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怎麼為設備挑選無失真、暗角少的合適鏡頭?業界訣竅一次公開(上)

你認為,什麼是高品質的鏡頭?

一顆高品質的鏡頭必須具備以下條件: 

1. 影像的亮度分布均勻
2. 精確的幾何呈現
3. 光譜透射率夠廣
4. 雜散光少
5. 高銳利度,高對比度
6. 無色散

為了理解鏡頭的表現,我們必須懂得如何閱讀鏡頭廠商提供的參數資料。接下來我們將會以兩篇文章跟大家介紹下關鍵參數的閱讀小技巧。 

常見的鏡頭參數有哪些?

■ 相對照度(Relative Illumination)

圖片來源:Schneider_Lens for Todays Imaging Devices

描述不同光圈下,從光軸(中心)到成像圈最外的照度衰減百分比。知道這個資訊,我們就可以預估影像中心的亮度和影像兩側的亮度會有多少差異。

一般來說,短焦距的鏡頭其相對照度呈現的衰減幅度會比較大,也就是影像兩側暗角會比較明顯。照度衰減是依據「餘弦四次方」定律,因此無法避免;有的設備商為了打造小體積設備,會刻意選擇短焦的鏡頭讓工作距離保持最短,但卻忽略了鏡頭本身會產生明顯暗角,而且如果鏡頭的暗角太過嚴重,相機的FFC功能是無法補償的。

■ 幾何失真(Distortion)

圖片來源:Schneider_Lens for Todays Imaging Devices

指幾何圖案(例如方形)在成像後形狀會扭曲。上圖表示不同位置的影像變形程度,數值的正負表示變形是桶型失真、抑或是枕型失真。

如果今天我們要拿設備量測,影像變形就會讓量測到的數值不正確。還好幾何失真能夠以軟體校正,只需要先使用校正片拍攝一張影像,計算出每個位置的偏移量後再校正,就能得到沒有變形的影像,因此鏡頭的失真一般較少造成設備開發人員的困擾。

■ 光譜穿透率

圖片來源:Schneider_Lens for Todays Imaging Devices

有三種因素會影響光的穿透:
1. 使用的玻璃材料
2. 入射光的波長
3. 從空氣進到玻璃時,在介面產生的反射

前兩個因素通常都很難改變,因此各鏡頭廠牌都會著墨在第三個因素,也就是鏡頭鍍膜,靠多層鍍膜來變化不同波長的光的穿透率。

一般檢測設備都是使用可見光,所以開發者也不一定會確認這個參數。如果今天設備要使用NUV或是NIR的光源,就必須查看穿透頻譜圖,確認這顆鏡頭在非可見光的表現如何。 

小彩蛋:各牌鏡頭特色小總結

在此我們也簡單列出幾個常見廠牌的鏡頭特色,作為大家挑選鏡頭時的參考原則。一般來說:
■ Moritex的鏡頭適合搭配彩色相機,
■視清遠心鏡頭適合量測,
■ Nikon和Schneider的鏡頭則特別適合高解析影像。

更多關於鏡頭的關鍵參數,我們將在下期繼續跟您分享。如果您正準備挑選設備鏡頭,也歡迎隨時預約免費諮詢或借測,讓LINX Taiwan專業的光學團隊幫您一起選出最合適您應用的鏡頭。