攝影機對焦-背後的物理原理
相機對焦是指來自物體的光線精準地匯聚到影像感測器上。掌握這一點,是所有機器視覺系統的基礎。
鏡頭與感測器之間能形成清晰影像的距離,稱為後焦距(Back Focal Length)。
當你調整對焦時,其實是在改變這個距離,使其與你的工作距離(物體與相機的距離)相匹配。
對於 M12(S-Mount)鏡頭,每旋轉一整圈會讓鏡頭移動 0.5 mm(因為螺紋規格為 M12×0.5)。這會讓對焦平面在物體端大約移動 10-50 mm,具體取決於鏡頭的焦距。
C-mount 鏡頭則不同,它們使用內部對焦環來調整,而不是依靠螺紋移動。
常見術語與意義
有效焦距(Effective Focal Length, EFL):
決定你的視野範圍與景深。這也是鏡頭規格中通常會標示的數值(例如「4 mm 鏡頭」)。
機械後焦距(Mechanical Back Focal Length):
從鏡頭後端外殼到感測器的距離。這個數值決定鏡頭在物理上是否能安裝到你的相機上。
法蘭距(Flange Focal Distance):
在 C-mount 系統中,此距離被標準化為從安裝法蘭到感測器為 17.526 mm。
注意事項
光學後焦距(從最後一片光學元件到成像平面)在相機設計中很少使用。
真正決定鏡頭是否能安裝並成功對焦的,是「機械後焦距」。
對於小型應用,可以考慮 The Imaging Source 的 M12 S-Pro 或 S-Ultra 鏡頭;若是使用標準化法蘭焦距系統,則可選擇 C-Pro 或 C-Ultra 的 C-mount 鏡頭。