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鏡頭光學基礎 第一章：基礎光學名詞 在這個課程中，所要講的題目是“鏡頭檢測之光學基礎”。主要內容是有關鏡頭檢測所必須具備的 光學基礎概念。我們將分兩個主題進行說明，第一個主題是“基礎光學名詞”的解釋，第二個主題 則是“像差”觀念的介紹。 首先我們要進行的是“基礎光學名詞”的解釋，內容則包含：光軸/近光軸、六個基本點、焦距、 F-Number、光瞳與視場。 六個基本點與焦距是光學基礎中最基本的認知。讓我們來瞭解一下。六個基本點(在英文的名詞 為 6 cardinal points)，它們是指：前焦點、後焦點、前主點、後主點、前節點和後節點；焦距 則可分為前焦距、後焦距 、前有效焦距和後有效焦距。 右邊的圖示是代表六個基本點與焦距的相關圖示。在談論光學規格時，我們經常會用到這些名 詞，點選它們看圖解，在後面的課程中我們會一一來做介紹。 1 2 3 1-1光軸 /近光軸 何謂光軸？光軸的英文名詞是Optical Axis，對於單一透鏡而言，由前後兩個面的曲率中心所定 出的一條線，就稱為光軸。如果鏡片不止一片，也是以此類推，取所有面的曲率中心衍生出的直 線，就是光軸。 4 近光軸的英文名詞為Paraxial Axis，也稱為順光軸，指的是極靠近光軸且沿著光軸之區域。如圖 所示，紅線為光軸，綠色區域就是近光軸。 1-2前/後焦點 vs.前/後焦距 我們先來看前焦點。如圖所示，紅色的平行光線沿著光軸從鏡片後方進來，通過透鏡，光線會聚 焦到透鏡前方的點，這個光點我們就稱之為前焦點，我們以小f1表示。而前焦距Front Focal Lengrh指的就是：在光軸上，從前焦點到鏡片前頂點位置A的距離，英文縮寫為 FFL。 後焦距指的是平行光線沿著光軸從透鏡前方平行射入，匯聚到鏡頭後方的點，這個光點就稱為後 焦點，以小f2表示。在光軸上，從後焦點到到透鏡後方的最頂點位置B，我們稱之為後焦距， 英文名稱是 Back Focal Lengrh，英文縮寫則以BFL表示。 1-3前/後主點 vs.前/後有效焦距 vs.主平面/主面 5 介紹了前焦點、後焦點與前焦距、後焦距之後，我們要介紹主點與有效焦距。什麼叫做主點呢？ 在圖中，平行光線沿著光軸由透鏡後方入射，經過透鏡折射並通過鏡片後，光線再由鏡片射出。 我們將這平行入射光線做一延長線；而從鏡頭出射的光線 ，我們同樣的也對此出射光線做一延長 線，兩個延長線的交會之處我們就稱為主點。由各個主點所構成的面就是我們說的主面，英文稱 為“ principal surface”。主面實際上會有一點彎曲，而非平面。在極為靠近光軸上的主點，我們 可看成是位於光軸上的主點，此光軸上的主點就是第一主點。由光軸上之主點，在垂直於光軸的 方向上畫一平面，此平面稱為第一主平面。 同樣的，如果平行光是從透鏡前方入射，通過鏡片之後，聚焦到後焦點的位置，我們將這個平行 入射光和鏡頭出射光各做一條延長線，兩延長線的交會點就是主點 ，在光軸上的主點我們稱為第 二主點。由第一主點到前焦點之距離我們稱為前有效焦距。由第二主點到後焦點的距離就是後有 效焦距。 何謂有效焦距?有效焦距指的就是主點到焦點之間的距離。一般而言，如果透鏡是放置在空氣 中，那麼，前後的有效焦距是一樣的；如果透鏡一半置放在空氣，一半浸在水中，那麼前後的有 6 效焦距就會不一樣。在一般規格書上，所謂的焦距若沒有特別指明，那麼它指的就是有效焦距， 不是前焦距，也不是後焦距，這是我們所必須特