機器視覺定位（焦點與定焦）

2022-08-24 10:00:00 精質視覺

　　機器視覺定位(焦點與定焦)

　　焦點 (focal point、focus)：

　　對于一個理想透鏡而言：遠處的物體可以近似地看成時位于無限遠處。

　　該無限遠處的物體上任何一點發出的到達理想透鏡的光線，可以看成是平行光。

　　所謂“光軸”就是一條垂直穿過理想透鏡中心的光線。

　　與光軸平行的光線射入凸透鏡時，理想的凸鏡應該是所有的光線會聚在透鏡后面一點上，這個會聚所有光線的一點，就叫做焦點。例如使用放大鏡將太陽光聚光后，形成最小點的就是焦點。

　　焦點一定在光軸上。

　　在光學術語上，以透鏡為界：

　　被攝物體所在的空間稱為“物方空間”;

　　被攝物體所發出的光穿越透鏡在透鏡后面形成的像所在的空間稱為“像方空間”;

　　在像方空間所形成的焦點稱為“像方焦點”或“后焦點”;

　　反之，從像方開始，投射出與光軸平行的光線，并在透鏡物體空間所形成的焦點，稱為“物方焦點”或“前焦點”。

　　一個透鏡得軸向厚度與其直徑、物距、像距以及焦距相比顯得很小，就可以認為該透鏡是薄透鏡。　　主點 (Principal point)：

　　一片薄的雙凸透鏡的焦點距離，一般指鏡片的中心到焦點為止的光軸上的距離，這個鏡片的中心叫做“主點”。

　　實際的鏡頭都是由數片凸透鏡和凹透鏡組合而成，無法直接分辨出主點的位置。

　　這兩個交點 h 和 h’ 就叫做主點，其中 h 為前主點(主點)，h’ 為后主點(第二主點)。

　　如下圖所示，假設從 a 射入的光線，折射之后通過 n 和 n’ 致到達了 b 。對于光軸而言，a-n與 n’-b 之間產生相似的角度，因此，在光軸上可以得出 h、h’ 兩個交點。

　　前主點與后主點之間的距離稱為主點間隔。

　　攝影鏡頭從后主點(h’)到后焦點的距離就是焦點距離。　　焦點距離(focal length)

　　望遠型鏡頭和逆望遠型(retrofocus lens)鏡頭的后主點 h’ 的位置，如下圖所示。　　雖然鏡頭的種類不同，會有主點的前后關系位置相反，或者 h’ 落到組合的鏡頭之外的現象發生。無論何種情況，從后主點 h’ 到后焦點之間的距離，就是焦點距離。

　　當焦點在無限遠時，鏡頭片鏡片面的頂點到膠片平面在光軸上之間距離，稱為后焦距離。　　后焦距離(back focus)

　　單反機由于其工作原理，在動作過程重，反光鏡必須往上翻起。所以，后焦距離比較短的廣角鏡頭，反光鏡會碰到組鏡片。所以，單反機用的廣角鏡頭，必須采用后焦距離比較長的逆望遠型鏡頭。

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