光學(xué)透鏡是用透明物質(zhì)制成的表面為球面一部分的光學(xué)元件,鏡頭是由幾片透鏡組成的,有塑膠透鏡(plastic)和玻璃透鏡(glass)兩種,
玻璃透鏡比塑膠貴。通常攝像頭用的鏡頭構(gòu)造有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等,透鏡越多,成本越高。
因此一個品質(zhì)好的攝像頭應(yīng)該是采用玻璃鏡頭的,其成像效果要比塑膠鏡頭好,在天文、軍事、交通、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
透鏡概念簡要介紹
光學(xué)透鏡可廣泛應(yīng)用于安防、車戴、數(shù)碼相機(jī)、激光、光學(xué)儀器等各個領(lǐng)域,隨著市場不斷的發(fā)展,透鏡技術(shù)也越來越應(yīng)用廣泛。
(lens)透鏡是根據(jù)光的折射規(guī)律制成的。透鏡是由透明物質(zhì)(如玻璃、水晶等)制成的一種光學(xué)元件。透鏡是折射鏡,其折射面是兩個球面(球面一部分),或一個球面(球面一部分)一個平面的透明體。它所成的像有實像也有虛像。
凸透鏡:中間厚,邊緣薄,有雙凸、平凸、凹凸三種;
凹透鏡:中間薄,邊緣厚,有雙凹、平凹、凸凹三種。
薄透鏡為一種中央部分的厚度和其兩面的曲率半徑相比為很大的透鏡。初期,照相機(jī)只裝有一個凸透鏡的鏡頭,故稱為“單透鏡”。隨著科技日益發(fā)展,現(xiàn)代鏡頭均有若干不同形式和功能的凸凹透鏡組成一個會聚的透鏡,稱為“復(fù)式透鏡”。復(fù)式透鏡中之凹透鏡起校正各種象差的作用。
光學(xué)玻璃具有透明度高、純潔、無色、質(zhì)地均勻,且有良好的折光能力,故為鏡頭生產(chǎn)的主要原料。由于化學(xué)成分和折射率不同光學(xué)玻璃有:
1.火石玻璃--在玻璃成分中加入氧化鉛,以增加折射率(1.8804)
2.冕牌玻璃--在玻璃成分中加入氧化鈉和氧化鈣制成,以減低其折射率(鋇冕玻璃的折射率為1.7055)
3.鑭冕玻璃--為所發(fā)現(xiàn)的品種,它具有折射率高,色散率低的優(yōu)良特性,為創(chuàng)造大口徑的高級鏡頭提供了條件。
透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(xué)元件,物鏡、目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。
當(dāng)一束平行于主光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點(diǎn),這個點(diǎn)稱“焦點(diǎn)”,通過焦點(diǎn)并垂直光軸的平面,稱“焦平面”。焦點(diǎn)有兩個,在物方空間的焦點(diǎn),稱“物方焦點(diǎn)”,該處的焦平面,稱“物方焦平面”;反之,在像方空間的焦點(diǎn),稱“像方焦點(diǎn)”,該處的焦平面,稱“像方焦平面”。
光線通過凹透鏡后,成正立虛像,凸透鏡則成倒立實像。實像可在屏幕上顯現(xiàn)出來,而虛像不能。
透鏡分類
凸透鏡
凸透鏡是中央較厚,邊緣較薄的透鏡。凸透鏡具有會聚光線的作用,所以也叫“會聚透鏡”、“正透鏡”(可用于遠(yuǎn)視與老花鏡)。此類透鏡可分為:
a.雙凸透鏡——是兩面凸的透鏡;
b.平凸透鏡——是一面凸、一面平的透鏡;
c.凹凸透鏡——為一面凸,一面凹的透鏡。
凸透鏡成像規(guī)律是指物體放在焦點(diǎn)之外,在凸透鏡另一側(cè)成倒立的
凸透鏡成像原理
實像,實像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實像越大。物體放在焦點(diǎn)之內(nèi),在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越小,像距越小,虛像越小在光學(xué)中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏呈接;反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺。有經(jīng)驗的物理老師,在講述實像和虛像的區(qū)別時,往往會提到這樣一種區(qū)分方法:“實像都是倒立的,而虛像都是正立的?!彼^“正立”和“倒立”,當(dāng)然是相對于原物體而言。
將平行光線(如陽光)平行于主光軸(凸透鏡兩個球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸)射入凸透鏡,光在透鏡的兩面經(jīng)過兩次折射后,集中在軸上的一點(diǎn),此點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)(記號為F,英文為:focus),凸透鏡在鏡的兩側(cè)各有一實焦點(diǎn),如為薄透鏡時,此兩焦點(diǎn)至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點(diǎn)到透鏡中心的距離,通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小,焦距(記號為:f,英文為:focallength)越短。凸透鏡可用于放大鏡、老花眼及遠(yuǎn)視的人戴的眼鏡、攝影機(jī)、電影放映機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的主軸:通過凸透鏡兩個球面球心C1、C2的直線叫凸透鏡的主光軸。光心:凸透鏡的中心O點(diǎn)是透鏡的光心。焦點(diǎn):平行于主軸的光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于主光軸上一點(diǎn)F,這一點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。焦距:焦點(diǎn)F到凸透鏡光心O的距離叫焦距,用f表示。物距:物體到凸透鏡光心的距離稱物距,用u表示。像距:物體經(jīng)凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱像距,用v表示。
公式:1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透鏡焦距)
(關(guān)于符號的正負(fù):物距u恒取正值。像距v的正負(fù)由像的實虛來確定,實像時v為正,虛像時v為負(fù)。凸透鏡的f為正值,凹透鏡的f為負(fù)值。)
凹透鏡亦稱為負(fù)球透鏡,鏡片的中央薄,周邊厚,呈凹形,所以又叫凹透鏡。凹透
凹透鏡三條特殊光
鏡對光有發(fā)散作用。平行光線通過凹球面透鏡發(fā)生偏折后,光線發(fā)散,成為發(fā)散光線,不可能形成實性焦點(diǎn),沿著散開光線的反向延長線,在投射光線的同一側(cè)交于F點(diǎn),形成的是一虛焦點(diǎn)。
凹透鏡成像的幾何作圖與凸透鏡者原則相同。從物體的頂端亦作為兩條直線:一條平行于主光軸,經(jīng)過凹透鏡后偏折為發(fā)散光線,將此折射光線相反方向返回至主焦點(diǎn);另一條通過透鏡的光學(xué)中心點(diǎn),這兩條直線相交于一點(diǎn),此為物體的像。
凹透鏡所成的像總是小于物體的、直立的虛像,凹透鏡主要用于矯正近視眼。
凹透鏡具有發(fā)散光線的作用,所以也叫“發(fā)散透鏡”、“負(fù)透鏡”(可用于近視眼鏡)。此類透鏡又可分為:
a.雙凹透鏡——是兩面凹的透鏡
b.平凹透鏡——是一面凹、一面平的透鏡
c.凸凹透鏡——為一面凸、一面凹的透鏡
其兩面曲率中心之連線稱為主軸,其中央之點(diǎn)O稱為光心。通過光心的光線,無論來自何方均不折射。平行主軸之光束,照于凹透鏡上折射后向四方發(fā)散,逆其發(fā)散方向的延長線,則均會于與光源同側(cè)之一點(diǎn)F,其折射光線恰如從F點(diǎn)發(fā)出,此點(diǎn)稱為虛焦點(diǎn)。在透鏡兩側(cè)各有一個。凹透鏡又稱為發(fā)散透鏡。凹透鏡的焦距,是指由焦點(diǎn)到透鏡中心的距離。透鏡的球面曲率半徑越大其焦距越長,如為薄透鏡,則其兩側(cè)之焦距相等。
凹透鏡所成的像總是小于物體的。
車用透鏡
透鏡的光形是最標(biāo)準(zhǔn)的,可以有很明顯的明暗切割線,通過聚光的作用解決了散光的問題,在國外,氙氣燈是標(biāo)配透鏡使用的,這種鏡屬于光學(xué)鏡一類,我們就叫它"透鏡"。采用,光線散失小等優(yōu)點(diǎn)。具專業(yè)從事氙氣大燈改裝師傅建議裝了HID大燈而沒有裝透鏡的司機(jī)朋友,為了您自身的安全,也為了他人的安全,加裝透鏡是最好的選擇
透鏡功用
1;因為透鏡有較強(qiáng)的聚光能力,所以用它來照路,不僅路面明亮,而且清晰。
2;由于光線分散很小,所以它的光線射程要比普通鹵素?zé)粢h(yuǎn)和清晰。故而能使您在第一時間看到遠(yuǎn)處的事物,避免開過路口或錯過目標(biāo)。
3;透鏡式燈頭的大燈相比采用傳統(tǒng)燈頭的大燈具有,亮度均勻,穿透力強(qiáng),所以他不管在雨天還是在大霧天氣都有較強(qiáng)的穿透力。從而能讓迎面駛來的車輛第一時間收到燈光信息,避免事故的發(fā)生。
4;透鏡里面的HID燈泡壽命是普通燈泡的8到10倍,從而減去讓您老是要換燈所帶來的不必要麻煩。
5;透鏡氙氣燈不需要加裝任何供電系統(tǒng),因為真正的HID氣體放電燈,要有一顆電壓安定器,12V電壓,接著再將電壓轉(zhuǎn)成正常電壓,穩(wěn)定持續(xù)供應(yīng)氙氣燈泡發(fā)光。從而能起到節(jié)電的功能。
6;和第5條說的一樣,由于透鏡燈泡是由安定器升壓到23000V,用在剛開啟電源時的瞬間刺激氙氣達(dá)到高亮度的,所以他在斷電的情況下還能維持3到4秒的亮度。這樣能使您在緊急情況下提前做好停車準(zhǔn)備,避免災(zāi)難的發(fā)生。這點(diǎn)傳統(tǒng)鹵素?zé)羰亲霾坏降摹?/p>
7;在遇到那些大型貨車或開車的燈光通知他,如果還是沒有用的話,那您就用遠(yuǎn)光通知他。
透鏡之間的區(qū)別
結(jié)構(gòu)不同
凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成,兩邊薄,中間厚
凹透鏡是由兩面都是磨成凹球面透明鏡體組成,兩邊厚,中間薄
對光線的作用不同
凸透鏡主要對光線起會聚作用,但在物距小于焦距時,也起發(fā)散作用
凹透鏡主要對光線起發(fā)散作用
成像性質(zhì)不同
凸透鏡是折射成像
凹透鏡是“光線通過凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成倒立實像。實像可在屏幕上顯現(xiàn),而虛像不能?!?/p>
透鏡的應(yīng)用
透鏡
說透鏡,能透光;中間厚,凸透鏡;中間薄,凹透鏡。
會聚作用凸透鏡,發(fā)散作用凹透鏡。
平光會聚到一點(diǎn),焦點(diǎn)F來表示。
焦點(diǎn)到達(dá)鏡光心,距離叫作鏡焦距(用f表示)。
生活中的透鏡
物遠(yuǎn)像近照相機(jī),縮小實像且倒立。
物近像遠(yuǎn)投影儀,放大實像且倒立。
物像同側(cè)放大鏡,正立放大一虛像。
實像倒立虛像正,實像異側(cè)虛像同。
凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用
物在兩倍焦距外,一、二倍(焦)距間成像。
實像倒立且縮小,此例用在照相機(jī)。
物移近,像移遠(yuǎn),同時像還要變大。
物在一、二倍距間,二倍焦距外成像。
實像倒立且放大,此例用在投影儀。
物體位于焦點(diǎn)內(nèi),移動光屏不見像。
透過透鏡看物體,正立放大一虛像。
物體與像處同側(cè),此例用在放大鏡。
物近像遠(yuǎn)像變大,物遠(yuǎn)像近像變小。
二倍焦距分大小,一倍焦距分虛實。
講解:
物體在凸透鏡一倍焦距外時,凸透鏡成實像。在一倍焦距內(nèi)"u
成虛像,物休在凸透鏡二倍焦距外(u>2f)時,凸透鏡成縮小的實像。
2f>u>f時,成放大的實像。沒有縮小的虛像、實像都是倒立的,沒有倒立的虛像。
眼睛和眼鏡
近視眼晶狀體厚,看清近處看不清遠(yuǎn)。
遠(yuǎn)光成像視網(wǎng)膜前,戴凹透鏡恢復(fù)正常。
遠(yuǎn)視眼晶狀體薄,看清遠(yuǎn)處看不清近。
近光成像視網(wǎng)膜后,戴凸透鏡調(diào)清光。
眼睛近點(diǎn)10cm,明視距離25cm.
光學(xué)透鏡的應(yīng)用:
VR虛擬現(xiàn)實、照相機(jī)、放大鏡、投影儀、光學(xué)成像、天文觀測、科學(xué)研究、軍事工業(yè)、手機(jī)外置鏡頭、攝影鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、紅外鏡頭、準(zhǔn)直鏡頭、軍工鏡頭等高端鏡頭 。
激埃特?fù)碛蟹浅XS富的常規(guī)光學(xué)透鏡產(chǎn)品線,平凸透鏡、雙凸透鏡、平凹透鏡、雙凹透鏡、膠合透鏡、彎月透鏡消色差透鏡。激埃特經(jīng)過長期不斷的努力鉆研,對于光學(xué)透鏡領(lǐng)域的技術(shù)達(dá)
到國內(nèi)領(lǐng)先水平,對于H-ZLAF、H-LAF 、H-LAK、 D-ZK 、H-FK等易腐蝕材料已能批量生產(chǎn)。