锥光镜头±4°—±80°

锥光镜头

锥光镜头是一种将入射光线角度转换为图像传感器上的位置的镜头。我们提供半角为 4°、45°、60°和 80°的几种常用锥光镜头。与标准 2.3 MP 相机匹配时，每个像素分别代表 0.007°、0.075°、0.1° 或 0.13°的角度。

锥光镜头Cono60°XR 

Cono60°XR 设计用于测试直径小于 1.5 mm的平板显示器 （FPD） 或光源。凭借宽视场 （FOV），Cono60°XR 能够在相机的单帧中捕捉来自光源的 120° 以上光线的角度分布。这允许非常快速地表征被测光源。Cono60°XR 还设计了 405nm 至 780nm 的扩展波长范围，使其适用于许多不同的应用。

锥镜选项

除了相机型号和镜头的半角外，我们还为锥光镜提供了多种选择。我们所有的锥光镜都可以提供适合您需求的光源。透射光源和反射光源均可用。我们还可以提供安装支架，以便轻松地将我们的镜头安装到您的设备上。如果您希望锥光镜成为独立仪器，我们可以提供一个带有手动或电动控制的安装平台，用于相对于镜头的样品定位。

锥光镜头的工作原理

锥光镜镜头由前端镜头和后端镜头组成。前端镜头以任何给定角度获取从源发出的所有光线，并将它们聚焦到中间图像平面上的一个点。后端镜头只需以适当的大小和位置制作中间图像的较小副本，以便图像传感器进行捕获。

锥光镜中的Di一组透镜元件包括一个外光瞳，并将入射光的角度映射到内部像平面上的线性距离上。换句话说，随着光线与镜头光轴之间的角度增加，从光轴到光线与像平面相交点的距离也会增加。将入射角度加倍也会使从轴到交点的距离加倍，这称为图像高度。 

通常，zui大光线角度的图像高度太大，无法容纳经济实惠的图像传感器，这需要减小图像的大小。这就是锥光镜的第二个镜头组的主要功能。第二组可消除Di一组留下的残余图像误差，如果Di一组前面没有物理光圈，则还可以包括镜头的光圈光阑。

前端镜头

以给定角度前进的一组光线也可以称为准直光束。前端镜头可以被认为是傅里叶变换镜头，中间像平面可以被认为是傅里叶平面。也可以将前端镜头（或整个锥光镜头）视为 F-Theta 镜头。

前端镜头设计中的一个主要挑战是它们必须执行精确的角度到位置映射。更具体地说，从光轴到光线以给定角度进入镜头的点的距离必须与该角度线性增加。例如，如果以 10° 进入镜头的光线在距光轴 10 mm 处聚焦，则以 20° 进入的光线必须在距光轴 20 mm 处聚焦。

另一个需要注意的重要事项是，光束在每个角度的中心光线都平行于中间像平面附近的光轴。光束的中心光线称为主光线。当来自所有角度的主光线平行时，我们有一个称为远心度的条件；可以说该镜头是远心镜头。虽然锥光镜不需要远心度，但在将镜头变成散射计时非常有用。

后端镜头

锥光镜头的后端镜头只是将中间图像平面重新成像到相机的 ccd 或 cmos 传感器上。设计这些镜头的挑战在于，减小图像的尺寸以匹配传感器的尺寸以将 f/# 降低相同的系数。例如，如果中间图像的直径为 50 毫米，而图像传感器的直径为 5 毫米，则我们的放大倍率为 0.1 倍。如果中间像平面上的光束为 f/10，则意味着相机上的光束为 f/10 * 0.1 = f/1！如果您曾经为您的相机查看过 f/1 镜头的价格，您就会知道它们很贵。如果图像传感器更大，镜头设计工作会变得更容易，镜头成本也会降低，但图像传感器的价格会随着尺寸的增加而迅速上涨，因此设计师必须仔细权衡图像尺寸与 f/#。这假定中间图像大小是固定的。

为什么中间图像大小是固定的？为什么不直接让前端镜头更小呢？好问题！如果我们简单地缩小前端镜头，中间图像也会缩小。但是样本的大小呢？如果它也缩小了，一切都很好。然而，对于我们的大多数锥光镜镜头，这个瞳孔的直径只有 1-2 毫米，使镜头能够在大约 f/12 下工作。将镜片缩小 2 倍将使样品尺寸缩小到 0.5-1 毫米。这已经变得非常小了！那么为什么不保持样品大小不变呢？样品位于前端镜片的瞳孔处，因此样品的大小就是瞳孔的大小。

前端镜头形成一个非常广角的镜头，它们必须以相当慢的 f/# 才能产生相当清晰的图像。使用原始的 1-2 毫米样品尺寸和原始尺寸的镜头，前端镜头工作在 f/12。在不改变样品尺寸的情况下将镜头尺寸减半会将 f/# 减小到 f/6。这将导致中间图像平面上的图像更模糊（因此角度分辨率较低），更不用说降低后端镜头的 f/#。所以简短的回答是，我们不能减少镜头尺寸，因为大多数客户不想减少样品尺寸。

孔径光阑

关于锥光镜头的zui后一个设计细节是后端镜头的孔径光阑是样品的图像。在上图中，图像一点也不清晰，所以这并不明显。在杂散光抑 制很重要的锥光镜中，或者客户希望能够通过在孔径光阑处放置光圈来调整样品大小，此图像必须清晰。在其他情况下，让图像保持模糊是经济高效的。我们以两种方式设计了锥光镜。