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光學鏡頭行業簡介

一、光學鏡頭是什么意思

光學鏡頭一般稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭，簡稱鏡頭，其功能就是光學成像。光(guang)學鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)是機器視覺系統中(zhong)必不可(ke)少(shao)的(de)部件，直接影響成像(xiang)質量的(de)優劣，影響算法的(de)實現和效果。光(guang)學鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)從(cong)焦(jiao)距(ju)上可(ke)分為短焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)、中(zhong)焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，長焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)；從(cong)視場大小分有廣角(jiao)、標準，遠攝鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)；結(jie)構上分有固(gu)定光(guang)圈(quan)定焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)光(guang)圈(quan)定焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，自動(dong)光(guang)圈(quan)定焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)變焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)、自動(dong)變焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，自動(dong)光(guang)圈(quan)電(dian)動(dong)變焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，電(dian)動(dong)三可(ke)變（光(guang)圈(quan)、焦(jiao)距(ju)、聚焦(jiao)均可(ke)變）鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭上的參數含義

1、焦距（FocalLength）

光學鏡(jing)頭焦(jiao)距的(de)參數(shu)用mm（毫米）來劃分的(de)，常(chang)規(gui)的(de)有(you)6mm，8mm，12mm，16mm，25mm，35mm，50mm，75mm。一般6mm鏡(jing)頭在15m以內(nei)，8mm鏡(jing)頭在20m以內(nei)，視角約50度，12mm在30-40m以內(nei)，約30度，16mm在40-60以內(nei)。

較常見普通相機有(you)8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等(deng)，還有(you)長(chang)達2500mm超長(chang)焦(jiao)望遠鏡(jing)頭。鏡(jing)頭根據(ju)其焦(jiao)距(ju)的長(chang)短，也即(ji)拍攝時的視角，可分為標準鏡(jing)頭、廣(guang)角鏡(jing)頭、和長(chang)焦(jiao)距(ju)鏡(jing)頭等(deng)。根據(ju)焦(jiao)距(ju)能否(fou)調(diao)節分為定焦(jiao)鏡(jing)頭和變焦(jiao)鏡(jing)頭兩大(da)類。

2、光圈（Iris）

光圈用F表示，以鏡頭(tou)焦距f和通光孔徑D的比值來衡(heng)量，每個鏡頭(tou)上都(dou)標有最大(da)(da)F值，例如：8mm/F1.4代表最大(da)(da)孔徑D為5.7mm，F值越(yue)小(xiao)，光圈越(yue)大(da)(da)，F值越(yue)大(da)(da)，光圈越(yue)小(xiao)。最佳光圈一般在(zai)f/4-f/8。

3、景深（Depth of Field，DOF）

景(jing)(jing)(jing)深(shen)是指在(zai)(zai)被攝(she)物(wu)體聚(ju)焦(jiao)清楚(chu)后，在(zai)(zai)物(wu)體前后一(yi)定距離(li)內，其影像仍然清晰(xi)的范圍。景(jing)(jing)(jing)深(shen)隨鏡頭的光圈值、焦(jiao)距、拍攝(she)距離(li)而變(bian)化，光圈越(yue)大(da)，景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)小(xiao)(xiao)（淺(qian)），光圈越(yue)小(xiao)(xiao)，景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)大(da)（深(shen)）。焦(jiao)距越(yue)長，景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)小(xiao)(xiao)，焦(jiao)距越(yue)短，景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)大(da)。距離(li)拍攝(she)物(wu)體越(yue)近時，景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)小(xiao)(xiao)，拍攝(she)距離(li)約遠，景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)大(da)。

4、接口（Mount）

相機與鏡頭的連接方式，常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。其中，c與cs接(jie)口的(de)主要區別在于鏡頭(tou)與攝像(xiang)機(ji)接(jie)觸面至鏡頭(tou)焦平面的(de)距(ju)(ju)離不(bu)同，c型接(jie)口距(ju)(ju)離為17.5mm，cs型接(jie)口距(ju)(ju)離為12.5mm。C型(xing)(xing)鏡頭(tou)與C型(xing)(xing)攝像機，CS型(xing)(xing)鏡頭(tou)與CS型(xing)(xing)攝像機可以(yi)配合使(shi)用，C型(xing)(xing)鏡頭(tou)搭配CS型(xing)(xing)搭配使(shi)用增加一個(ge)5mm的C/CS轉接(jie)環就可以(yi)啦。

5、對應最大CCD尺寸（SensorSize）

鏡頭成(cheng)像直徑可覆(fu)蓋最大CCD芯片(pian)尺寸(cun)（傳感(gan)器尺寸(cun)，一(yi)英寸(cun)=25.4mm），主要有：1/2″（eg：應該是1/2英寸(cun)，靶面高度應該是6.4，具體計算有待查詢(xun)）、2/3″、1″和1″以上。

6、分辨率（Resolution）

分(fen)(fen)辨率代表鏡頭記錄物體(ti)細(xi)節的(de)能(neng)(neng)力(li)，以每毫(hao)米能(neng)(neng)夠分(fen)(fen)辨黑白對線的(de)數量(liang)為計量(liang)單位，“線對/毫(hao)米（lp/mm）”，分(fen)(fen)辨率越高的(de)成像越清晰(xi)。我們常說的(de)顯(xian)示分(fen)(fen)辨率是(shi)屏幕圖像的(de)精密度(du)，指圖形(xing)所能(neng)(neng)顯(xian)示像素有多少。

7、工作距離（Workingdistance，WD）

鏡頭(tou)第(di)一個工作面到(dao)被測物體(ti)距離。

8、視野范圍（Field of View，FOV）

相機實(shi)際(ji)拍攝到(dao)的區域尺寸。

9、光學放大倍數（Magnification，b）

CCD/FOV，即芯(xin)片尺(chi)寸除以(yi)視野范圍。

10、數值孔徑（Numerical Aperture，NA）

數值(zhi)孔(kong)徑(jing)等(deng)于由物(wu)體與(yu)物(wu)鏡(jing)間媒質的(de)(de)折射率n與(yu)物(wu)鏡(jing)孔(kong)徑(jing)角的(de)(de)一半(ban)（a2）的(de)(de)正(zheng)弦值(zhi)的(de)(de)乘(cheng)積，計算公式為N.A=n*sina/2。數值(zhi)孔(kong)徑(jing)與(yu)其它光學(xue)參數有著密(mi)切的(de)(de)關(guan)系，它與(yu)分(fen)辨率成正(zheng)比(bi)，與(yu)放大(da)率成正(zheng)比(bi)。也(ye)就(jiu)是說數值(zhi)孔(kong)徑(jing)，直接決定了鏡(jing)頭(tou)分(fen)辨率，數值(zhi)孔(kong)徑(jing)越大(da)，分(fen)辨率越高，否則反之。

11、后背焦（Flangedistance）

準確來說，后倍焦是相機(ji)(ji)的(de)一個參數，指相機(ji)(ji)接(jie)口平面到芯片(pian)的(de)距離。但在線掃描鏡頭(tou)或(huo)者大(da)面陣相機(ji)(ji)的(de)鏡頭(tou)選(xuan)型時(shi)，后倍焦是一個非(fei)常重(zhong)要的(de)參數，因為它(ta)直接(jie)影響鏡頭(tou)的(de)配置。不同廠家的(de)相機(ji)(ji)，哪(na)怕(pa)接(jie)口一樣也可(ke)能(neng)有不同的(de)后倍焦。

三、光學鏡頭如何選型

選擇光學鏡頭品牌產品時，要注意：

1、C接(jie)(jie)(jie)口(kou)還是(shi)CS接(jie)(jie)(jie)口(kou)，C接(jie)(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)(jie)口(kou)距離是(shi)17.5mm，CS接(jie)(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)(jie)口(kou)距離是(shi)12.5mm，用錯了就不能(neng)合焦。

2、要根據感光(guang)(guang)器件的大(da)小來選(xuan)(xuan)擇鏡頭(tou)，是2/3寸感光(guang)(guang)芯片(pian)的要選(xuan)(xuan)擇對應成(cheng)像(xiang)圈的鏡頭(tou)，如果選(xuan)(xuan)擇了(le)1/3"或1/2“的，會出現很大(da)的暗角。

3、選擇(ze)焦距，即選擇(ze)視(shi)野范(fan)圍比觀測范(fan)圍稍大一點的鏡頭。

4、景深與光(guang)(guang)(guang)環境的(de)配合(he)，光(guang)(guang)(guang)線(xian)充(chong)足，配備光(guang)(guang)(guang)源照(zhao)射的(de)地方(fang)可以選用小光(guang)(guang)(guang)圈，加大(da)景深，提(ti)高拍(pai)攝清晰度。光(guang)(guang)(guang)線(xian)不足的(de)地方(fang)需要(yao)稍大(da)一點的(de)光(guang)(guang)(guang)圈或采用高感(gan)光(guang)(guang)(guang)度的(de)感(gan)光(guang)(guang)(guang)芯片。