变焦和对焦的区别
“变焦（Zoom）”是指改变焦距f。只有变焦镜头的焦距才能被改变，定焦镜头的焦距是固定的。“调焦（Focus）”或“对焦”是指改变像距v，也就是改变镜头光心到底片平面的距离。除了一些低档傻瓜机镜头没有调焦机构，不能改变像距外，所有镜头，无论定焦变焦，都可以改变像距。“焦点对在xxx上面（Focusonxxx）”这个习惯说法，是指通过“调焦”，即改变像距v，使之与景物xxx到镜头的距离u、镜头焦距f，满足成像公式1/u+1/v=1/f，也就是景物xxx能在底片上清晰成像。变焦是改变镜头的焦距即改变镜头的视角，其原理是在镜头的镜片中加一族活动透镜；对焦是调整像的虚实，即改变透镜和成像面的距离，达到使影象清晰目的。因而，变焦与对焦意义完全不同。
变焦：就是改变镜头的焦距，以改变拍摄影的视角，也就是通常说的把被摄体拉近或推远。对焦：通常指调整镜头与底片之间的距离使底片上主体成的像清晰。
一般的拍摄步骤是先变焦确定拍摄范围，然后对焦使主体清晰
你说的这两个焦（一个是变焦，一个是对焦）的意义是不一样的。数码变焦和光学变焦是一对，而手动对焦和自动对焦是一对。
数码相机的变焦基本上有两种，一种是物理变焦，一种是电子变焦。而物理变焦又称为光学变焦，主要是利用移动镜头里面的镜片距离来达到物体光线的反射和折射把物体拉近或是推远的。因为是镜片的实际移动，属于物理变焦，对于成像效果是不会失真的，所以光学变焦的倍数越高越好。电子变焦又称为数码变焦是透过电子模式和软件运算方式来达到物体的拉近或是推远，所以会失真，倍数越大越失真。
手动对焦和自动对焦是指相片在经过光线的折射达到了感光芯片是的影像是否清晰和对焦了。假如相机有自动对焦那么镜头会自动的检测到如何的调动镜头里面的镜片（在同一个焦距上）达到所有的对焦是在一个物体上。而手动对焦是你自己手动的调动镜头，通常用在微距上面。所以拍照常见的模糊状态就是“对焦”不正确所导致的。
数码变焦和光学变焦基本上是非单反相机上用的术语，而手动对焦和自动对焦是单反相机上用的术语。因为非单反相机上面使用的镜头通常都是自动对焦，有手动对焦的机型不是很多，通常只有准专业非单反的机型才有这个功能，就连长焦非单反通常也没有这个功能。用简单
的话说，变焦是调动物体透过镜头和你的距离，而对焦是在这个距离上所有的光线是否集中在一个物体上。
【杰夫抄袭转载声明】本人在问问上的回答都是自己这十几年自己用过的相机和对拍照的知识及从厂家在网上公布的资料和数据作出的。本人不是时时的在网上帮大家回答问题，也知道大家都是互相帮忙，互相解决问题。我不介意你们抄袭或转载我的答案，不过希望能够注明转载的来源，这样也不枉费我花很多时间细心的回答网友的提问。谢谢。
红外连续变焦镜头的结构设计
万方数据
第１期李永刚．等：红外连续变焦镜头的结构设计６１ 统，共有１４片透镜，包括变焦物镜系统和二次成像系统。镜片数日的增加，有利于校正像差，可提高像质；二次成像系统的作用是为了减小物镜的直径同时保证１００％的冷屏效率。 １．２变倍组导向机构选型 连续变焦镜头在连续变焦的过程中，光轴随着变倍和补偿镜组的位移始终在跳动，而光轴跳动量的大小直接影响系统的性能指标。所以变倍、补偿镜组的导向机构设计是此红外变焦距镜头结构设计的核心。变焦距镜头导向机构的种类很多，按接触摩擦性质可分成两大类：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。滑动摩擦机构是导轨与移动镜组之间采用滑动接触方式，滚动机构是导轨与移动镜组之间采用滚动方式…。常用的变倍机构有以下几种形式¨】：１．圆柱导轨滑动机构。这种结构变倍精度高，径向结构尺寸小，适用于变倍和补偿组光学通光口径较小的结构。 ２．两根圆柱导轨滑动机构。由于滑动部件为两根圆柱导轨，这种结构变倍精度高，承载的负荷也比第一种大。但是由于是超定位结构，光学通光口径太大，容易产生机构卡死现象，机构的径向尺寸也较大。一般适用通光口径３０—８０ｍｍ的结构。 ３．三根圆柱导轨滑动机构。这种结构的优点是运动舒适、平稳，不容易产生卡死现象，可以带动通光口径较大的光学组件。缺点是运动精度较前两种低，一般适用通光口径５０—１２０ｍｍ的结构。 滚动摩擦机构就是在上述滑动摩擦机构的基础上，加上精密轴承或者精密钢球等，来减小摩擦力矩，提高系统总体性能。 根据以上经验，本文选用两根圆柱导轨形式，并且在变倍、补偿镜组与圆柱导轨之间采用精密直线轴承配合，使该机构由滑动摩擦变为滚动摩擦。１．３调焦机构选型 调焦组的作用是通过调焦机构，使调焦镜组沿光轴方向移动，以保证在远近不同距离上的物体，都能清晰地成像在像面上。因此，它的机构优劣直接影响到变焦距镜头的成像质量。 光学系统调焦机构大体有三种方式，一种是凸轮调焦¨１，一种是采用直线电机调焦…，另一种是丝杠丝母调焦。考虑到调焦系统行程短，通光口径比较大，如果采用丝杠丝母调焦或者直线推进调焦机构，对加工装配要求就很严格，而且很容易出现卡滞现象。而采用简单的凸轮机构实现调焦过程，可以避免上述的缺点。 ２主要机械结构设计 ２．１凸轮机构设计 由于补偿组作非线性移动，直接的直线驱动很难控制其与变倍组线性同步，而采用圆柱凸轮，由凸轮的旋转同时带动变倍、补偿镜组实现直线移动，可使得驱动控制简单易行。 凸轮机构是实现由电机旋转运动转化为变倍、补偿镜组沿光轴方向平移运动的执行机构，凸轮机构主要由带齿轮的凸轮、轴承环、导轨、导钉、导环等组成，结构简图如图１所示。当电机带动带齿轮的凸轮转动时，通过导环、导钉将运动传递给变倍、补偿镜组，通过导轨的导向作用，将凸轮的旋转运动转化为变倍、补偿镜组光轴方向的平行移动。 图１变倍、补偿镜组凸轮机构简图 Ｆｉｇ．１Ｃａｍｇｕｉｄｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｋｅｔｃｈｏｆ ｖａｒｉｆｏｃｕｓｉｎｇａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ 图２凸轮结构图 Ｆｉｇ．２Ｓｋｅｔｃｈｏｆｃａｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ 凸轮圆周上开有两条空间曲线槽，通过这样的曲线轨迹实现确定的轨迹。其中一条为变倍用，一 条为补偿用。使变倍镜组移动时，补偿镜组做相应 万方数据
工业镜头和家用镜头的特点和区别
工业镜头和家用镜头的特点和区别 一、工业镜头的特点及分类 光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。 工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。1、工业镜头的安装尺寸，接口 所有的摄像机镜头均是螺纹口的，CCD摄像机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。 C S安装座：特种C安装，此时应将摄像机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄像机上时，则需要加装一个5mm 厚的接圈。 2、镜头的尺寸 以摄像机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表： 格式1英寸2/3英寸1/2英寸1/3英寸1/4英寸 高度9.6mm 6.6 mm 4.8 mm 3.6 mm 2.4 mm 宽度12.8 mm 8.8 mm 6.4 mm 4.8 mm 3.2 mm 摄像机镜头规格应视摄像机的CCD尺寸而定，两者应相对应。大概： ★摄像机的CCD靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。 ★摄像机的CCD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。 ★摄像机的CCD靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。 如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸小时，将发生“隧道效应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。 监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都大，36mm×24mm（1.4英寸×0.9英寸），画面对角线长度为43mm（1.7英寸），即是1.7英寸的，120中幅相机，其感光面尺寸有三种：45×60mm、60×60mm和90×60mm，可见画幅更大。 3、镜头的光圈，F值 光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的合适照度。光圈越大，靶面成像照度越大，摄像机输出信号强度越大，信噪比越高。 可以理解，通光孔径越大，通过的光量越大；但我们关心的是到达芯片的光量，而焦距越长，意味着芯片离镜头中心越远，相应的光就越弱，所以，标准光圈大小的参数应该与两个变量有关，孔径，焦距。
(完整版)常见镜头分类及特点
常见镜头分类及特点 镜头一般按照焦距大小分类： 鱼眼镜头；微距镜头；广角镜头；标准镜头；长焦镜头；超长焦镜头；变焦镜头等 标准镜头：拍摄风景及人物都可以，介于广角与长焦之间 长焦镜头：拍摄远处人物特写及远处物体，如体育比赛 广角镜头：拍摄风景及大场面焦距无限远 鱼眼镜头：视角180度，畸变大，特殊用途 微距镜头：拍摄较小物体近距离拍摄如小蚂蚁等 超长焦镜头：可以拍摄月亮及星星 变焦镜头：焦距可以根据拍摄物体改变的镜头，可以拍出运动效果 1. 标准镜头 标准镜头：以适用于35毫米单镜头反光照相机的交换镜头为例，标准镜头通常是指焦距在40至55毫米之间的摄影镜头，它是所有镜头中最基本的一种摄影镜头。 标准镜头给人以记实性的视觉效果画面，所以在实际的拍摄中，它的使用频率是较高的。但是，从另一方面看，由于标准镜头的画面效果与人眼视觉效果十分相似，故用标准镜头拍摄的画面效果又是十分普通的，甚至可以说是十分“平淡”的，它很难获得广角镜头或远摄镜头那种渲染画面的戏剧性效果。因此，要用标准镜头拍出生动的画面来又是相当不容易的，即使是资深的摄影师也认为用好用活标准镜头并不容易。但是，标准镜头所表现的视觉效果有一种自然的亲近感，用标准镜头拍摄时与被摄物的距离也较适中，所以在诸如普通风景、普通人像、抓拍等摄影场合使用较多，最常见的纪念照，更是多用标准镜头来拍摄。另外，摄影者往往容易忽略的是，标准镜头还是一种成像质量上佳的镜头，它对于被摄体细节的表现非常的有效。
适马 30mm F1.4 EX DC HSM 镜头 2.长焦镜头 长焦镜头视角在20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。长焦距镜头又分为普通远摄镜头和超远摄镜头两类。普通远摄镜头的焦距长度接近标准镜头，而超远摄镜头的焦距却远远大于标准镜头。以135照相机为例，其镜头焦距从85mm-300mm的摄影镜头为普通远摄镜头，300mm以上的为超远摄镜头。 长焦镜头的焦距长，视角小，在底片上成像大。所以在同一距离上能拍出比标准镜头更大的影象。适合于拍摄远处的对象。由于它的景深范围比标准镜头小，因此可以更有效地虚化背景突出对焦主体，而且被摄主体与照相机一般相距比较远，在人像的透视方面出现的变形较小，拍出的人像更生动，因此人们常把长焦镜头称为人像镜头。但长焦镜头的镜筒较长，重量重，价格相对来说也比较贵，而且其景深比较小，在实际使用中较难对准焦点，因此常用于专业摄影。 快门速度：1/500秒光圈：F5.6 适马 APO 50-150mm F2.8 EX DC HSM 镜头官方样张 使用长焦距镜头拍摄，一般应使用高感光度及快速快门，如使用200mm的长焦距镜头拍摄，其快门速度应在1/250秒以上，以防止手持相机拍摄时照相机震动而造成影像虚糊。在一般情况下拍摄，为了保持照相机的稳定，最好将照相机固定在三脚架上，无三脚架固定时，尽量寻找依靠物帮助稳定相机。
红外连续变焦镜头的结构设计
红外连续变焦镜头的结构设计 摘要：随着红外光学技术的长足发展及其实际应用范围的不断扩展，对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。为了验证红外连续变焦镜头的变倍性能及其成像质量，根据某红外连续变焦镜头的光学设计特点，通过对其机械结构进行选型，最终采用不同形式的凸轮机构来实现红外变焦距镜头变倍、调焦过程，对凸轮机构、变倍导向机构、调焦机构等作了较详细的说明，并从机械设计的角度出发，对系统的杂散辐射提出了抑制措施。装调结果表明，采用凸轮机构、变倍导向机构可以实现红外连续变焦镜头的变倍及调焦过程，提出的杂散辐射措施可以有效地抑制系统的杂散辐射，提高镜头的成像质量。 关键词：红外连续变焦镜头；凸轮机构；导向机构；杂散辐射 中图分类号：TN216文献标识码：A文章编号：1672－9870（2009）01－0060－04 收稿日期：200801 作者简介：李永刚（1979
统，共有14片透镜，包括变焦物镜系统和二次成像系统。镜片数目的增加，有利于校正像差，可提高像质；二次成像系统的作用是为了减小物镜的直径同时保证100％的冷屏效率。 1.2变倍组导向机构选型 连续变焦镜头在连续变焦的过程中，光轴随着变倍和补偿镜组的位移始终在跳动，而光轴跳动量的大小直接影响系统的性能指标。所以变倍、补偿镜组的导向机构设计是此红外变焦距镜头结构设计的核心。变焦距镜头导向机构的种类很多，按接触摩擦性质可分成两大类：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。滑动摩擦机构是导轨与移动镜组之间采用滑动接触方式，滚动机构是导轨与移动镜组之间采用滚动方式［1］。常用的变倍机构有以下几种形式［2］： 1.圆柱导轨滑动机构。这种结构变倍精度高，径向结构尺寸小，适用于变倍和补偿组光学通光口径较小的结构。 2.两根圆柱导轨滑动机构。由于滑动部件为两根圆柱导轨，这种结构变倍精度高，承载的负荷也比第一种大。但是由于是超定位结构，光学通光口径太大，容易产生机构卡死现象，机构的径向尺寸也较大，一般适用通光口径30～80mm的结构。 3.三根圆柱导轨滑动机构。这种结构的优点是运动舒适、平稳，不容易产生卡死现象，可以带动通光口径较大的光学组件。缺点是运动精度较前两种低，一般适用通光口径50～120mm的结构。 滚动摩擦机构就是在上述滑动摩擦机构的基础上，加上精密轴承或者精密钢球等，来减小摩擦力矩，提高系统总体性能。 根据以上经验，本文选用两根圆柱导轨形式，并且在变倍、补偿镜组与圆柱导轨之间采用精密直线轴承配合，使该机构由滑动摩擦变为滚动摩擦。 1.3调焦机构选型 调焦组的作用是通过调焦机构，使调焦镜组沿光轴方向移动，以保证在远近不同距离上的物体，都能清晰地成像在像面上。因此，它的机构优劣直接影响到变焦距镜头的成像质量。 光学系统调焦机构大体有三种方式，一种是凸轮调焦［3］，一种是采用直线电机调焦［4］，另一种是丝杠丝母调焦。考虑到调焦系统行程短，通光口径比较大，如果采用丝杠丝母调焦或者直线推进调焦机构，对加工装配要求就很严格，而且很容易出现卡滞现象。而采用简单的凸轮机构实现调焦过程，可以避免上述的缺点。 2主要机械结构设计 2.1凸轮机构设计 由于补偿组作非线性移动，直接的直线驱动很难控制其与变倍组线性同步，而采用圆柱凸轮，由凸轮的旋转同时带动变倍、补偿镜组实现直线移动，可使得驱动控制简单易行。 凸轮机构是实现由电机旋转运动转化为变倍、补偿镜组沿光轴方向平移运动的执行机构，凸轮机构主要由带齿轮的凸轮、轴承环、导轨、导钉、导环等组成，结构简图如图1所示。当电机带动带齿轮的凸轮转动时，通过导环、导钉将运动传递给变倍、补偿镜组，通过导轨的导向作用，将凸轮的旋 转运动转化为变倍、补偿镜组光轴方向的平行移动。 图1变倍、补偿镜组凸轮机构简图 Fig.1Cam guide mechanism sketch of varifocusing and compensating 图2凸轮结构图 Fig.2Sketch of cam configuration 凸轮圆周上开有两条空间曲线槽，通过这样的曲线轨迹实现确定的轨迹。其中一条为变倍用，一条为补偿用。使变倍镜组移动时，补偿镜组做相应 李永刚，等：红外连续变焦镜头的结构设计 第1期61
镜头的特性详细介绍要点
除了立足点和相机位置的选择，镜头的选择也对最终的图像区域有着至关重要的作用，因为不同的镜头可以产生不同的像场角。另外，不同的焦距也会给最终的照片带来各具特色的成像特征，这可以影响整张照片的构图，从而控制和影响观赏者对照片的认知。 基础 镜头将射入的光线进行整合、加工，然后在传感器（或者胶片）上形成圆形的、倒立的现实的成像。矩形的传感器会对这一圆形的图像进行裁切，于是就形成了典型的画面格式（见第40页）。镜头既可以与相机固定在一起，又可以随意更换，这就为摄影提供了更多的灵活性。镜头基本可以分为变焦镜头和定焦镜头，根据不同的焦距范围它又可以分为广角镜头、标准镜头、长焦镜头，这些镜头具有不同的性能并能适合特定的拍摄目的。 镜头的名称分类是根据其焦距或者说焦距范围，以及光圈或者说光圈范围划分的。“焦距范围”的说法涉及的是变焦镜头，但是我们在下文中将会集中介绍定焦，因为这样解释会更容易、更清楚，而且有了关于定焦的明确理解之后，你在拍摄时就能够将其直接运用于变焦镜头中，无需进一步的补充知识。
拍摄每个场景都有专门的镜头。例如拍摄动物时，我们要和它们保持一段警戒距离，以防吓走它们。这时就要选用长焦镜头，因为即使隔着较远的距离也能清晰地捕捉到动物的身影。 焦距400mm 像场角 很遗憾，另一个与焦距和光圈同样重要，甚至比它们更重要的概念却没有它们一样知名，这就是像场角。根据不同的镜头焦距，相机可以获取或大或小的像场角。它连同相机与主题之间的距离一起影响着图像区域，且该像场角外的所有内容都不会出现在照片上。在相机位置不变的情况下，像场角越小，图像区域就越紧凑；像场角越大，图像区域就越宽松。相反，在图像区域不变的情况下，像场角越大，相机距离主题就越近，这时你必须用较小的像场角来扩大相机与主题之间的距离。像场角不仅对图像中的“数量”非常重要，还关系到摄影者自身与主题间的距离，通过距离的调节来实现全画面成像或者局部成像。
中波红外连续变焦光学系统设计
中波红外连续变焦光学系统设计 尹 娜，孟庆超，齐雁龙，张运强 （中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009） 摘要：针对中波红外制冷式凝视焦平面阵列探测器，探讨了红外连续变焦系统的设计方法，并在考虑红外吊舱使用要求的基础上，设计了结构紧凑、质量轻便的机械补偿5×连续变焦光学系统。该系统工作波段3～5μm，F#为2.0，变焦范围30～150mm，变焦轨迹短而平滑，且在全焦距范围内成像质量良好。系统由7片透镜组成，采用二次成像结构，在实现冷光阑效率100%的同时缩小了系统径向尺寸。关键词：吊舱；连续变焦；二次成像；冷光阑效率 中图分类号：TN216 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2009)12-0694-04 Middle Infrared Continuous Zoom Optical System YIN Na，MENG Qing-chao，QI Yan-long，ZHANG Yun-qiang (China Airborne Missile Academy, Luoyang Henan 471009, China) Abstract：The designing process of infrared continuous zoom system for cooling detector with staring focal plane array has been discussed and a mechanical compensation 5× continuous zoom optical system with compact size and low weight has been presented based on the requirements of pod-using. The spectral band of the system is 3～5μm. and F#is 2.0. It can realize 30～150mm continuous zoom with a short and smooth zoom path. In the whole zoom arrange it holds high image quality. The system has 7 lenses adopts secondary imaging structure. It has 100% cold shield efficiency and can reduce the radial size of the system. Key words：pod-using；continuous zoom；secondary imaging；cold shield efficiency 引言 近些年红外前视侦查、瞄准系统中越来越多的使用红外变焦系统，其中大视场用于在大范围内搜索目标，提高捕获概率，小视场分辨率较高，用于对目标进行识别、分析。目前多见的该类变焦系统为双视场变焦系统，这种系统结构简单，易于实现，但在两档切换的过程中会出现短时的目标模糊，影响探测跟踪的连续性[1,2]。基于上述现状，本文针对红外吊舱使用，设计了了一个用于中波红外制冷探测器的、结构紧凑、质量轻便、变焦曲线短而平滑的5×连续变焦光学系统。该系统在满足吊舱光学系统对空间、重量等因素的限制条件下，通过焦距连续变化，实现对不同视场目标成像，且在变焦过程中目标不会丢失。可以预见其在各种军事目标跟踪系统中应用前景广阔。 1 系统设计方案 1.1 原理分析 连续变焦光学系统是一种机械补偿变焦系统，机械补偿根据补偿镜组的光焦度正负分为正组补偿和负组补偿两种[3]。一般而言，若假设变倍组焦距取一样，正组补偿与负组补偿比较，正组补偿细而长，负组补偿短而粗，负组补偿二级光谱和光阑球差均比正组补偿大。对于小视场和对光阑球差、二级光谱要求较低的情况下，可选负组补偿；对于大视场光学系统，或焦距较长的大倍率光学系统，考虑需要的镜头通光口径和二级光谱小，采用正组补偿较好。本文系统设计参数要求最大视场±11.9°，通光孔径75mm，属视场和孔径偏大的系统，其色差和二级光谱较难校正，因此拟采用正组补偿结构形式进行系统初始结构计算。 本文系统采用的是中波红外制冷型探测器。与非制冷探测器相比，针对制冷型设计红外变焦光学系统还有其需要特别注意的地方：制冷型探测器本身携带的冷光阑决定了所设计的光学系统的出瞳位置和大小，这是由光学设计中光瞳衔接原则[4]决定的，满足该原则即满足所谓的冷光阑效率100%。否则，若冷 694
红外连续变焦镜头
红外连续变焦镜头 一、基本原理 利用光学系统中两个或两个以上透镜组的移动，改变光学系统的组合焦距，同时保持像面位置不动，且在变焦过程中像质始终保持良好。 二、光学系统 机械补偿变焦系统：各运动组元按不同的运动规律作相对复杂的对应移动，最终达到防止像面移动的目的。机械补偿法变焦镜头：一组透镜做线性移动(通称变倍组)以改变焦距，另一组透镜(通称补偿组)作少量非线性移动以补偿像面位移，来达到光学系统既变倍而像面位置又稳定的要求。变倍组一般是负透镜组,补偿组有取正透镜组,也有取负透镜组的。补偿透镜组的移动与变倍透镜组的移动方向不同且不等速，但它们的相对运动却有严格的对应关系，各透镜组通过一个复杂的凸轮机构实现相对运动。这类变焦距镜头的焦距在一定范围内连续改变。 三、光学结构 机械补偿变焦距镜头，其光学结构由前固定组，变倍组，补偿组，后固定组组成。 1、前固定组：其作用是给系统提供固定的像； 2、变倍组：担负着系统的变倍作用，做线性移动以改变焦距； 3、补偿组：按一定的曲线轨迹作非线性运动，以补偿变倍组在变倍过程中所产生的像面移动；
4、后固定组：用于将补偿组的像转化为系统的最后实像，并调整系统的合成焦距值、设备孔径光阑，保证在变焦运动中系统的相对孔径不变。 四、连续变焦机构 主要由电机、齿轮、变倍凸轮、限位装置、导向销、变倍组、补偿组、导向机构等组成，其中，导向机构和变倍凸轮设计是连续变焦机构的核心技术。工作原理为：当产品需要进行变焦时，由控制系统发给电机变倍信号，电机驱动齿轮，由齿轮带动变倍凸轮进行运动，此时，变倍组和补偿组通过导向销在满足函数关系的两条凸轮槽中进行运动，实现变倍组和补偿组直线运动，当变倍组和补偿组移动到两个极限位置时，通过压力开关来控制驱动电机的工作。精密电位计在齿轮的驱动下随变倍凸轮一起转动，电位计随着变倍凸轮转角的不同输出不同的电压，通过对电压值的换算可以得到系统的对应焦距。 1、变倍组导向机构 （1）一根光杠导轨和滚珠丝杠组合机构。这种结构精度较高，由于变倍和补偿同时移动的轨迹不同，需要两套导向驱动机构，占用较大空间，控制系统设计也有难度。 （2）两根圆柱导轨滑动机构。由于滑动部件为两根圆柱导轨，这种结构变倍精度高，承载的负荷也比第一种大。但是由于是超定位结构，光学通光口径太大，容易产生机构卡死现象，机构的径向尺寸也较大。一般适用通光口径30—80 mm的结构。 （3）三根圆柱导轨滑动机构。这种结构的优点是运动舒适、平
定焦、变焦和恒定变焦镜头杂谈
定焦、变焦和恒定变焦镜头杂谈 过去，普通变焦镜头光圈环上总是标有两组数据，这是什么意思呢？这些数据表明：该镜头的光圈会随着焦距的变化而变化，如AF变焦1：4.5-5.6/80-200mmD镜头，也可以解释为，此镜头如果保持最大光圈4.5时，在80mm为F4.5，随着焦距的增加，光圈实际在逐渐发生变化，到200mm端时，虽光圈值仍设在F4.5的刻度上，但实际光圈却悄然地变成了F5.6，这就是所谓的“光圈浮动”，因此普通变焦镜头也叫“浮动光圈镜头”。 再如，我们以70-210mm/F4.5-5.6变焦镜头为例，当你用F8光圈在70mm端用A档手持拍摄时，假定快门速度为1/125秒，根据快门速度与焦距的原理，则不存在“手震”的负面影响，你能够拍摄到很清晰的照片，但当你把焦距推至到210mm端时，而且在光线不变的情况下，那么此时光圈会“自动”变为F11，相机也就会根据镜头通光量变化而自动将快门速度改变至1/60秒。这时就产生问题了，如果你仍然手持拍摄，必然会产生因“手震”带来的负面影响，结果就是难
以拍到清晰的图片（实际需要1/250秒 以上的速度才能克服“手震”影响，或者使用脚架等稳定相机），许多人看着自己一大堆模糊的照片，无比悲愤地认定自己使用的变焦镜头是“狗头或烂头”，或对 厂家的这种镜头有误解。实际，是摄友对浮动光圈镜头这个天生的特点不了解的一种误解，也是在使用浮动光圈变焦镜头后，经常会出现照片效果不理想或片子糊了 的根本原因，因此浮动光圈镜头有一个雅号：“无声杀手”，它会无声无息地谋杀你的画面效果和你自己的拍摄热情。 浮动光圈镜头所以要这样设计，主要目的是为了减轻透镜的直径、重量和降低制造成本。浮动光圈镜头最大的缺点就是：你必须要忍受随着焦距变长， 镜头光圈口径也跟随着变小的痛苦，在低照度光线下不能手持拍摄，不得不使用高感指数，景深变化等等痛苦。因此，一些发烧友有了银子，就总想烧一烧定焦镜头 或恒定光圈变焦镜头，这是有一定道理的。
中波红外连续变焦光学系统
第15卷 第7期 2007年7月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.15 No.7 J ul.2007 收稿日期:2007201222;修订日期:2007203220. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.60471024) 文章编号 10042924X (2007)0721038206 中波红外连续变焦光学系统 郜洪云1,熊 涛2,杨长城2 (1.武汉理工大学,湖北武汉430070;2.华中光电技术研究所,湖北武汉430074) 摘要:针对制冷式320×240凝视焦平面阵列探测器,设计了一个中波红外连续变焦光学系统。该系统由变焦物镜系统和二次成像系统构成,包括7片透镜,引入一个非球面,并采用两个反射镜折叠光路。利用变焦系统原理和光学设计软件给出了系统的光学参数和外形结构图,并对其像质和冷反射进行了系统分析。该系统可以实现50～500mm 的连续变焦,工作波段为3.7～4.8μm ,满足100%冷光阑效率。结构紧凑,像质较好,变焦行程短,变焦轨迹平滑。关 键 词:红外光学系统;连续变焦;光学设计中图分类号:TN216 文献标识码:A Middle infrared continuous zoom optical system GAO Hong 2yun 1,XION G Tao 2,YAN G Chang 2cheng 2 (1.W uhan Uni versit y of Technolog y ,W uhan 430070,Chi na; 2.H uaz hon g I nstit ute of O ptoelect ronic Technolog y ,W uhan 430074,Chi na ) Abstract :For cool 320×240detector wit h staring focal plane array ,a middle inf rared continuous zoom a optical system was presented.The optical system using optical configuration of reflect mirror fold is composed of a zoo m object lens system and a secondary imaging system ,including seven lenses and two reflectors.Based on t he p ractical requirement and feat ure parameters of detector ,t he optical de 2sign parameters were given.U sing zoom system principle and optical design software ,t he schematic diagram ,modulatio n t ransfer f unction (M TF )curve ,spot diagram ,and Root Mean Square (RMS )value of t he spot diameter were investigated.Finally ,t he cold reflection ray 2t racing of short EFL end was st udied and t he correlative schematic diagram was also given.The result s indicate t hat t he optical system wit h 3.7～4.8μm spect ral region can realize 50～500mm continuous zoom and satisfy 100%cold shield efficiency.It has t he advantages of simple st ruct ure ,high image quality ,short zoom pat h and smoot h zoom locus.And moreover ,only one asp heric surface is adopted in t he system ,so t he system is in a low p rice and easy to machine and adjust. K ey w ords :infrared optical system ;continuous zoo m ;optical design
变焦与对焦的区别
变焦和对焦有什么区别 变焦：就是改变镜头的焦距，以改变拍摄影的视角，也就是通常说的把被摄体拉近或推远。对焦：通常指调整镜头与底片之间的距离使底片上主体成的像清晰。 一般的拍摄步骤是先变焦确定拍摄范围，然后对焦使主体清晰。 变焦镜相对定焦而言的，即在相同位置，可通过旋转变焦镜的变焦环（分机械和手动），扩大取景范围（广角状态）或缩小取景范围（中、长焦、望远），定焦镜则不能变动取景范围；对焦是指调整距离旋环，使摄影者和被摄对象之间的距离与相机指示一致，保证被摄对象的清晰度。自动对焦是指相机通过红外等手段，自动测量被摄距离。 简单的说，变焦是指把被照的对象拉进或者推远，而对焦是指把镜头成的像和感光器件重合以得到清晰的照片。 学变焦与数码变焦有什么区别？ 光学变焦是依靠光学镜头结构来实现变焦，变焦方式与35mm相机差不多，就是通过摄像头的镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍－5倍之间，也有一些码相机拥有10倍的光学变焦效果。而家用摄像机的光学变焦倍数在10倍-25倍，能比较清楚地拍到70米外的东西。 数码变焦实际上是画面的电子放大，把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用“插值”处理手段做放大。通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度会有一定程度的下降，所以数码变焦并没有太大的实际意义。目前数码相机的数码变焦一般在3倍左右，摄像机的数码变焦在44倍-600倍左右，实际使用中有40倍就足够了。 如果变焦倍数不够，我们可以在镜头前加一增倍镜。如果拍摄的视角小，可以相应的加一广角镜。而我们平时所见的UV镜，可以安装在镜头的前面起到防尘并保护镜头的作用。 初次接触数码相机的人常常会有这样的困惑，即拍摄出来的画面不够清晰，老是会发生重影或模糊的情况。究其原因，除了偶尔的失焦（即相机未能正常对焦）以外，很大程度上是因为快门速度过低所致。一般而言，在手持条件下，拍摄到清晰照片的快门速度应该达到焦距倒数甚至更高。举个简单例子：佳能A75的镜头等效焦距是35mm―105mm，那么在广角端，快门速度应该至少保持1/40秒才能保证拍摄的照片较为清晰，而在长焦端，快门速度应该要达到1/125秒才行。而且如果现场的光线条件不能满足这一要求，那么拍摄出清晰的照片便不是那么简单的事情了。可想而知，对于那些10倍光学变焦的产品而言，防抖技术则是更加必要，因为这些产品的长焦端往往达到370MM以上，因此，快门速度必须要在1/400秒以上才算合格，否则就只能望远兴叹了。
什么是监控摄像机定焦和变焦镜头
什么是监控摄像机定焦和变焦镜头 镜头是监控摄像机的眼睛，正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步。当前，1/3"镜头是应用的主流，自动光圈镜头销售量最多，变焦镜头是应用发展的趋势。 1)应依据监控摄像机到被监视目标的距离，来选择定焦镜头(Fixed Focal Lens)的焦距。 从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。镜头焦距通常用值来表示，镜头光圈一般用F表示，F取值以镜头的焦距/和通光孔径d的比值来衡量，F=f/d， 每个镜头上均标有其最大的F值。 2)监控摄像机的镜头规格应与监控摄像机CCD靶面尺寸(1/2"为6.4hX4.8υ、1/3"为4.8hX3.6υ、1/4"为3.2hX2.4υ)相对应。如果镜头尺寸与监控摄像机CCD靶面尺寸不一致 时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。 3)监控摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与监控摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头 焦距f之间有如下关系：水平视觉度数=2arctan (h/2f); 垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。 4)镜头有自动光圈(auto iris)和手动光圈(manual iris)之分。自动光圈用于被照物光 线变化较多场合，手动光圈用于被照物光线稳定之处。 自动光圈镜头有二种驱动方式：一类为视频输入型Video driver(with Amp)，它将一个视频信号及电源从监控摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，这种视频输入型镜头内包含有放大器电路，用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制，另一类称为DC 输入型(DC driverno Amp)，它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，这种镜头内只包含电流计式光圈马达，摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不具可互换性，但现已 有通用型自动光圈镜头推出。 5)监控摄像机镜头安装有C型和CS型两种，C型安装的镜头在CCD监控摄像机与镜头间多了5mm 调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用CS型镜头，但CS安装的监控摄像机不能使用C型镜头。Philips公司推出革命性的Wizard镜头安装向导，保证镜头与摄像机的完全兼容，这使得在任何环境下都可得到最优图像。 6)变焦镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的
1摄影常识——变焦镜头
摄影常识——1 变焦镜头 变焦镜头是指在一定范围内，可以变换焦距、从而得到不同大小的镜头视角、不同大小的影像和不同景物范围的照相机镜头，如图所示。 图佳能EF 28～300mm F3.5～5.6L IS USM镜头 变焦镜头在不改变拍摄物距的情况下，通过变动镜头的焦距，可以来缩放拍摄范围。变焦镜头十分有利于所要拍摄相片的画面构图。由于一个变焦镜头可以起到若干连续大小的固定焦距镜头的作用，因此，携带变焦镜头外出旅游时，不仅减少了携带摄影器材的数量和重量，也节省了更换镜头的时间，更重要的是减少了再更换镜头的过程中，风沙雨雪等杂物进入机身内部的机会。 变焦镜头最大的特点（价值），在镜头变焦范围内，焦距可以无级变换。可以根据拍摄者的意愿，不断地通过推拉（或旋转）镜头的变焦环，来实现变换镜头的焦距，为实现构图的多样化创造了条件。所以，人们将配有变焦范围较大镜头的相机，戏称为可以“一机打遍天下”的相机。 变焦距镜头自身的任何一级焦距，与相同焦距的固定焦距镜头功能是一样的。但是，变焦距镜头不限制拍影者使用哪一级焦距。因而，在使用操作上要便利灵活得多。省去了外出拍摄时需携带和更换多只不同焦距镜头的麻烦。甚至在按相机快门之前，还能通过变换镜头焦距对被摄体进行取舍，对画面进行重新构图，使得在拍摄相片之前，就把相片的画面构图，设计得成更佳的状态。 变焦距镜头变换焦距的快捷程度，是通过更换不同焦距的定焦镜头，来变换焦距的方法，无法比拟的。 一些自动袖珍照相机、单镜头反光照相机的变焦镜头，还采用了电动变焦模式。电动变焦不仅仅是省力和便捷，更重要的是实现了均速变焦，有利于拍影者通过焦距细微变化的过程，对于画面的取舍、构图选定是十分有利的。 相对定焦镜头而言，变焦镜头的结构比较复杂，重量较大。有些产品质量较次的变焦镜头，在焦距相同时，变焦镜头相片的成像质量，会低于定焦镜头。
普通工业镜头与远心工业镜头的区别
普通工业镜头与远心工业镜头的区别 工业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。工业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，远心工业镜头；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。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。 远心工业镜头主要是为纠正传统工业镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。 普通工业镜头目标物体越靠近镜头（工作距离越短），所成的像就越大。在使用普通工业镜头进行尺寸测量时，会存在如下问题： 1）由于被测量物体不在同一个测量平面，而造成放大倍率的不同； 2）镜头畸变大 3）视差也就是当物距变大时，对物体的放大倍数也改变； 4）镜头的解析度不高； 5）由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性。 而远心工业镜头就可以有效解决普通镜头存在的上述问题，而且没有此性质的判断误差，因此可用在高精度测量、度量计量等方面。远心镜头是一种高端的工业镜头，通常有比较出众的像质，特别适合于尺寸测量的应用。
无论何处，在特定的工作距离，重新调焦后会有相同的放大倍率，因为远心工业镜头的大视场范围直接与镜头的光栏接近程度有关，镜头尺寸越大，需要的现场就越大。远心测量工业镜头能提供优越的影像质素，畸变比传统定焦镜头小，这种光学设计令影像面更对称，可配合软件进行精密测量。 普通镜头优点：成本低，实用，用途广。 普通镜头缺点：放大倍率会有变化，有视差。 普通镜头应用：大物体成像。 远心镜头的优点：放大倍数恒定，不随景深变化而变化，无视差。 远心镜头的缺点：成本高，尺寸大，重量重。 远心镜头的应用：度量衡方面，基于CCD方面的测量，微晶学。
必须拥有一支50mm定焦镜头的10大理由解读
入门单反550D人像摄影的镜头配搭？经典的人像焦段有35、50、85、135、200。 C幅机买人像定焦的话，35 F2和50 1.8最好，35定是C幅好伴侣，也是最合适的人像定焦。50 1.8价格超便宜，值得入手。所以这两个定焦镜头应该是你优先考虑的。 24、28是广角定焦，没有上面两只镜头有优势，可暂不考虑。以后买变焦拍人像，你可以选18-135、15-85、24-105、24-70、70-200，以上从差到好排列。 1.拍人像的话，35mm以下的镜头会出现畸变，适合室内或者近距离摄影；85mm以上的镜头由于焦距远，必须选择室外拍摄，限制了摄影师的活动范围。从质量上来讲，焦距越远，镜头的锐度越高。如果预算有限，50mm的镜头是首选。 2.建议你先搞清楚ASP和APS的区别。 3.室外人像写真摄影最佳焦距范围是 50mm-135mm，适合纯人像拍摄；室外人像风光摄影的焦距在18-50mm，适合大场合、广阔背景拍摄；室内人像摄影焦距在35-50mm之间。综上，建议购买 50mm镜头。拍摄人像要选择什么样的镜头呢？这个是很多摄影初学者最疑惑的问题。如果你不追求标新立异的视觉，只想老老实实的拍张漂亮人像，那么你就应该选择焦距范围在80-100mm的镜头。其实长度在80-100mm之间的长焦镜头一般被称作人像镜头，也是大多数专业摄影师拍摄人像的心头好。为什么呢？现在就让我们来说说选择它的理由吧。 1、符合人的正常视觉这个焦段的镜头拍摄出来的人像基本和正常肉眼看到的是一样的，既不会像广角镜头一样变形也避免像长焦镜头一样引起压缩. 2、摄影师与被摄者保持和谐的距离这个距离刚好离拍摄对象3-4m的距离，彼此之间都留有空间，避免了镜头太近导致模特不自在，也避免了距离太长模特和摄影师之间缺少互动。必须拥有一支50mm定焦镜头的10大理由 50mm定焦镜头又称标准镜头，俗称“标头”。以在全幅数码单反上， 50mm焦距的视角最接近人眼视角而得名。定焦镜头是指焦距单一固定的镜头，在搭载变焦镜头的数码相机泛滥之前，定焦镜头曾一度作为标准而存在。变焦和长焦镜头为用户提供了极大的便利，但却不是数码单反用户学习摄影技术的最佳选择。这里有10大理由来说明，为什么每一位数码单反相机的初学者或业余摄影师都应该拥有一支50mm定焦镜头。 1.定焦镜头由于结构更简单，镜片更少，因此可以达到特定焦距下的最佳画质。定焦镜头一向以锐度和焦外著称。 2.最便宜的定焦镜
焦距与视角的关系
焦距与视角的关系 全画幅相机，所谓全画幅是针对传统135胶卷的尺寸来说的。传统的照相机胶卷尺寸为35mm，35mm为胶卷的宽度（包括齿孔部分），35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机，对角线长度越接近43.2mm的，CCD/CMOS 尺寸越大。在单反数码相机中，很多都拥有接近35mm胶卷感光的CCD/CMOS尺寸，例如尼康的D100，CCD/CMOS 尺寸面积达到23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm的面积，所以成像也相对较好。我们就叫他们是全画幅。 在数码相机性能规格表中用英寸表示并不是CCD的真实尺寸，但可以使用一个简单而实用的方法求得CCD的真实尺寸。镜头的真实焦距与相当（等效）焦距在数码相机或使用说明书上一般都会列出，而相当于35mm照相机的焦距与真实焦距之比，即为35mm照相机的画幅对角线尺寸与CCD的实际对角线长度比，由此可以方便计算出CCD的真实尺寸。 举例说明，松下LX2（有效像素1020万）轻便数码相机使用1/1.65英寸CCD，镜头的相当焦距为28-112mm，真实焦距为6.3-25.2mm，两者的比例4.44，35mm照相机的画幅尺寸为24x36mm，对角线长43.2mm， 43.2/4.44=9.72mm，这就是1/1.65英寸CCD有效对角线长度，换算成画幅横纵比4/3，可求得真实尺寸为 7.78x5.83mm。松下LX2相机CCD有效感光成像面积仅为全幅尺寸的二十分之一，为APS—C画幅尺寸的九分之一。 ?人的自然视角约在 50 度左右。 ?焦距 50 mm 的镜头，视角 = 53 度（就135系统而言），称为标准镜头。（一说焦距 45 ~ 55mm 或35 ~ 70 mm 为标准镜头） ?焦距＜50 mm 的镜头，视角＞53 度，大于人的自然视角，观景范围较为宽广，称为广角镜头。 ?焦距＞50 mm 的镜头，视角＜53 度，小于人的自然视角，可将被摄物拉近，称为长焦镜头。 ?焦距＜24 mm 的广角镜头，拍摄的照片将有明显的大量变形，甚至到达扭曲的程度。（尤其是边缘） ?焦距＞200 mm 的长焦镜头，将被摄物拉近的程度颇为可观，一称“大炮”（拍摄时切忌震动）。 ?焦距 = 135 mm 的长焦镜头，拍摄人像时感觉不到鼻子会变大，一称“人像专用镜头”。 焦距是不变的。但随着画幅的变化，我们的在同样焦距镜头下所看到的视角也发生着变化。