镜头的性能缺陷与评价课件

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1、镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能、缺陷、与评价镜头的性能、缺陷、与评价镜头的像差镜头的像差 一个理想的镜头，应能在全部有效视场内将一个理想的镜头，应能在全部有效视场内将物平面上的每一个物点，都在像平面上相应的位物平面上的每一个物点，都在像平面上相应的位置处形成一个清晰的像点，但实际的镜头并不能置处形成一个清晰的像点，但实际的镜头并不能在像面上各处都形成理想的像。镜头所形成的实在像面上各处都形成理想的像。镜头所形成的实际影像与理想的影像之间的差异称为际影像与理想的影像之间的差异称为像差像差。常见。常见的像差可分为和的像差可分为和色差色差两大类。两大类。镜头的性能缺陷与评价课件单色像差单色像差

2、单色像差是指单一顔色的光通过镜头后形成的像单色像差是指单一顔色的光通过镜头后形成的像差，主要有以下几种：差，主要有以下几种：球差球差镜头的性能缺陷与评价课件 在光学中，在光学中，球差球差是发生在经过透镜折射的是发生在经过透镜折射的光线，接近中心与靠近边缘的光线不能将影像光线，接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一个点上的现象。这是因为透镜是球面聚集在一个点上的现象。这是因为透镜是球面的形状，不能聚集在一个点上造成的。的形状，不能聚集在一个点上造成的。球差并不是因光学系统制作不良引起的缺球差并不是因光学系统制作不良引起的缺陷，而是球面折射固有的性质。陷，而是球面折射固有的性质。镜面的直径越镜

3、面的直径越大，焦长越短，这种现象就越严重大，焦长越短，这种现象就越严重。镜头的性能缺陷与评价课件 非球面镜非球面镜可以消除球差，但是因为球面镜比非球可以消除球差，但是因为球面镜比非球面镜容易制造，所以绝大部分光学透镜都是球面镜。面镜容易制造，所以绝大部分光学透镜都是球面镜。近年来随着非球面镜制作工艺的普及，业余低档镜头近年来随着非球面镜制作工艺的普及，业余低档镜头中也大量使用非球面镜了。中也大量使用非球面镜了。镜头的性能缺陷与评价课件 选择适当的凹透镜配合凸透镜组成选择适当的凹透镜配合凸透镜组成复合透镜组复合透镜组，由于凹、凸透镜各自对光线的作用正好相反，它们产生由于凹、凸透镜各自对光线的作用

4、正好相反，它们产生的球差也往往是相互抵消的，所以能比较好地消除球差。的球差也往往是相互抵消的，所以能比较好地消除球差。这也是一种常用的消除一般球差的方法。这也是一种常用的消除一般球差的方法。镜头的性能缺陷与评价课件照相机中用多片凸透镜和凹透镜来减少球差。照相机中用多片凸透镜和凹透镜来减少球差。镜头的性能缺陷与评价课件 照相机中可以用照相机中可以用光圈光圈来减少球差。当球差来减少球差。当球差较大时，镜头的成像位置会随着光圈的大小而较大时，镜头的成像位置会随着光圈的大小而变化。变化。镜头的性能缺陷与评价课件 一束与光轴夹角较大的斜射成像光线称为一束与光轴夹角较大的斜射成像光线称为远轴光线远轴光线。

5、当远轴光线经过镜头时无法汇聚于一点，经常是形成一当远轴光线经过镜头时无法汇聚于一点，经常是形成一个彗星状的光斑，此种像差称为个彗星状的光斑，此种像差称为彗差彗差。彗差彗差镜头的性能缺陷与评价课件 彗差是远轴光线特有的像差，多产生于彗差是远轴光线特有的像差，多产生于短焦镜头短焦镜头的画面边缘的画面边缘。缩小光圈可以较好地减少彗差。缩小光圈可以较好地减少彗差。但是彗差是一种非常顽固的像差，即使设法消除但是彗差是一种非常顽固的像差，即使设法消除了了初级彗差初级彗差后，常会产生出较小但形状更复杂的后，常会产生出较小但形状更复杂的二级二级彗差彗差。初级彗差初级彗差二级彗差二级彗差镜头的性能缺陷与评价课件

6、 一束很细的远轴光线经过镜头后会在一束很细的远轴光线经过镜头后会在不同的空间位不同的空间位置置上聚焦成两条微小的焦线，一条沿着从画面中心指向上聚焦成两条微小的焦线，一条沿着从画面中心指向边缘的半径方向，称为边缘的半径方向，称为径向焦线径向焦线或或弧矢焦线弧矢焦线，另一条沿，另一条沿着以画面中心为圆心的圆周方向，称为着以画面中心为圆心的圆周方向，称为切向焦线切向焦线或或子午子午焦线焦线。真正的聚焦的像点在两条焦线的中间，呈现为一。真正的聚焦的像点在两条焦线的中间，呈现为一个比较模糊的光斑。这个像差称为个比较模糊的光斑。这个像差称为像散像散。像散像散镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件

7、焦前焦前 焦面焦面 焦后焦后镜头的性能缺陷与评价课件物物 镜头镜头子午焦面子午焦面 弧矢焦面弧矢焦面 的影像的影像 的影像的影像 像散像散也是远轴光线特有的像差，而且是也是远轴光线特有的像差，而且是最顽固的最顽固的像差像差。不仅难以消除，而且与光圈基本无关。因此评。不仅难以消除，而且与光圈基本无关。因此评价一支镜头时，像散经常成为重点关注的单色像差。价一支镜头时，像散经常成为重点关注的单色像差。镜头的性能缺陷与评价课件 对垂直于光轴的物平面成像时，像面成为一个弯对垂直于光轴的物平面成像时，像面成为一个弯曲的曲面，称为曲的曲面，称为像面（像场）弯曲像面（像场）弯曲。此时画面的中部。此时画面的中部

8、与周边部分不可能同时调准焦点。与周边部分不可能同时调准焦点。像面（像场）弯曲像面（像场）弯曲镜头的性能缺陷与评价课件 像面弯曲像面弯曲经常与经常与像散像散是共存的。像面伴随着是共存的。像面伴随着中心中心与边缘与边缘不同的清晰度，还常见到像场在同一个位置上不同的清晰度，还常见到像场在同一个位置上的的切向与径向方向切向与径向方向上分的辨率有明显的差异。上分的辨率有明显的差异。中心清晰中心清晰，径向清晰径向清晰 边缘清晰边缘清晰，切向清晰切向清晰镜头的性能缺陷与评价课件畸变畸变 直线的影像变为曲线称为直线的影像变为曲线称为畸变畸变。畸变又分为。畸变又分为枕形枕形畸变（正畸变）畸变（正畸变）和和桶形畸

9、变（负畸变）桶形畸变（负畸变）。在视场的中。在视场的中心畸变为零，心畸变为零，距画面的中心越远畸变越大距画面的中心越远畸变越大。畸变不影。畸变不影响镜头的清晰度，畸变与光圈的大小无关。响镜头的清晰度，畸变与光圈的大小无关。镜头的性能缺陷与评价课件 畸变经常是由于镜头的光学结构与光圈位置不对称畸变经常是由于镜头的光学结构与光圈位置不对称引起的，光圈在镜头中的位置也会影响畸变的特性与大引起的，光圈在镜头中的位置也会影响畸变的特性与大小，非球面透镜不仅能消除球差，也能改善畸变。小，非球面透镜不仅能消除球差，也能改善畸变。光圈放在透镜之后光圈放在透镜之后 出现的枕形畸变。出现的枕形畸变。光圈放在透镜之

10、前光圈放在透镜之前 出现的桶形畸变。出现的桶形畸变。镜头的性能缺陷与评价课件奥林巴斯奥林巴斯3倍光学变焦卡片相机在广角端的桶形畸变倍光学变焦卡片相机在广角端的桶形畸变镜头的性能缺陷与评价课件色差色差 由于介质的折射率由于介质的折射率随入射光的颜色（光的波随入射光的颜色（光的波长）不同而不同。因此透长）不同而不同。因此透镜的焦距随光的颜色而异，不同颜色的光所成像的位置镜的焦距随光的颜色而异，不同颜色的光所成像的位置和大小都各不相同，这种由于色散引起的现象称为和大小都各不相同，这种由于色散引起的现象称为色差色差，即使在近轴区域内也会发生。即使在近轴区域内也会发生。色差又可细分为色差又可细分为位置色

11、差位置色差和和倍率色差倍率色差两类。色差通常采用不同种类的光学材料构两类。色差通常采用不同种类的光学材料构成的透镜组来消除。成的透镜组来消除。镜头的性能缺陷与评价课件位置色差位置色差 一束平行光线（或入射角较小的近轴光线）经过一束平行光线（或入射角较小的近轴光线）经过镜头之后汇聚于前后不同位置的像点上，其中短波镜头之后汇聚于前后不同位置的像点上，其中短波（蓝紫）光线焦距较短，长波（红光）焦距较长，这（蓝紫）光线焦距较短，长波（红光）焦距较长，这种像差称为种像差称为位置色差位置色差或或轴向色差轴向色差。位置色差与焦距成位置色差与焦距成正比正比，长焦与超长焦镜头中尤为严重。长焦与超长焦镜头中尤为严

12、重。镜头的性能缺陷与评价课件倍率色差倍率色差 轴外光点（远轴光线）发出的混合光线通过镜头轴外光点（远轴光线）发出的混合光线通过镜头之后汇聚于不同的高度上，使影像的边缘分解出朦胧之后汇聚于不同的高度上，使影像的边缘分解出朦胧的彩虹。这种色差使物体同一点发出的不同色光所形的彩虹。这种色差使物体同一点发出的不同色光所形成的影像具有不同的摄影倍率成的影像具有不同的摄影倍率(影像大小不同影像大小不同)，称为，称为倍倍率色差（横向色差，垂直色差）率色差（横向色差，垂直色差）。镜头的性能缺陷与评价课件 前述彗差和像散光斑中所见的不同色彩轮廓，就前述彗差和像散光斑中所见的不同色彩轮廓，就是倍率色差的典型表现。

13、是倍率色差的典型表现。镜头的性能缺陷与评价课件用大光圈远距离拍摄的安装了用大光圈远距离拍摄的安装了球形球形灯罩的路灯灯罩的路灯镜头的性能缺陷与评价课件色差严重色差严重 色差很小色差很小镜头的性能缺陷与评价课件杂光杂光 投射到胶片上的投射到胶片上的非成像光线非成像光线称为杂光称为杂光 光线在镜片表面、光线在镜片表面、镜框、镜筒、机身内壁镜框、镜筒、机身内壁上反射会形成杂光，镜上反射会形成杂光，镜头发霉、沾尘、指痕、头发霉、沾尘、指痕、擦花、划伤等也会产生擦花、划伤等也会产生杂光。杂光。光线通过玻璃与空气的界面时会被反射约光线通过玻璃与空气的界面时会被反射约5%，若，若有有10块镜片，总透光率就只

14、有块镜片，总透光率就只有0.9520=0.36，即，即2/3的光的光线都形成了杂光。早期的单层镀膜可使每个表面的透线都形成了杂光。早期的单层镀膜可使每个表面的透光率提高到光率提高到97%，现在，现在3层膜可达层膜可达99%，6层膜可达层膜可达99.8%，10组镜头总透光率也可达组镜头总透光率也可达96%。镜头的性能缺陷与评价课件镀膜镀膜 现代镜头上的镀膜大而化之可以分成两种，一种现代镜头上的镀膜大而化之可以分成两种，一种叫增透膜，是增加光线透过率的，而另一种镀膜则是叫增透膜，是增加光线透过率的，而另一种镀膜则是改变镜头的色彩光谱透过特性的。镀膜技术最早是用改变镜头的色彩光谱透过特性的。镀膜技术

15、最早是用在军事望远镜上减少反光，不易被敌人发现。在军事望远镜上减少反光，不易被敌人发现。1941 Kodak公司生产首次采用镀膜镜头的照相机公司生产首次采用镀膜镜头的照相机Ektra，Pentax在在1971年推出了年推出了SMC超级多层镀膜的超级多层镀膜的“太苦马太苦马”镜头。多层镀膜使得现代的超广角镜头和大变焦镜头镜头。多层镀膜使得现代的超广角镜头和大变焦镜头成为可能，这些镜头中需要更多的光学组件，成为可能，这些镜头中需要更多的光学组件，为了保为了保证光学质量就必须进行多层镀膜。证光学质量就必须进行多层镀膜。镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件这是一个一半镀膜一半未镀膜的透镜这

16、是一个一半镀膜一半未镀膜的透镜镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件中等杂光与极少杂光的对比中等杂光与极少杂光的对比镜头的性能缺陷与评价课件测试杂光测试杂光镜头的性能缺陷与评价课件强烈杂光形成的晕光与鬼影强烈杂光形成的晕光与鬼影镜头的性能缺陷与评价课件渐晕渐晕 像面上边缘照度比中心照度低（中间亮四周暗），像面上边缘照度比中心照度低（中间亮四周暗），这要是由于广角与超广角镜头的视场角大，斜射的周边这要是由于广角与超广角镜头的视场角大，斜射的周边光线会被镜头的镜框阻拦，减小了远轴光线的通光孔径光线会被镜头的镜框阻拦，减小了远轴光线的通光孔径面积。其次是像场边缘的光线都是斜射光线，会使照度

17、面积。其次是像场边缘的光线都是斜射光线，会使照度进一步下降。进一步下降。收缩光圈能明显地改善照度均匀性收缩光圈能明显地改善照度均匀性。镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件像差的小结像差的小结 设计师可以用多种手段设计师可以用多种手段来来削弱任何一种像差削弱任何一种像差，但同，但同时又可能时又可能诱发了其它的像差诱发了其它的像差。永远没有永远没有“最好最好”的镜头！的镜头！厂家只能根据镜头的用途与厂家只能根据镜头的用途与客户需求来平衡各种像差，客户需求来平衡各种像差，力求更好。我们则应全面考力求更好。我们则应全面考虑镜头的性能、质量、价格虑镜头的性能、质量、价格与用途后再进行取舍。与

18、用途后再进行取舍。镜头的性能缺陷与评价课件各种像差的分类、分布、特征与消除方法各种像差的分类、分布、特征与消除方法极有效、极有效、有效、有效、一般、一般、无效无效镜头的性能缺陷与评价课件 收缩光圈收缩光圈能明显改善球差、彗差、轴向色能明显改善球差、彗差、轴向色差，减弱像散与像面弯曲。因此，差，减弱像散与像面弯曲。因此，若条件允许，若条件允许，使用使用f/8f/11的中小光圈可以获得较好的像质，的中小光圈可以获得较好的像质，尤其是对长焦镜头或低档镜头。尤其是对长焦镜头或低档镜头。镜头的性能缺陷与评价课件 视场角较小的近轴光线仅受球差与位置色视场角较小的近轴光线仅受球差与位置色差的影响，收缩光圈又

19、都能明显改善，因此光差的影响，收缩光圈又都能明显改善，因此光圈的大小对画面中部的像质影响更为显著。焦圈的大小对画面中部的像质影响更为显著。焦距越长，球差与位置色差越严重，距越长，球差与位置色差越严重，因此广角镜因此广角镜头的像场中心成像一般都优于长焦镜头，长焦头的像场中心成像一般都优于长焦镜头，长焦镜头收缩光圈后会明显改善像质。镜头收缩光圈后会明显改善像质。镜头的性能缺陷与评价课件 影响视场边缘的远轴光线受影响视场边缘的远轴光线受5种像差的影响，种像差的影响，其中像散基本不受光圈的控制，畸变与倍率色其中像散基本不受光圈的控制，畸变与倍率色差更与光圈无关，差更与光圈无关，因此广角镜头画面边缘的像

20、因此广角镜头画面边缘的像质会显著劣化，而长焦镜头却比较容易在全画质会显著劣化，而长焦镜头却比较容易在全画幅中得到基本一致的影像。收缩光圈对广角镜幅中得到基本一致的影像。收缩光圈对广角镜头周边像质的改善不如长焦镜头有效。头周边像质的改善不如长焦镜头有效。镜头的性能缺陷与评价课件衍射极限光圈衍射极限光圈DLA（Diffraction Limited Aperture）随着数码相机中感光元件像素量的增加，两个相随着数码相机中感光元件像素量的增加，两个相邻像素的间距也越来越小，感光材料的分辨率开始影邻像素的间距也越来越小，感光材料的分辨率开始影响摄影的综合分辨率了。大孔径时的镜头像差与小孔响摄影的综合

21、分辨率了。大孔径时的镜头像差与小孔径下的衍射将成为影响像质的主要矛盾，导致镜头实径下的衍射将成为影响像质的主要矛盾，导致镜头实际分辨率不能随像素量的增加同步增长。际分辨率不能随像素量的增加同步增长。镜头的性能缺陷与评价课件 例如佳能例如佳能1Ds Mark 用用f/19的光圈时，由于衍的光圈时，由于衍射光斑（艾里斑射光斑（艾里斑）的半径已经与像素的间距几乎相）的半径已经与像素的间距几乎相同，导致一个光斑可能在两个像元上成像，处于极限同，导致一个光斑可能在两个像元上成像，处于极限状态。一旦光圈再缩小，衍射光斑将大于像素间隔，状态。一旦光圈再缩小，衍射光斑将大于像素间隔，分辨率将恶化。采用分辨率将

22、恶化。采用1/2.5英寸英寸800万像素的松下万像素的松下FZ18用用f/4.5的光圈就出现分辨率恶化。的光圈就出现分辨率恶化。镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件 式中式中A为衍射极限光圈的为衍射极限光圈的F值，值，d为像素直径，为像素直径，为光的波长。为光的波长。像素密度越高衍射临界光圈越大，成像面积越大，像素密度越高衍射临界光圈越大，成像面积越大，衍射极限光圈越小。像素密度越大，越不适合用小光衍射极限光圈越小。像素密度越大，越不适合用小光圈，分辨率在临界光圈之后下滑明显。圈，分辨率在临界光圈之后下滑明显。1.22dA 镜头的性能缺陷与评价课件F22时的拍摄效果反而不如时的拍摄

23、效果反而不如F8镜头的性能缺陷与评价课件 小型小型DC相机由于镜头质量的问题不能采用太大的相机由于镜头质量的问题不能采用太大的光圈。又因为传感器面积小，像素密度高，光圈。又因为传感器面积小，像素密度高，受衍射极受衍射极限光圈的限制又不能采用太小的光圈。实际上这类相限光圈的限制又不能采用太小的光圈。实际上这类相机的光圈变化范围很小，使用中不能用改变光圈来改机的光圈变化范围很小，使用中不能用改变光圈来改变景深。变景深。镜头的性能缺陷与评价课件镜头的评价镜头的评价 镜头的成像质量是前述各种像差综合作用的结果，镜头的成像质量是前述各种像差综合作用的结果，通常用以下通常用以下6个指标来判断镜头的光学素质

24、。个指标来判断镜头的光学素质。1.分辨率、分辨率、2.锐度与调制传递函数、锐度与调制传递函数、3.畸变、畸变、4.照度照度均匀性、均匀性、5.杂光、杂光、6.色贡献指数色贡献指数 前三项指标主要考核镜头几何光学的像差，后三项前三项指标主要考核镜头几何光学的像差，后三项指标还考核了镜头的结构设计、加工艺、光学材料的选指标还考核了镜头的结构设计、加工艺、光学材料的选择匹配对镜头成像的影响。择匹配对镜头成像的影响。镜头的性能缺陷与评价课件1.分辨率分辨率 一条黑线与一条相邻的等宽白线称为一个线对，一条黑线与一条相邻的等宽白线称为一个线对，分辨率以镜头像面上每毫米能读出多少线对表示，单分辨率以镜头像面

25、上每毫米能读出多少线对表示，单位为位为“线对线对/毫米（毫米（lp/mm）”。镜头的性能缺陷与评价课件a 我国国家标准测试摄影分辨率所用的标板（局部），我国国家标准测试摄影分辨率所用的标板（局部），b 我国我国WT1005-62标板，标板，c 美国美国NBS标板，标板，d 日本日本JIS标标板，板，e 日本日本Koana标板，标板，f 辐射型标板。辐射型标板。镜头的性能缺陷与评价课件分辨率的测试方法分辨率的测试方法 1.用显微镜观察镜头形成的空间影像（目视分辨用显微镜观察镜头形成的空间影像（目视分辨率），分辨率读数最高。率），分辨率读数最高。2.用被测镜作投影镜头，将标板投影到屏幕上，用被测镜

26、作投影镜头，将标板投影到屏幕上，分辨率读数其次。分辨率读数其次。3.用镜头直接拍摄标板（摄影分辨率），在胶片用镜头直接拍摄标板（摄影分辨率），在胶片上读出分辩率，分辨率读数最低。上读出分辩率，分辨率读数最低。摄影分辨率受到胶片质量、曝光条件、显影条件摄影分辨率受到胶片质量、曝光条件、显影条件的影响，最不客观，但在面向用户的测试中，却是的影响，最不客观，但在面向用户的测试中，却是最常采用的。最常采用的。镜头的性能缺陷与评价课件 镜头的目视分辨率镜头的目视分辨率N镜头镜头、胶片分辨率、胶片分辨率N胶片胶片、摄影、摄影分辨率分辨率N摄影摄影之间的关系为：之间的关系为：N的单位为（线对的单位为（线对/

27、毫米）毫米）1.81.81.8111=NNN 摄摄影影胶胶片片镜镜头头镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件 美国美国现代摄影现代摄影的指标明显高于我国国标，这的指标明显高于我国国标，这是因为：是因为：1.国家标准只是一个门限标准，判定镜头是国家标准只是一个门限标准，判定镜头是否合格；否合格；现代摄影现代摄影的标准是一个评比标准，为分的标准是一个评比标准，为分出镜头优劣。出镜头优劣。2.国家标准要求使用乐凯黑白胶片，国家标准要求使用乐凯黑白胶片，D-76显影液，美国显影液，美国现代摄影现代摄影杂志多用柯达杂志多用柯达T-Max胶片胶片及专用的微粒显影液。及专用

28、的微粒显影液。标准镜头的分辨率最高，长焦镜头的分辨率较低，标准镜头的分辨率最高，长焦镜头的分辨率较低，但是中心、边缘相差较少。但是中心、边缘相差较少。镜头的性能缺陷与评价课件2.锐度与调锐度与调制传递函数制传递函数镜头的性能缺陷与评价课件锐度对还原影调层次的作用锐度对还原影调层次的作用镜头的性能缺陷与评价课件分辨率与锐度分辨率与锐度对不同景物影对不同景物影像质量的影响像质量的影响镜头的性能缺陷与评价课件锐度的测定锐度的测定1.低反差分低反差分辨率标板拍辨率标板拍摄法摄法，简便，简便易行，但受易行，但受胶片本身的胶片本身的锐度的影响。锐度的影响。镜头的性能缺陷与评价课件影响影像锐度的因素影响影像

29、锐度的因素2.传递函数法传递函数法 客观，需用仪器测定客观，需用仪器测定镜头的性能缺陷与评价课件正弦光栅标板的调制度正弦光栅标板的调制度M与影像的调制度与影像的调制度M MMTFM 传递函数传递函数为：为：0 MTF 1镜头的性能缺陷与评价课件三种常用的三种常用的MTF曲线图曲线图 一支变焦镜头的一支变焦镜头的MTF曲线图，长焦端中心与边缘像质比较曲线图，长焦端中心与边缘像质比较一致，短焦端中心的一致，短焦端中心的MTF值明显高于周边区域。值明显高于周边区域。镜头的性能缺陷与评价课件 横坐标为像面中心横坐标为像面中心到测试点的距离，纵坐到测试点的距离，纵坐标为标为MTF值。从上到下值。从上到下

30、三组曲线分别对应于空三组曲线分别对应于空间频率为间频率为10、20、40（线对、毫米）。实线（线对、毫米）。实线与虚线分别为径向和切与虚线分别为径向和切向的向的MTF曲线，实线与曲线，实线与虚线的分离表示镜头的虚线的分离表示镜头的像散较大。像散较大。镜头的性能缺陷与评价课件横坐标为像面中心到测试点的距离，纵坐标为横坐标为像面中心到测试点的距离，纵坐标为MTF值。值。镜头的性能缺陷与评价课件传递函数曲线的评价传递函数曲线的评价 1.曲线越高越好曲线越高越好 2.曲线越平直越好曲线越平直越好 3.径向与切向两条曲线越接近越好。曲线越接近表径向与切向两条曲线越接近越好。曲线越接近表明影像中像散（最顽

31、固的一种像差）越小。明影像中像散（最顽固的一种像差）越小。我国照相机镜头的我国照相机镜头的MTF值的国家标准如下（这只值的国家标准如下（这只是一个及格标准）：是一个及格标准）：镜头的性能缺陷与评价课件分辨率与锐度的业余检查：分辨率与锐度的业余检查：在良好的照明条件下用三脚架拍摄横幅头像与横在良好的照明条件下用三脚架拍摄横幅头像与横幅半身像，用眉毛（高反差的线条）考查镜头的分辨幅半身像，用眉毛（高反差的线条）考查镜头的分辨率，用头发（低反差的线条）考查镜头的锐度。拍摄率，用头发（低反差的线条）考查镜头的锐度。拍摄冲洗后用冲洗后用1020倍放大镜检查头发与眉毛的清晰程度。倍放大镜检查头发与眉毛的清

32、晰程度。镜头的性能缺陷与评价课件自制线条标板测试镜头的分自制线条标板测试镜头的分辨率值、像散与锐度：辨率值、像散与锐度：用绘图软件绘制黑白相用绘图软件绘制黑白相间的等宽线条，线条的长宽间的等宽线条，线条的长宽比例比例 5:1.宽度从宽度从1毫米（毫米（0.5线对线对/毫米）递减。从毫米）递减。从0.52.5毫米毫米/线对制作线对制作15组，用高分组，用高分辨率辨率(1200dpi)打印打印13份，帖份，帖在下页的测试标板上。在下页的测试标板上。=1 1线线宽宽度度2 2 线线对对数数镜头的性能缺陷与评价课件 胶片冲洗后用胶片冲洗后用2030倍放大镜观察，勉强可辨线条倍放大镜观察，勉强可辨线条旁

33、边的数字除以摄影倍率就是胶片相应位置的分辨率。旁边的数字除以摄影倍率就是胶片相应位置的分辨率。镜头的性能缺陷与评价课件其他像差的业余检查：其他像差的业余检查：用大光圈远距离拍摄安装了球形灯罩的路灯，距用大光圈远距离拍摄安装了球形灯罩的路灯，距离应足够远，使路灯接近一个光点。路灯应横贯底片离应足够远，使路灯接近一个光点。路灯应横贯底片的对角线。用的对角线。用20倍放大镜观察路灯影像，中心部位模倍放大镜观察路灯影像，中心部位模糊是球差或调焦误差，中心部位有彩虹的轮廓是位置糊是球差或调焦误差，中心部位有彩虹的轮廓是位置色差。边缘部位光斑呈现不规则的形状是彗差。在一色差。边缘部位光斑呈现不规则的形状是

34、彗差。在一张照片张照片1/4画幅的边缘显示出初级彗差；在另一张照片画幅的边缘显示出初级彗差；在另一张照片1/8画幅的边缘显示出二级彗差。若光斑带有彩色的轮画幅的边缘显示出二级彗差。若光斑带有彩色的轮廓，则是倍率色差。廓，则是倍率色差。镜头的性能缺陷与评价课件用大光圈远距离拍摄的安装了球形灯罩的路灯用大光圈远距离拍摄的安装了球形灯罩的路灯镜头的性能缺陷与评价课件3.杂光杂光 投射到胶片上的非成像光线称为杂光，测试中投射到胶片上的非成像光线称为杂光，测试中用杂光系数来评价，它表示杂光在底片所接受的总光能用杂光系数来评价，它表示杂光在底片所接受的总光能量中所点的百分比。量中所点的百分比。国标国标GB

35、9917-88将定焦将定焦镜头在镜头在f/8光圈下的杂光系数光圈下的杂光系数定为定为1级级 3%，2级级 5%。镜头的性能缺陷与评价课件这是一个一半镀膜一半未镀膜的透镜这是一个一半镀膜一半未镀膜的透镜镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件杂光的业余检查：杂光的业余检查：用反射光观察各层镜片表面的镀膜，应光洁均匀。用反射光观察各层镜片表面的镀膜，应光洁均匀。镀膜的颜色各向相同为单层镀膜；颜色随反射光的方向镀膜的颜色各向相同为单层镀膜；颜色随反射光的方向变化为多层镀膜。变化为多层镀膜。开大光圈装上后盖从镜头前端向内看，应深黑无反开大光圈装上后盖从镜头前端向内看，应深黑无反光。光。开大光圈

36、打开前后盖，从镜头后端对天空或灯光观开大光圈打开前后盖，从镜头后端对天空或灯光观察，镜筒内壁与镜片的边缘应无光源的反射光。察，镜筒内壁与镜片的边缘应无光源的反射光。镜头的性能缺陷与评价课件 用大光圈对强光拍摄，观察光晕与鬼影的分布下用大光圈对强光拍摄，观察光晕与鬼影的分布下强弱，还可以用遮光罩遮挡入射光后对比遮挡前后的强弱，还可以用遮光罩遮挡入射光后对比遮挡前后的差异。差异。透过树叶的缝隙拍摄天空，并使天空过度曝光。透过树叶的缝隙拍摄天空，并使天空过度曝光。观察底片树叶边缘的影像，晕光越强表示杂光越多。观察底片树叶边缘的影像，晕光越强表示杂光越多。夜晚在较近距离拍摄球形灯罩的路灯，并使路灯夜晚

37、在较近距离拍摄球形灯罩的路灯，并使路灯过度曝光。观察路灯影像晕光的情况，光斑越大、边过度曝光。观察路灯影像晕光的情况，光斑越大、边缘越模糊、鬼影越明显，杂光越强。缘越模糊、鬼影越明显，杂光越强。镜头的性能缺陷与评价课件中等杂光与极少杂光的对比中等杂光与极少杂光的对比镜头的性能缺陷与评价课件测试杂光测试杂光镜头的性能缺陷与评价课件强烈杂光形成的晕光与鬼影强烈杂光形成的晕光与鬼影镜头的性能缺陷与评价课件4.照度均匀性照度均匀性用百分数表示。用百分数表示。像面上边缘照度比中心照度低，这要是由于广角与像面上边缘照度比中心照度低，这要是由于广角与超广角镜头的视场角大，斜射的周边光线会被镜头的镜超广角镜头

38、的视场角大，斜射的周边光线会被镜头的镜框阻拦，减小了远轴光线的通光孔径面积。其次是像场框阻拦，减小了远轴光线的通光孔径面积。其次是像场边缘的光线都是斜射光线，会使照度进一步下降。收缩边缘的光线都是斜射光线，会使照度进一步下降。收缩光圈能明显地改善照度均匀性。光圈能明显地改善照度均匀性。镜头的性能缺陷与评价课件 图中横坐标图中横坐标“像高像高”为为测试点到画幅中心的距离。测试点到画幅中心的距离。国标国标9917-88对对135相机相机定焦镜头照度均匀性定焦镜头照度均匀性K的要的要求为：求为：f 38mm,K 20%;f 38mm,K 30%。镜头的性能缺陷与评价课件照度均匀性的业余检查：照度均匀

39、性的业余检查：在阴天室外或晴天室外的阴影中拍摄照明均匀的在阴天室外或晴天室外的阴影中拍摄照明均匀的白墙或灰墙，检查底片中心与边缘密度的差异。此项白墙或灰墙，检查底片中心与边缘密度的差异。此项试验应重点测试广角镜头短焦段较大的几档光圈，以试验应重点测试广角镜头短焦段较大的几档光圈，以便得知哪个焦距段收缩到哪档光圈后暗角现象可以忽便得知哪个焦距段收缩到哪档光圈后暗角现象可以忽略不计。略不计。镜头的性能缺陷与评价课件00100%YYqY Y：像场地中实际特征点到像场中心的实际距离。：像场地中实际特征点到像场中心的实际距离。Y0：像场中理想特征点到像场中心的理论距离。：像场中理想特征点到像场中心的理论

40、距离。Y：画幅对角线长度的一半。：画幅对角线长度的一半。5.畸变畸变 用相对畸变用相对畸变q表示，表示，枕形畸变枕形畸变q为正值，桶形为正值，桶形畸变畸变q为负值。为负值。镜头的性能缺陷与评价课件相对畸变的大小与测试点到画幅中心距离（像高）有关。相对畸变的大小与测试点到画幅中心距离（像高）有关。镜头的性能缺陷与评价课件 定焦镜头的国家标准定焦镜头的国家标准GB9917-88要求在对角线方向要求在对角线方向0.5Y 和和0.866Y 两位置上两位置上q 3%。镜头的性能缺陷与评价课件畸变的业余检查：畸变的业余检查：拍摄砖墙、大楼的正面或窗框，并量使目标横平竖拍摄砖墙、大楼的正面或窗框，并量使目标

41、横平竖直的轮廓接近画面的边缘。拍摄后观察直线弯曲的情况。直的轮廓接近画面的边缘。拍摄后观察直线弯曲的情况。此项试验不能用取景器调焦屏上的影像进行测评，因为此项试验不能用取景器调焦屏上的影像进行测评，因为取景器上镜光学系统会为所见的影像带来额外的畸变。取景器上镜光学系统会为所见的影像带来额外的畸变。也可用也可用30倍的倍率按下页画出画幅的轮廓及对角线，倍的倍率按下页画出画幅的轮廓及对角线，按对角线长度的按对角线长度的5%、50%及及90%作半径画圆，线宽作半径画圆，线宽23mm，用，用f/58光圈拍摄，使标板占满整幅画面，冲光圈拍摄，使标板占满整幅画面，冲洗后测定畸变。洗后测定畸变。镜头的性能缺

42、陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件6.色贡献指数色贡献指数 色贡献表明镜头对景物色彩的正确还原的能力，它色贡献表明镜头对景物色彩的正确还原的能力，它是由正确选择光学玻璃与镀膜来保证的。色贡献追求的是由正确选择光学玻璃与镀膜来保证的。色贡献追求的目标并非是通过镜头所见的影像色彩不失真，而是要求目标并非是通过镜头所见的影像色彩不失真，而是要求通过镜头记录到胶片上的影像色彩更准确。通过镜头记录到胶片上的影像色彩更准确。由于彩色负片在扩印放大时，可以对色彩进行大幅由于彩色负片在扩印放大时，可以对色彩进行大幅度的校正与调节，数码影像也可通过软件进行调节，因度的校正与调节，数码影像也可通过软件进行调节，

43、因此此色贡献仅对彩色反转片的拍摄才有实际意义。色贡献仅对彩色反转片的拍摄才有实际意义。不同的不同的彩色反转片自身色彩平衡的能力也有差异，而且这个差彩色反转片自身色彩平衡的能力也有差异，而且这个差异通常大于镜头的色彩还原的误差。异通常大于镜头的色彩还原的误差。镜头的性能缺陷与评价课件彩色还原能力的业余检查：彩色还原能力的业余检查：在室外自然光下将镜头对向一张白纸，全开光圈在室外自然光下将镜头对向一张白纸，全开光圈透过镜头比较镜头内外白纸的颜色，可以认为镜头内透过镜头比较镜头内外白纸的颜色，可以认为镜头内白纸偏差的颜色就是镜头彩色还原的误差。若未见差白纸偏差的颜色就是镜头彩色还原的误差。若未见差异，则还原很好。异，则还原很好。色贡献的标准要求用镜头在胶片上准确记录颜色，色贡献的标准要求用镜头在胶片上准确记录颜色，用眼睛代替胶片虽不符合规定，但简单易行，精度也用眼睛代替胶片虽不符合规定，但简单易行，精度也足以满足实际需求。足以满足实际需求。镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件镜头的性能缺陷与评价课件140色卡色卡24色卡色卡