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常用的普通攝像鏡頭為球面鏡頭,它采用的是球面鏡片,而不是平面。一般球面鏡片會(huì)岀現(xiàn)像差,如球差、色差、彗差等,因而實(shí)際的攝像鏡頭通常需要多片凹凸程度不同的鏡片,進(jìn)行分組組合來(lái)予以校正。最簡(jiǎn)單的定焦鏡頭一般需要4片3組、6片4組或7片4組,而高檔的變焦鏡頭則需要10多片10多組的鏡片組合。顯然,這不僅使鏡頭的體積和重量增加,第2章安防視頻監(jiān)控中的光源和光學(xué)系統(tǒng)而且使透過(guò)的光也減少了。對(duì)F值小的高感度鏡頭來(lái)說(shuō),其有效通光口徑越大,球面像差就越大,當(dāng)然其校正也就越困難。正是由于球面鏡頭的缺點(diǎn),才研制了非球面鏡頭。
非球面鏡頭(Aspherical Lens)所用的鏡片為非球面鏡片,其面形也是在球面面形的基礎(chǔ)上通過(guò)細(xì)微的調(diào)整得出的。從數(shù)學(xué)的角度來(lái)說(shuō),球面的面形是一個(gè)二次函數(shù),而非球面的面形函數(shù)是四次甚至更高次的函數(shù),因此非球面的面形更加復(fù)雜。實(shí)際上,它是在球面的基礎(chǔ)上,按事先設(shè)計(jì)好的細(xì)微面形起伏,進(jìn)行人為控制而獲得非球面的復(fù)雜曲面的。
由于非球面鏡頭的鏡片形狀,是在充分考慮到上述各校正因素,通過(guò)精確的設(shè)計(jì)計(jì)算,由精密儀器光學(xué)研磨而成的,因此一片非球面鏡片就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)球面鏡片校正像差的效果。這樣,非球面鏡頭可以有效減少鏡片的數(shù)量,從而減小鏡頭的體積和重量,并使透光性更好,色差還原準(zhǔn)確、成像質(zhì)量變佳。
二、非球面鏡頭的特點(diǎn)
(1)能消除球差,大大提高成像質(zhì)量。球面鏡片具有球面像差的先天缺陷,從而帶來(lái)了無(wú)法克服的光斑現(xiàn)象,如圖1(a)所示。顯然,它將影響成像質(zhì)量。
圖1 非球面鏡頭球差補(bǔ)正示意圖