变焦工业镜头参数电动变焦广角镜头索尼16-35mm F4 G评测|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

电动变焦广角镜头索尼16-35mm F4 G评测

FE PZ 16-35mm F4 G是索尼刚刚发布的一款全画幅广角变焦镜头（型号：SELP1635G），这是索尼第66支E卡口镜头。它不仅拥有优秀的光学素质而且在视频方面进行了优化。6个XD线性马达、电动变焦、内变焦以及353g的重量，都让这枚售价8499元的镜头很有看点。今天我们就来详细了解一下这枚镜头。

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头规格

镜头类型：全画幅E卡口

镜头焦距：16-35mm

光圈范围：f/4.0-f/22

光圈叶片：7叶片光圈

镜头结构：12组13片；包含了2枚高级非球面镜片（AA），1枚非球面镜片，1枚超低色散（Super ED）和1枚低色散（ ED）玻璃镜片，以及目前只在G大师SEL70200GM2才有的1枚低色散（ED）非球面镜片。

最近对焦距离：0.28m-0.24m

最大放大倍率：0.23×

滤镜尺寸：72mm

镜头尺寸：80.5mm×88.1mm

重量：353g

驱动系统：6个XD线性马达

【索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头外观介绍】

这枚镜头轻便小巧，安装在索尼全幅微单上机动性更强。

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头仅重约353克，相比SEL1635Z轻约30%，镜身尺寸约为80.5mm x 88.1mm，滤镜直径约为72mm，单手就可以轻松掌控，安装在索尼全画幅微单上显得小巧精致。镜头的长度在变焦和对焦时均保持不变，因此平衡性和操控性更好，搭配稳定器进行专业视频创作时更加轻松。镜头还具有防尘防潮设计以及氟化物涂层，以保持镜片清洁和户外使用时的可靠性。

FE PZ 16-35mm F4 G保持了索尼镜头一贯的设计语言

从外观上，FE PZ 16-35mm F4 G保持了索尼镜头一贯的设计语言，风格特征非常明显，G标识很显眼。虽然体积轻巧但是功能配置上却非常的丰富：对焦环、变焦环、光圈环、电动变焦杆、对焦保持按钮、AF/MF切换杆、光圈锁定拨杆、光圈标识、无级光圈点按开关等一应俱全，将众多功能安排在这样一枚小巧轻便的镜头上还不显得杂乱，索尼的工业设计水平可见一斑。

从前至后分别是对焦、变焦和光圈环

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头配备了对焦、变焦和光圈三环，这些设计使其具备出色的操控性。在拍摄视频时，对焦环可通过手指轻松控制。对焦、变焦环呈阶梯式设计，因此用户即使在专注于显示屏取景时也可以轻松区分和操控。对焦环、变焦环、光圈环虽然面积不大，但是操作起来非常顺滑，阻尼感和段落感恰到好处。

电动变焦杆

无级光圈开关

在变焦方面，这枚镜头有两种方式，一种是传统的变焦环操作，另一种则是通过操作电动变焦拨杆来实现更平顺的变焦。FE PZ 16-35mm F4 G名称中的PZ就代表着电动变焦。变焦杆面积较大操作起来很顺手，表面的滚花工艺有效避免打滑。这枚镜头配置无级光圈切换拨杆，方便用户在视频创作时更顺滑的调节光圈。

镜头前镜组镀膜

镜头金属卡口和电子触点

莲花型遮光罩

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头的滤镜尺寸为72mm，可以很方便的安装各种光学滤镜。前镜组为非常漂亮的绿色镀膜，镜头卡口为金属材质，保证了镜头的坚固耐用。10个金属触点可以提供快速稳定的数据传输。这枚镜头还配置了一枚莲花型的遮光罩。

【索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头性能测试】

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头采用了12组13片的光学结构，用料上可谓诚意十足，非球面镜片、低色散以及超低色散镜片，可以有效控制色差和非球面像差，在16-35mm焦段范围内以及整个成像区域中，都提供极为优秀的光学素质。其中高级非球面镜片的应用，让这枚镜头在整个变焦范围内均具备出色的近摄性能，16mm端最近对焦距离0.28米，35mm端最近对焦距离0.24米，最大放大倍率0.23倍。

1、分辨率测试

下面我们先来看一下这枚镜头在分辨率方面的表现，与之搭档的是索尼A7M4机身，这款全画幅微单拥有3300万的有效像素。测试时使用光圈优先模式，感光度设定为ISO 100，关闭防抖功能并使用RAW+JPEG格式记录，光圈逐级变化，最后100%放大并截取画面中心和边缘的画面进行对比。

通过上面的对比图表我们可以看到，FE PZ 16-35mm F4 G镜头在16mm焦段F4光圈全开的情况下，中心和边缘的画质表现都是非常优秀的，锐度高、对比度和细节表现到位。光圈收缩至F8时画质表现最好。进一步缩小光圈至F16这一档，画质开始下降但依然表现出色。在F22最小光圈情况下，画面中心位置依然有着不错的锐度表现。

35mm端的画质表现和广角端基本一致，在F4光圈全开的情况下无论是中央还是边缘位置在细节、锐度和对比度上的表现都很好。F8光圈依然是画质最优，即使缩小至F22光圈，中央位置依然有着不错的画质表现，边缘画质也是可以接受的。

2、暗角测试

下面我们再来看一下索尼FE PZ 16-35mm F4 G这枚镜头在暗角方面的表现，对于一枚超广角变焦镜头，暗角情况还是对整体画面有一定影响的。不过暗角情况在后期也可以很轻松的处理掉，用户不用过于担心。

通过上面的对比图我们可以看到，在16mm广角端F4光圈情况下有着明显的暗角，缩小一档光圈至F5.6时暗角情况就已经非常轻微了，至F8光圈时暗角消失。而在35mm焦段时，即使是光圈全开也没有出现明显的暗角。

3、畸变测试

同样对于一枚超广角镜头而言，畸变也是无法避免的。但和暗角情况类似，畸变也可以通过后期很方便的进行调整。而且索尼全画幅微单还有机内畸变矫正功能，开启后畸变情况就可以得到很好的控制。

无论是16mm还是35mm，这枚镜头都只有轻微的枕形畸变，作为一枚超广角镜头而言，这样的畸变控制是非常优秀的。而在实际拍摄中，这样的畸变基本上不用太在意，并不会对成像有什么大的影响。

4、抗眩光和色散测试

作为一枚拍摄大场景的超广角镜头，在拍摄时逆光拍摄是难以避免的，因此镜头的抗眩光和鬼影性能尤为重要。下面我们来看一下这枚镜头在这方面的表现吧。

16mm F4抗眩光表现

16mm F16抗眩光表现

35mm F4抗眩光表现

35mm F16抗眩光表现

索尼FE PZ 16-35mm F4 G这枚镜头有着极为优秀的抗眩光和鬼影性能，在16mm和35mm焦段上，分别是用F4和F16光圈进行拍摄，都没有出现鬼影和眩光情况。而在F16光圈下，星芒效果非常明显且漂亮，可以在拍摄风景照片时提供更好的效果。

将画面高亮区域放大，也没有出现色彩情况

因为这枚镜头的最大光圈是F4，因此即使是光圈全开时拍摄，画面高亮部分的边缘也没有任何的紫、绿边出现，镜头的色散控制优秀。

5、呼吸效应与焦点偏移测试

作为一枚配置了电动变焦功能，具备视频拍摄属性的镜头，索尼FE PZ 16-35mm F4 G还有两个参数指标值得重点关注，那就是呼吸效应和焦点偏移。这两个指标对于日常视频拍摄来说是非常重要的。我们用这枚镜头搭配索尼A7M4拍摄了视频，为了大家更好的查看，将视频片段转换成了GIF动图。

呼吸效应测试

通过实际拍摄，我们发现这枚镜头的呼吸效应非常轻微，在视频拍摄时可以提供更为顺畅的对焦体验。我们测试使用的A7M4还具备呼吸效应补偿功能，如果将这个功能打开，呼吸效应会更加轻微。

焦点偏移测试

我们先将镜头的焦点固定，在拍摄视频时进行变焦操作，看一下焦点在变焦过程中是否发生了改变。从实际的拍摄效果来看，索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头的焦点始终都在画面中间的招财猫上并没有发现焦点偏移。另外在镜头的变焦过程非常的顺滑，这得益于4个用于变焦的XD线性马达。

【索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头实拍样片展示】

下面我们再来看一下使用索尼A7M4机身搭配索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头的实拍照片吧。所有照片均经过简单后期，仅微调了曝光和色彩饱和度。

焦距:30mm 光圈:f/16 感光度:ISO100 曝光时间:15s 白平衡:自动

焦距:35mm 光圈:f/9 感光度:ISO100 曝光时间:1/20s 白平衡:自动

焦距:22mm 光圈:f/4 感光度:ISO1600 曝光时间:1/15s 白平衡:自动

焦距:35mm 光圈:f/8 感光度:ISO100 曝光时间:1/125s 白平衡:自动

焦距:16.5mm 光圈:f/9 感光度:ISO100 曝光时间:1/1000s 白平衡:自动

焦距:16mm 光圈:f/14 感光度:ISO100 曝光时间:15s 白平衡:自动

焦距:26.5mm 光圈:f/16 感光度:ISO100 曝光时间:30s 白平衡:自动

焦距:16mm 光圈:f/9 感光度:ISO100 曝光时间:30s 白平衡:自动

在实际拍摄中，索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头的广视角带来了强烈的视觉冲击力，在色彩和细节上的表现也非常优秀，只需简单后期就可以获得出色的效果。用它来拍摄一些大场景的题材得心应手，而轻便小巧的体积也让创作时负担更小。

【索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头评测总结】

索尼FE PZ 16-35mm F4 G镜头

索尼FE PZ 16-35mm F4 G是一枚令人印象深刻的镜头。首先，它拥有优秀的光学素质，在分辨率、色彩、暗角、抗眩光方面的表现都非常优秀。16-35mm的焦段对于大场景的表现非常给力，可以带来了具有视觉冲击力的画面。其次，在这样一枚小巧轻便的镜头上，集合了各种操作环和拨杆，满足了用户各方面的操作需求，且布局合理不显凌乱，操控性做得很不错。最后，这是一枚在静态照片拍摄和动态视频录制方面，均有出色性能的全能型产品，满足了我们多方面的拍摄需求。8499元的价格对于这样一枚拥有出色性能的镜头而言也是比较合理的。

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工业镜头的参数与选型

一、镜头主要参数

1.焦距（Focal Length）

焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。焦距的大小决定着视角的大小，焦距数值小，视角大，所观察的范围也大；焦距数值大，视角小，观察范围小。根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。

2.光圈(Iris)

用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值，例如 8mm /F1.4代表最大孔径为 5.7毫米。F值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小。

3.对应最大CCD尺寸(Sensor Size)

镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。主要有：1/2″、2/3″、1″和1″以上。

4.接口(Mount)

镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

5.景深(Depth of Field,DOF)

景深是指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小；

焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深越小；距离拍摄体越远时，景深越大。

6.分辨率(Resolution)

分辨率代表镜头记录物体细节的能力，以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米”（lp/mm）。分辨率越高的镜头成像越清晰。

7、工作距离(Workingdistance,WD)

镜头第一个工作面到被测物体的距离。

8、视野范围(Field of View,FOV)

相机实际拍到区域的尺寸。

9、光学放大倍数(Magnification,ß)

CCD/FOV，即芯片尺寸除以视野范围。

10、数值孔径(NumericalAperture,NA)

数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（a\2）的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n*sin a/2。数值孔径与其它光学参数有着密切的关系，它与分辨率成正比，与放大率成正比。也就是说数值孔径，直接决定了镜头分辨率，数值孔径越大，分辨率越高，否则反之。

11、后背焦(Flange distance)

准确来说，后倍焦是相机的一个参数，指相机接口平面到芯片的距离。但在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时，后倍焦是一个非常重要的参数，因为它直接影响镜头的配置。不同厂家的相机，哪怕接口一样也可能有不同的后倍焦。

二、镜头的选型

1.选择镜头接口和最大CCD尺寸

镜头接口只要可跟相机接口匹配安装或可通过外加转换口匹配安装就可以了；镜头可支持的最大CCD尺寸应大于等于选配相机CCD芯片尺寸。

2.选择镜头焦距

如图所示，在已知相机CCD尺寸、工作距离（WD）和视野（FOV）的情况下，可以计算出所需镜头的焦距（f）。

3.选择镜头光圈

镜头的光圈大小决定图像的亮度，在拍摄高速运动物体、曝光时间很短的应用中，应该选用大光圈镜头，以提高图像亮度。

4.选择远心镜头

远心镜头是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化。远心镜头与传统镜头对比，如图：

远心镜头又分为物方远心和双侧远心两种，如图：

机器视觉的镜头选择创造不同

机器视觉为工业控制系统增加了新的维度，它可以提供装配线上零件的尺寸、位置和方向。而合适的镜头选择对于机器视觉能否发挥应有的作用是非常重要的。

机器视觉在控制工业流程当中的作用越来越重要了，尤其是在机器人引导、目标识别和质量保证等领域。当前优秀的视觉系统已经超出了那些基本功能（例如辨别零件和确定方向）的范畴，还可以提供后续功能的信息，比如将物体从一个位置移至另一个。

对于装配线和大量检测操作中使用的机器人系统，比如汽车生产和检测线，传送带通常是参考。这里，机器人执行两项任务：识别和传送。

在绝大多数机器视觉应用里，光学控制都是非常重要的。机器人视觉系统同样要求极高的可重复性，因此减少抖动提供清晰图像是必要的。

在类似药品工厂这样的大规模单位检测线上，视觉系统必须能够辨识缺陷包、不可读标签和产品缺失。视觉系统必须能够以极高的准确度快速识别和测量方形、圆形和椭圆形物体。提高机器视觉系统的精确度，可以帮助保持统一的包装表面和颜色。对于食品检测系统，产品的尺寸、颜色、密度和形状都需要依靠多元检测才确定。多元机器视觉系统既可以是彩色相机也可以是黑白相机，通常使用结构照明方法建立产品外表和内在结构。

尽管照相机、分析软件和照明对于机器视觉系统都是十分重要的，可能最关键的元件还是成像镜头。系统若想完全发挥其功能，镜头必须要能够满足要求才行。当为控制系统选择镜头的时候，机器视觉集成商应该考虑四个主要因素：

1.可以检测物体类别和特性；

2.景深或者焦距；

3.加载和检测距离；

4.运行环境。

分析这四个因素，可以针对具体应用确定合适的镜头选择。

主要放大率是指传感器上图像尺寸对于实际物体大小的比例。

物体特性

在为机器视觉系统选择镜头之前，系统集成商必须确定物体和分析环境。这个可视区域叫做无遮挡视场（FOV），它可以使用竖直和水平两个角度进行测量。通常，竖直方向和水平方向尺寸的比例是4：3，这个比例取决于照相机传感器工作区域的尺寸。传感器的大小对于确定无遮挡视场所需要的主要放大率（PMAG）是非常重要的。PMAG是由传感器尺寸与FOV相比得到，是镜头的工作成效。当确定镜头是否合适的时候，这一点需要考虑。

镜头放大率对于不同尺寸芯片照相机匹配镜头相当重要，然而，不要把镜头放大率和显微镜放大率搞混了，后者是由光管长度和实际物镜焦距决定的。而镜头放大率主要考虑的是照相机传感器的尺寸。

系统放大率（SMAG）是监视器尺寸与传感器尺寸的比例与PMAG的乘积结果。它是从物体到监视器图像的总体放大率，也就是整个系统的“工作”结果。考虑物体的屏幕尺寸时，系统放大率是有用的。

物体的特性也很重要。镜头对于物体特征的解析能力依赖于特征的对比是否强烈。确定系统解析度、或者物体最小更解析特征的方法，可以使用诸如伦奇刻线法这样的解像力方法。这些刻线法以线耦（等宽度的一条黑线和一条白线）来决定特征。其他的解像力方法还可以用圆圈和点状网格。

镜头在指定光线条件下辨识特定宽度的线耦或者点距的能力，决定了它的解析度。解析度通常被模块转换功能（MTF）以图像的方式显示出来。图形显示了指定线耦频率下可行的相对对比度。扭曲、色差和其他波前畸变都会影响曲线的斜率，使曲线偏离理想状态或者衍射极限的光学表现。镜头方案有时候会以每毫米线耦数量（lp/mm）为单位列出物体解析度，再将这个值除以1000就可以预测出镜头每微米的物体解析度。

在进行表面剖析的时候，通常不只使用一台照相机和镜头，而了解镜头的内在偏差（aberration）量也是有价值的。偏差是指镜头里的光学误差，可以引起同一张图片里不同点的图像质量差异。剖析通常包括激光线和其他图像里的光线，这样可以确保测量的准确性。一些软件程序可以消除诸如镜头引起的扭曲之类的误差，所以在最终图像里只有剖析数据是明显的。

大型格式和区域扫描照相机镜头是控制应用优秀的解决方案，因为它具有高解析度、低扭曲和有限色差。大范围FOV和兼容性，以及大型格式传感器，使这些镜头在Web、LCD、食品和饮料行业的应用具有很高的价值。

镜头是机器视觉系统性能的主要决定因素。

距离约束

自动化机器视觉系统和装配线所需的空间差异很大，可以只有几米，也可能需要一整座厂房。所谓的工作距离，是指当图像在焦距范围内的时候，物体和照相机镜头前端的距离。它限制了视觉系统以及和视觉系统一起工作的设备所需要的空间。有一些应用，比如通过真空炉端口观察，工作距离非常灵活，近焦镜头和长工作距离视频显微镜头都可以使用。其他的应用，比如强电微观检测，工作距离就只有几个英寸。

在极限范围内，通过镜头重新对焦，可以改变工作距离。无限共轭镜头的对焦距离可以从最小工作距离一直到无限远，有限共轭镜头则有一个特定工作距离范围。

存放和加载限制，包括用于艰苦环境的保护外壳，必须具有足够的柔性，可以根据工作距离进行调整。比如在很多安装场合，感兴趣的产品区域和产品线可能在检测过程中发生变化，这就要求视觉系统和视觉元件可以根据若干种传感条件进行调整。很多照相机镜头需要平稳加载，但是当物体空间（物体和镜头之间的距离）受到限制，改变像空间（image space，镜头与图像之间的距离），就可以改变工作距离。

像空间可以使用两种方式进行改变：通过缩放功能或者隔离。缩放镜头可以调整照相机系统的视场，而不需要改变工作距离。一些缩放系统的元件可以定制组成特殊型号的系统。度量衡和显微应用需要以微米为单位进行放大，这些镜头系统可以同显微镜下的物体对应。缩放镜头保持着高解析度，但是成本高昂。另外一种方案，镜头隔离器十分经济，并且可以缩短工作距离、减小镜头的可视范围。然而不幸的是，这会带来扭曲同时降低解析度。因此，除非空间调整是在5mm之内或者镜头的设计就带有隔离器，否则隔离器不是一个推荐的方案。

这样解析度和对比度都会受到不好的影响。出于这个原因，DOF同指定的解析度和对比度相配合。当景深一定的情况下，DOF可以通过缩小镜头孔径（也就是增加F/#值）来变大，同时也需要光线增强。

镜头的DOF范围取决于有效焦距、可接受的模糊直径。有一些镜头被设计成超焦或者可超焦的，这就意味着焦内的远点可以拓展到无限远。这种技术通常应用在定焦镜头上，景深效果很深，但是却可以通过虹膜的帮助进行调整。

不要把远心镜头和大景深镜头弄混了。远心镜头可以使机器视觉系统控制放大率、消除潜在误差，所以同尺寸的物体在照片上高度都是一致的，无论它距离照相机有多远。这种镜头一个实际应用的例子是分析计算机电路板。远心镜头通常有一个工作距离范围，在每一个工作距离点形成有限的景深。集成商在为一个项目选择远心镜头的时候，既需要考虑工作距离范围，还需要考虑景深效果。

在很多情况下，比如说管道检测，可以使用变焦镜头获得较大的景深。变焦镜头和缩放镜头很类似，应用在需要经常变换焦距的场合。这些镜头经常是马达驱动的，可以保证在对焦平面上平滑移动。使用这样的镜头，整个管道、每一个环节都可以扫描到，通过调整焦距来发现每个缺陷。然而，同缩放镜头不通，变焦镜头的工作距离也可以变化，可以根据需要进行重新定位。

USAF目标法展示了不同的宽度的伦奇刻线，可以衡量镜头的性能。

独立平台可以减少振动

环境的重要性

机器视觉系统的环境因素包括物体反射系数、光线、温度、振动和污染物。物体的反射会导致高光，还可能使特征模糊。镜头外壳和遮光罩中的障板可以降低光散引起的高光现象。障板为不透明的圆片，为镜头的中心孔径特别设计，可以限制到达传感器的光线。极化或者散射光源同样也可以避免物体反射出现的热点。

光，尤其是单色光，可以使物体的对比度提高，使镜头图像的质量最大化。在使用黑白照相机的时候，对比度是非常重要的，可以通过加减过程产生。在加法过程中，单色光源和照相机镜头滤镜同分析物体所在的媒介颜色相匹配，物体周围的区域可以反射并且传输光线，所以显得比物体更加明亮。这项技术在凝胶和彩色液体用作背光式触摸屏或者微粒检测的应用很有价值。

相反，在减法系统中，滤镜屏蔽了物体周边的反射光，这使得物体看起来比周边明亮。像药丸检测这样的应用，物体的颜色可能是它仅有的特征，这时候就要使用滤镜。

高温环境下，可能因为镜头里光学元件的热膨胀出现问题。并不是所有的镜头都可以适应温度变化，在检测热物体时，最好使用工作距离比较长的镜头。

另外一个要考虑的因素是振动。通常需要将镜头装载到和照相机隔离的平台和桌面上，来减少振动。重型的照相机镜头总是带有卡具，如果镜头不能直接装在案板或者类似的隔离桌面上，那么就把装载镜头的物体放在独立平台上吧。固定在独立平台上的机械手就经常用来装载照相机和镜头。

工业换件下的污染物会腐蚀镜头表面。极端环境光学（HEO）产品进行了专门设计，即便是长期暴露在严酷环境下，也可以提供高质量的图像。因为它的光学元件是严格密封的，HEO产品可以在水下使用，能够抗腐蚀、防尘，并且不受机械影响。

照相机镜头对于机器视觉系统有着深远的影响。为了实际应用选择合适的镜头，机器视觉集成商必须对物体的尺寸、特征和反射率都要进行分析。他/她还必须要估计工作距离范围以及物体厚度所需要的景深。当改变物体和图像间隔的时候，集成商可以使用更加灵活的系统，也可以降低性能。所有的环境都是在不断变化的，还要符合一定的要求，所以选择一款合适的镜头非常重要。