﹐能看到東西。 二﹑光的反射﹑透射﹑折射 光在大氣中傳輸總不能按著直線傳輸﹐光在碰到不透光的物質時會發生反射﹐光碰到透光的物質時會發生透射﹐折射。入射光線﹐反射光線﹐折射光線﹐在同一個平面上﹐即三線共面。 2.1 光的反射 光在傳輸過程中是遵守反射定理的。 反射定理﹕ 入射角等於反射角。 入射角定義為﹕入射光線和法線組成的夾角 反射角定義為﹕反射光線和法線組成的夾角 法線﹕法線就是垂直於入射面的線。法線是一條虛構的線﹐並不是事實存在的。 2.2 光的透射和折射 有些物質是透光的﹐光可以穿透這些物質﹐這便是光的透射。 每種不同材質的東西都有著不同的透過率﹐光在這些物質中穿透的時候總會有著能量的損失。入射光線的強度與出射光線的強度的比值為這一材質的透過率。 所謂光線的折射就是指光線在進行傳輸的過程中從一種介質進入另一種介質的時候﹐不會沿直線傳播﹐而是有了一定角度的彎折。這便是光線的折射。 通常在大氣中我們認定其折射率為1。 折射定律被描述為﹕入射角的正弦与折射角的正弦之比為常數﹐它等于折射線所處介質的折射率n`与入射線所處介質的折射率n之比。 通常折射率較大的介質稱為光密介質﹐折射率較小的介質稱為光疏介質。若入射光在光密介質﹐這時折射角總大于入射角﹐折射角隨著入射角增大而增大﹐最大使折射角為90度﹐這時sini`=1﹐若入射角再增大﹐將發生全反射。 自然界有很多全反射現象﹕海市蜃樓﹑沙漠幻影﹑等。

光学设计基本知识

一、关于光线: 光源发出之光,通过均匀的介质时,恒依直线进行,叫做光的直进。此依直线前进之光,代表其前进方向的直线,称之为“光线”。光线在几何光学作图中起着重要作用。在光的直线传播,反射与折射以及研究透镜成像中,都是必不可少且要反复用到的基本手段。应注意的是,光线不是实际存在的实物,而是在研究光的行进过程中细窄光束的抽象。正像我们在研究物体运动时,用质点作为物体的抽像类似。 二、光的反射 光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播 方向又返回原来物质中的现象。 反射定律: 1.入射光线、反射光线与法线(即通过入射点 且垂直于入射面的线)同在一平面内,且入射 光线和反射光线在法线的两侧; 2.反射角等于入射角(其中反射角是法线与反 射线的夹角。入射角是入射线与法线的夹角)。在同一条件下,如果光沿原来的反射线的逆方向射到界面上,这时的反射线一定沿原来的入射线的反方向射出。这一点谓之为“光的可逆性”。 三、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。 折射定律 1、折射光线和入射光线分居法线两侧 (法线居中,与界面垂直) 2、折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 (三线两点一面) 3、当光线从空气斜射入其它介质时,角的性 质:折射角(密度大的一方)小于入射角(密度 小的一方);(在真空中的角总是大的,其次是 空气) 4、当光线从其他介质射入空气时,折射角大于 入射角。 5、在相同的条件下,折射角随入射角的增大 (减小)而增大(减小)。 6、折射光线与法线的夹角,叫折射角。 7、光从空气斜射入水中或其他介质时,折射光 线向法线方向偏折,折射角小于入射角。 8、光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变。

视光学基础资料

眼视光学基础知识 一.定义 1.正视眼:当眼调节静止时,外界的平行光线(一般认为来自5m以外)经眼的屈光系 统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦,这种屈光状态称为正视。 2.非正视眼:当眼调节静止时,外界的平行光线经眼的屈光系统后,若不能在视网 膜黄斑中心凹聚焦,将不能产生清晰像,称为非正视或屈光不正。 A.近视:当眼调节静止时,外界的平行光线经眼的屈光系统后成像在视网膜前面,典型的近视表现为视远模糊视近清晰。近视一般分为两类,即生理性近视和病 理性近视。近视眼矫治应用合适的凹透镜或类同凹透镜的原理和方法,使平行 光线发散,进入眼屈光系统后聚焦在视网膜。矫治的原则是最好矫正视力,最 低矫正度数。 (一)按近视的程度分类: 1. ≤-3.00 D,为低度近视; 2. - 3.25 D至~6.00 D为中度近视; 3. - 6.25 D至~10.00 D为高度近视; 4. -10.00 D以上为重度近视 (二)按屈光成分分类 1.屈光性近视。 2.轴性近视。 B. 远视:当眼调节静止时,外界的平行光线经眼的屈光系统后成像在视网膜后面。 □远视的原因是眼轴相对较短或者眼球屈光成分的屈光力下降。可能是生理性的原因,如婴幼儿的远视;也可能是一些疾病通过影响以下两个因素而导致远 视:①影响眼轴长度:眼内肿瘤,眼眶肿块,球后新生物,球壁水肿,视网膜脱离 等等;②影响眼球屈光力:扁平角膜,糖尿病,无晶状体眼等等。 □远视者能清晰聚焦远处物体的远视眼,不同于近视,一些远视患者能看清楚远处物体,即能使远处物体清晰聚焦在其视网膜上。这是因为,远视者可以通 过自己的调节使外界平行光焦点前移至视网膜上,从而获得较清晰的远距离视力。 □.远视者的视觉疲劳远视者为了清晰聚焦,在看远时就动用了调节;看近时,则需付出更大的调节量。因此,远视者调节从未放松过,而且在看近时使出比 其他正视或近视者更多的调节,即很多时候他们都处于过度调节状态,容易产生视 物疲劳 □远视者远视度数随年龄变化。某些远视者年轻的时候视力很好,在年纪稍大的时候“变”成了远视。这也是由于轻中度的远视,可以通过启动调节力而使 得视物清楚。随着年龄增长,其调节力逐渐下降,当下降到无法代偿看清远距离物 体所需的调节量时,他们才表现出视远处模糊。根据患者调节能力的不同,远视在 不同程度上影响其近视力,同时影响其远视力,但一般典型表现为近视力的下降。 □远视的儿童由于使用了调节,特别是在近距离阅读时使用了大量的调节,眼睛很疲劳,由于不会描述,就有可能表现为相关的阅读能力下降,智力低下,学 习成绩差以及视觉认知技巧发展的延缓。中度远视儿童一直处于过度调节,由于调 节和辐辏是联动的,过度的调节引起过量的辐辏,即眼球内转,发生“内斜”。 B.散光:指的是平行光通过眼球折射后所成像并非一个焦点,而是在空间不同位置的两条焦线的一种屈光状态。 □散光主要来源于角膜、晶状体各屈光成分在视轴上的不对称排列以及屈光指数的改变等。中高度的散光则主要来源于角膜曲率的异常。

光学设计常用术语解释及英汉对照翻译汇总

第一部分最基本的术语及英汉对照翻译 1、时谱:time-spectrum In this paper, the time-spectrum characteristics of temporal coherence on the double-modes He-Ne laser have been analyzed and studied mainly from the theory, and relative time-spectrum formulas and experimental results have been given. Finally, this article still discusses the possible application of TC time-spectrum on the double-mode He-Ne Iaser. 本文重点从理论上分析研究了双纵模He-Ne激光时间相干度的时谱特性(以下简称TC 时谱特性),给出了相应的时谱公式与实验结果,并就双纵模He-Ne激光TC时谱特性的可能应用进行了初步的理论探讨。 2、光谱:Spectra Study on the Applications of Resonance Rayleigh Scattering Spectra in Natural Medicine Analysis 共振瑞利散射光谱在天然药物分析中的应用研究 3、光谱仪:spectrometer Study on Signal Processing and Analysing System of Micro Spectrometer 微型光谱仪信号处理与分析系统的研究 4、单帧:single frame Composition method of color stereo image based on single fram e image 基于单帧图像的彩色立体图像的生成 5、探测系统:Detection System Research on Image Restoration Algorithms in Imaging Detection System 成像探测系统图像复原算法研究 6、超光谱:Hyper-Spectral Research on Key Technology of Hyper-Spectral Remote Sensing Image Processing 超光谱遥感图像处理关键技术研究 7、多光谱:multispectral multi-spectral multi-spectrum Simple Method to Compose Multi spectral Remote Sensing Data Using BMP Image File 用BMP 图像文件合成多光谱遥感图像的简单方法 8、色散:dispersion

摄影光学镜头基本知识

摄影光学镜头基本知识 摄影光学镜头基本知识 1概论 对于相机,镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素,数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上对 镜头的光学分辨率要求较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积 较小(因为数码相机是成像在CCD上,而CCD的面积较传统35毫米 相机的胶片小很多),因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说,对某一确定的被摄体,水平方向需要200个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任,如果成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在2000线 /毫米以上。另一方面,传统胶卷对紫外线比较敏感,外拍时常需要 加装UV镜,而CCD对红外线比较敏感,镜头增加特殊的镀层或外加 滤镜也会大大提高成像质量。镜头的物理口径也是必须要考虑的, 且不管其相对口径如何,其物理口径越大,光通量就越大,数码相 机对光线的接受和控制就会更好,成像质量也就越好。 商用或家用数码相机的镜头,部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头,这种内置的 新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图 象拍摄的品质,而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%,较一般 的数码相机低2/3。 另外在部分数码相机中,还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时,也是一个参考的指标。 在传统的数码相机中,广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。 广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通 广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的

视光学基础样卷

眼视光医学专业《临床视光学基础》试卷 样卷 题号 一 二 三 四 总分 得分 登分人 核分人 一.名词解释(本大题共7小题,每题4分,共28分。) 1. 色觉 2. 远点 3. 屈光不正 4. NPC 和AMP 5. 调节和调节近点 6.视野 7. 近视 二.选择题(本大题共15小题,每题3分,共45分。) 1、正常单眼视野范围(白色光视标),那项是错误的 ( ) 得分 阅卷人 得分 阅卷人

A. 鼻侧90-100° B. 颞侧100~110° C. 上方60° D. 下方70~75° 2、关于任务可见度的叙述错误的是 ( ) A. 视觉绩效随照明增加而提高 B. 最大绩效点位置与视标大小有关 C. 最大绩效点位置与视标对比度有关 D. 改变照明水平对困难和容易的任务绩效改善程度不同 3、有关立体视觉的叙述,错误的是 ( ) A. 立体视觉又称空间视觉 B. 表示两个物体相对的远近关系 C. 必须以双眼单视为基础 D. 绘画,雕塑职业要求有良好的立体视觉 E. 立体视锐度正常值>60弧秒 4、关于光学系统的结点,错误的说法是: ( ) A. 为光学系统的等价半径在光轴上的交点。 B. 主轴侧方的光线自第一结点射入,自第二结点射出,方向决不改变。 C. 结点与相应主点之间的距离,等于等价半径。 D. 两结点之间的距离大于同一光系两主点之间的距离。 5、假设将简略眼装满水,再放入同样的水中,其屈光力将成为: ( ) A. 60D B. 42D C. 0D D. 24D 6、检查某人视力(视力表规定检查距离为5m),只能在3m处看清0.1的视标,其

实际视力是( ) A. 0.03 B. 0.06 C. 0.11 D. 0.3 E. 0.6 7、屈光状态分布与年龄关系错误的是 ( ) A. 出生时屈光状态呈正态分布 B. 婴儿时期,大部分婴儿有不同程度近视 C. 学龄期,更多的儿童出现近视 D. 20岁时,近视患病率20%以上 E. 45岁时多数人开始出现老视,一些隐性远视者开始出现相关症状 8、 一条栅的最高亮度为85单位,最低亮度为20单位,其空间对比度为多少? ( ) A. 20% B. 24% C. 61% D. 85% E. 105% 9、一位-2.00D的近视患者,其远点为 ( ) A. 20cm B. 30cm C. 50cm D. 60cm E. 80cm 10、调节以下几种说法正确的是 ( ) A. 用阿托品可将调节降为零 B. 对近视眼,眼调节总是小于眼镜调节 C. 双眼调节幅度最简单的测量方法是负透镜法 D. 远视眼的近点只有在Amp大于主点屈光时才是真实的 11、一家长带5岁男童到医院眼科作健康检查,追问病史平时无异常表现,裸眼视 力0.8,阿托品散瞳初次验光OU:+1.75DS—>1.0,停阿托品2周后复查 OU:+0.50DS—>1.0。下列讲法中正确的是: ( ) A. 为生理性远视,不需要特殊处理,嘱其随访。 B. 一定要配戴眼镜,以防远视引发屈光不正性弱视,给患者带来终身遗憾。

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