1. CCD的尺寸

　　其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积越大，也即CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。

　　在数码相机性能规格表中用英寸表示并不是CCD的真实尺寸，但可以使用一个简单而实用的方法求得CCD的真实尺寸。镜头的真实焦距与相当(等效)焦距在数码相机或使用说明书上一般都会列出，而相当于35mm照相机的焦距与真实焦距之比，即为35mm照相机的画幅对角线尺寸与CCD的实际对角线长度比，由此可以方便计算出CCD的真实尺寸。

　　2. MTF值与镜头成像质量

　　MTF(光学传递函数)是全面评价摄影镜头的最佳方法, 是镜头传递调制度的能力，或者说是镜头“记录、还原调制度的能力”。镜头的 MTF 值，可以反映镜头除了畸变以外的所有像差，而且与实际成像结果非常吻合。一般来说反差高的镜头，其对同一景物所成影像的对比度也高。因而影像的调制度也高，即镜头的 MTF 值高。镜头的成像品质是影友们最为关心，也是争论最多的话题，虽然各种针对镜头成像素质的测试方法层出不穷，但由于测试条件千差万别，因此这些方法都不能非常准确地反应镜头的真实品质。与媒体拍摄分辨率标板的测试方法相比，MTF 成像曲线图是由镜头的生产厂家在极为客观严谨的测试环境下测得并对外公布的，是镜头成像品质最权威、最客观的技术参考依据。下面就来介绍MTF 曲线的技术原理和解读方法.

　　测量反差与分辨率

　　众所周知，对数码照片成像素质影响最大的是镜头的分辨率和反差。分辨率的单位是线对/ 毫米(lp/mm)，相邻的黑白两条线可以称为一个线对，每毫米能够分辨出的线对数就是分辨率。如何测试镜头的分辨率和反差呢?厂商利用拍摄正弦光栅(测试标板中的黑白相间的栅格)的方法进行测试，亮度按正弦变化的周期图形叫做“正弦光栅”。而正弦光栅的疏密程度被称为“空间频率”(Spatial Frequency)，空间频率的单位用lp/mm 表示。lp/mm 标识单位长度( 每毫米) 的亮度按照正弦变化的图形的周期数。

　　反差与正弦光栅分辨率

　　我们再回过头来看反差。

　　反差 =( 照度的最大值-照度的最小值) /( 照度的最大值 + 照度的最小值)。

　　所以，反差的数值总是小于等于1 的。这里我们引入调制度M 的概念：

　　M=(Imax - Imin)/(Imax + Imin)

　　调制度M 总是介于0 和1 之间，调制度越大，反差越大。在对镜头的反差和分辨率进行测试时，我们将正弦光栅置于镜头前方，测量镜头成像处的调制度。这时由于镜头像差的影响，会出现以下情况。当空间频率很低时，测量出的调制度M 几乎等于正弦光栅的调制度;当所拍摄的正弦光栅空间频率提高时，镜头成像的调制度逐渐下降。镜头成像的调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。对于原来调制度为M 的正弦光栅，如果经过镜头到达像平面的像的调制度为M ’ ，则MTF函数值为：

　　MTF 值= M ’ / M

　　由此可见，MTF 值必定大于0，小于1。MTF 值越接近1，说明镜头的性能越优异。

　　MTF 值不但可以反映镜头的反差，也可以反映镜头的分辨率。由于MTF 值是厂商在严谨的测试环境下测得的，排除了成像介质(胶片或感光元件)的影响，因此较为客观。当空间频率很低时，MTF 趋于1，这时的MTF 值可以反映镜头的反差。当空间频率提高，也就是正弦光栅的密度提高时，MTF 值逐渐下降，这时的MTF 曲线可以反映镜头的分辨率。由于人眼的分辨能力有限，我们一般取MTF 值为0.03时的空间频率作为镜头的目视分辨率极限。空间频率高于这个值时，镜头成像素质的变化人眼难以察觉，也就不存在测量的意义了。

　　镜头质量

　　MTF 曲线图示例

　　以上图为例，针对A、B、C 三条MTF 曲线进行以下分析：

　　曲线A 所代表的镜头在低频段反差适中，但随着空间频率的提高，它的衰减过程很慢，说明其素质还是不错的。

　　曲线B 所代表的镜头在低频表现很好，说明镜头的反差很好，但随着空间频率的提高，它的曲线衰减很快，说明镜头的分辨率不算很好。

　　曲线C 所代表的镜头在低频时就很快衰减，综合素质较低。

　　和上面的曲线不同，厂商绘制MTF 曲线时都是固定空间频率和光圈。

　　其中固定空间频率低频(10 线对/mm)曲线代表镜头反差特性，这条曲线越高，镜头反差越大。而固定高频(30 线对/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高。虽然纵坐标还是MTF 值，但横坐标改为了像场中心到测量点的距离。镜头是以光轴为中心的对称结构，中心向各方向的成像素质变化规律是相同的。由于像差等因素的影响，像场中某点与像场中心的距离越远，其MTF 值一般呈下降的趋势。因此以像场中心到像场边缘的距离为横坐标，可以反映镜头边缘的成像素质。

　　另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF 值是不同的。将平行于直径的线条产生的MTF 曲线称为弧矢曲线，标为MTFS (Sagittal)，而将平行于切线的线条产生的MTF 曲线称为子午曲线，标为MTFT。如此一来，厂商所测得的MTF 曲线一般有两条，即S 曲线和T 曲线。

　　3.法兰距离，后焦距，机械后焦距

　　后法兰距是指从镜头接口处到摄像机传感器之间的距离。后焦距是指从镜头最后一片镜片中心点到摄像机传感器之间的距离。机械后焦距是指镜头接口最前端到摄像机传感器之间的距离CS接口的镜头后法兰距为12.5mm，C接口的后法兰距为17.5mm。 CS接口的镜头只能匹配CS接口的摄像机，但是C接口的镜头除了可以匹配C接口的镜头外还可通过加一个5mm的C转CS接圈来匹配CS接口的摄像机

　4.镜头结构： ^6%6~=D%t

　　6xh/M+JT_$ a、单片或双胶合透镜构成的简易镜头 aWq(vw{

　　Mx*|D!Xz 　　这种简易型镜头由于只采用单片或双胶合透镜构成，因此其象差不可能完善校正，孔径也很小，只能在强光下使用。但由于此类镜头价格特别低廉，特别是近年来已普遍使用光学塑料(pmma)替代光学玻璃，使其制造成本更为降低。因此，目前市场上的玩具相机、一次性相机大多使用这种简易镜头。 PQ HHOXB

　　fW1T b、三片三组柯克[cooke]型镜头 3g[2O,-

　　?kHOgrpr　　早期由三片分离透镜组成的柯克型镜头，其光圈位于透镜之间，这种光学结构型式是镜头象差能得以初步校正的最简单结构，象质基本上满足一般普及型相机的要求(镜头等级为2～3级)，且价格比较低。近几年来为了适应自动、袖珍照相机的发展，把通常三片型柯克镜头的光圈由镜头中间移至镜后，使透镜之间密接紧靠。由于光圈后移造成的光焦度失对称，使系统存在有较大的轴外球差，不得而已只能采取拦光的办法来保证象差，因此相对来说边缘照度较低，在设计及使用时都需要统筹兼顾。 GQ2M <

　　`nS5xep 　　为进一步降低成本，目前市场上的水货低档照相机大多用光学塑料透镜替代柯克型三片物镜中的某一片(大多为中间一片)，此时其相对孔径只能做到1/4.5左右。 f&2?PTd

　　yn;bg3% c、天塞[tessar]型三组四片照相镜头 3c wt-V[

　　r0 y{Oo $ 　　由柯克型发展起来的天塞型镜头见图1-2-18，它1902年起源于德国的蔡司光学工厂，最早是由著名光学专家鲁道夫(rudolof)设计的。它用双胶合透镜组代替了柯克型镜头的第三片，所以镜头的相对孔径可以大大提高，在中等视场50°～60°情况下其相对孔径可做到1/3.5～1/2.8。它是目前国内中档或普及型照相机应用得最广的镜头结构形式。光圈位于第二、第三组之间，构成非对称结构型的正光焦度摄影物镜。 U(%cP#{z

　　3 E#U5N　　引入的胶合透镜组使物镜的象散和轴外均得到了充分改善，因此特别适合于风景摄影。 p)o*,8D{$9

　　vrM5aYH<|d、双高斯物镜及其演变形式 V]"XZU

　　A[ S%m!jX>　　双高斯物镜是在具有较大视场(大约40°左右)的物镜中，相对孔径最先达到f/2的一种物镜。最初的设计如图1-2-19所示。加入的两个胶合面，使其有可能更好地消除象差。胶合面两边玻璃的色散尽管不同，但折射率近似相等，因此胶合面的加入对单色象差影响不大。基本对称的结构有利于彗差、畸变、倍率色差等垂轴象差的校正，光圈两侧各有一个强凹透镜，有利于球差和象散的校正。 | T>M

　　o}H[sH 　　双高斯物镜的复杂化型式，主要是为了增加镜头的相对孔径或者是为了改善镜头的成象质量。最常见的方法是把前面或者后面的正透镜用两个单正透镜来代替，如图1-2-19(a)所示。它可以使轴外的视场高级球差和轴上的孔径高级球差同时减小，可以在较大的视场情况下获得较高的成象质量。 　　双高斯物镜的另一类复杂化形式是把前、后厚透镜中的胶合面，用分离曲面代替;或者同时把前面或后面的正透镜分成两个。