变焦镜头是一种在特定设计范围内提供广泛焦距的镜头组件，与焦距固定的定焦镜头相反。一组连续变焦 (CZ) 镜头可以支持焦距的连续变化，从而在从近距到远距的广阔范围内生成聚焦图像，而无需改变相机的空间位置。
SWIR 成像镜头是指将近红外 (NIR) 和短波红外 (SWIR) 波长范围之间的电磁辐射光谱传输并聚焦到相机传感器的光学镜头。SWIR 成像凭借其独特的性能组合，在各种应用中具有优势。在农业和医疗诊断领域，SWIR 镜头可以更详细地分辨颜色，从而揭示裂缝和瑕疵。SWIR 镜头在夜间也能出色工作，并且比可见光更不易受气体散射的影响。SWIR 成像镜头可以帮助检查电子电路板和太阳能电池，以透视封装内部。您可以点击粗体文本阅读有关 SWIR 镜头的更详细介绍。
杭州煦和光电技术有限公司提供现成的和定制的短波红外（SWIR）变焦镜头，工作波长范围为0.9-1.7微米，兼容1280x1024像素高分辨率/高清（HD）传感器。与沙洛姆光电的SWIR变焦镜头相结合，可提供卓越的图像精细度和对比度，非常适合精度至关重要的成像应用，以无与伦比的视觉体验揭示肉眼无法感知的事物。灵活的变焦机制可确保平滑的放大和视图调整，并在整个变焦范围内保持对焦。
煦和光电的SWIR镜头具有出色的成像质量，在900-1700nm的透射范围内进行全光谱像差校正，确保始终如一的图像清晰度。我们的SWIR镜头采用高透射设计，可在各种光照条件下提供卓越的图像质量。凭借高空间分辨率和低畸变，这些镜头可捕捉精确的细节，同时最大限度地减少散射光，而高精度对焦锁定机制可确保稳定的运行。
教程：
本教程和指南旨在帮助您理解一些关于光学镜头和相机镜头的重要术语，包括传感器尺寸和分辨率、景深 (DOF)、焦距、视场 (FOV)、f 值、材料透射率、图像畸变、调制传递函数 (MTF)、球面像差和彗差。
注意：本文重点介绍如何选择镜头组件。您可能想了解更多关于单透镜元件选择的信息，点击此处查看镜头选择指南，了解不同类型的镜头及其适用性，点击此处查看光学基板材料选择指南，了解材料特性。
传感器尺寸和分辨率：传感器尺寸是传感器/探测器的宽度（水平长度）和高度（垂直长度），通常以毫米、英寸或像素为单位。分辨率是指在垂直方向和水平方向上排列的像素数。1280x1024 的探测器在每个水平行中有 1280 个像素，在每个垂直行中有 1024 个像素。每个镜头模块都具有具有特定尺寸和分辨率的兼容传感器。像素数越大，分辨率越高，从而意味着更好的图像质量。对于热成像相机镜头，Shalom EO 以像素为单位指定了兼容探测器的宽度和高度，以及像素间距。像素间距是两个相邻像素单元中心之间的长度，也是一个重要概念。较小的像素间距可实现更高的分辨率，但对于热像仪探测器而言，光敏度或热敏度会降低。高分辨率探测器通常也被称为高清 (HD) 探测器，这两个术语含义相同，都表示传感器框架内像素排列密集，图像精细度高。
景深 (DOF)：景深是指图像中清晰对焦的最近和最远物体之间的距离。景深可以通过提供焦距、拍摄对象距离、可接受的弥散圆（CoC，由于点光源聚焦不完美而产生的模糊点，可接受的弥散圆数值是指可以容忍的模糊点直径）和 f 值来计算。假设焦距为 f，拍摄对象距离为 u，弥散圆等于 c，f 值为 n，则：DOF=2u^2nc/f^2
焦距：焦距是从光学中心到平行于镜头光轴的射线会聚点（即焦点）的距离。还有有效焦距 (EFL)，即从主点到焦点的距离，以及后焦距 (BFL)，即从后镜头顶点到后焦点的距离。焦距较大的镜头允许在较远的距离以较窄的视角捕捉特写图像，而短焦距镜头则非常适合获得扩展的视角。通常，较长的焦距允许在远程范围内扩大视野，但代价是减小了 FOV，这导致一种权衡关系。长焦距设计的镜头通常用于监控等应用，例如远程 MWIR 热像仪镜头，以便对威胁获得更敏捷的警觉。根据焦距，相机镜头可分为三种类型：定焦镜头，也称为固定焦距镜头，只有一个焦距；双 FOV 镜头，有两个可切换的焦距；连续变焦镜头也称为变焦镜头或CZ镜头，其焦距可以在用户设定的范围内连续改变。
视场 (FOV)：视场是指光学仪器对电磁辐射敏感的最大角度。它描述了相机的视觉范围，由焦距和探测器的传感器尺寸决定。在规格书中，FOV 以角度值表示。视场 (FOV) 的计算公式为：
AFOV = 2 x tan-1 (H/2f)
其中，H = 传感器尺寸（水平或垂直尺寸），f = 镜头焦距。
垂直 FOV 和水平 FOV 之间的转换公式为：
垂直 FOV（角度）= 2tan^-1（探测器高度/2f）
由于探测器宽度 = 高度 x 宽高比，因此水平 FOV（角度）= 2tan^-1（高度 x 宽高比/2f）
点击此处查看 FOV 示意图并了解更多信息。
f 值：f 值，有时也称为焦比的光圈值，是焦距与入射光瞳（光圈）直径的比率。f 值表示进入镜头的辐射比例，f 值越大，光圈越小，因此传输的辐射越少。此外，f 值较低的镜头看起来更清晰，因为随着光圈收缩，像平面上的模糊点会变得不那么明显。“镜头速度”一词也指镜头的 f 值。
材料透射率：镜头模块应采用对您感兴趣的波长具有高透射率的材料，这一点很重要。例如，对于中波红外热成像镜头，锗是一种常见的材料，因为它具有 2 至 12 微米的宽光学透射范围。热性能是另一个需要考虑的问题，因为光学材料的折射率会随温度变化而变化，这会导致镜头散焦。因此，对于温度波动的工作环境，消热透镜模块更为合适。对于重量敏感的应用，还应评估材料的重量。
图像畸变：图像畸变是指偏离直线透视，导致图像中的直线弯曲成曲线。视场越大，将球面图像校正为直线透视就越困难。畸变不会影响图像质量，只会影响图像与物体的相似度。畸变与相对孔径无关，但与镜头的视场有关。因此，使用广角镜头时应特别注意畸变的影响。例如，鱼眼镜头的图像畸变往往比较严重。目前也有一些旨在校正畸变的算法，例如 找到棋盘角点、校准相机、初始化去畸变校正地图、重新映射等。
调制传递函数 (MTF)：调制传递函数是一种综合测量方法，用于评估光学镜头在不同空间频率下保持真实物体线对之间对比度的能力，其中物体发出的光的分布被视为具有特定频率的正弦函数。MTF 值越大，相机在图像中保留真实场景细节的能力越强。
球面像差和彗差：球面像差：这些像差是由于光束穿过光学镜头球面时光路的变化造成的。入射到光学镜头上但不平行于光轴的单色光束倾向于聚焦在光学系统数学焦点的前方，而更靠近光轴的近轴光束倾向于聚焦在光学系统数学焦点的后方。球面像差可能发生在具有一个或多个球面的镜头上，包括平凸透镜和球透镜。当点光源发出的光锥在焦平面上形成散焦的彗星状椭圆斑块时，就会出现彗差，也称为彗形像差。当光锥的顶点（点光源）不在光轴上时，就会发生这种现象。点击此处了解更多关于球面像差和彗差的信息。
色差：色差是指镜头无法将所有颜色聚焦到同一点。它是由色散引起的：镜片的折射率随光的波长而变化。轴向色差与成像的焦距有关，导致颜色分离或眩光；而放大色差与成像平面的大小有关，导致屏幕周围颜色交错，形成弥散的彩色条纹，这被称为边缘现象。色差会影响彩色胶片上图像的色彩还原，也会降低黑白胶片上图像的分辨率。校正轴向色差的常用方法是使用消色差双合透镜，而校正放大色差则使用由异常/超低色散光学玻璃制成的透镜。
场曲：场曲，也称为“场曲率”或“Petzval场曲率”，是一个常见的光学问题。它是指垂直于主光轴的物平面无法形成平坦的像场，而是将原本应为平面的像场向内弯曲成弯曲的碗状。场曲的结果是，平面物体在画面的某个部分（或多个部分）显得部分清晰，而不是在整个胶片画面上都显得清晰。所有光学镜头都具有基本的场曲率，它是透镜元件折射率及其表面曲率的函数。最清晰的图像只能在弯曲的焦面上形成，而不是在平坦的焦平面上。
像散：当物点不在光学系统的光轴上，并且其发出的光束与光轴成倾斜角时，即存在像散。像散不同于彗差。它是一种离轴像差，描述无限窄光束的成像缺陷，并且仅与视场有关。子午窄光束的会聚点和弧矢窄光束的会聚点之间的距离在光轴上的投影的大小就是像散值。由于像散的存在，离轴视场的图像质量会显著降低。即使光圈开得很小，也无法同时在子午方向和弧矢方向获得非常清晰的图像。像散的大小只与视角有关，而与光圈大小无关。因此，广角镜头的像散更为明显，拍摄时应尽可能将拍摄对象置于画面中央。