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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。光學(xue)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)是(shi)機器視(shi)覺系統中必(bi)不可(ke)少的(de)部件，直接影響成像質量的(de)優劣，影響算法的(de)實(shi)現和效(xiao)果。光學(xue)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)從焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距上可(ke)分(fen)(fen)為短焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)、中焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，長焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)；從視(shi)場大小分(fen)(fen)有(you)廣角、標準，遠攝(she)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)；結構上分(fen)(fen)有(you)固(gu)定(ding)光圈(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，手動(dong)(dong)(dong)光圈(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，自動(dong)(dong)(dong)光圈(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，手動(dong)(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)、自動(dong)(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，自動(dong)(dong)(dong)光圈(quan)電動(dong)(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，電動(dong)(dong)(dong)三(san)可(ke)變(bian)（光圈(quan)、焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距、聚焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)均可(ke)變(bian)）鏡(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)(jing)頭(tou)焦距的參數用mm（毫米）來劃分(fen)的，常(chang)規的有6mm，8mm，12mm，16mm，25mm，35mm，50mm，75mm。一般6mm鏡(jing)(jing)頭(tou)在15m以(yi)(yi)內，8mm鏡(jing)(jing)頭(tou)在20m以(yi)(yi)內，視(shi)角(jiao)約(yue)(yue)50度，12mm在30-40m以(yi)(yi)內，約(yue)(yue)30度，16mm在40-60以(yi)(yi)內。

較常見普通相機(ji)有8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等(deng)，還有長達2500mm超(chao)長焦望遠鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)根(gen)據(ju)其(qi)焦距的長短，也即(ji)拍攝(she)時的視(shi)角，可分(fen)為標準鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)、廣角鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)、和長焦距鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)等(deng)。根(gen)據(ju)焦距能否(fou)調節分(fen)為定(ding)焦鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)和變焦鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)兩大類。

2、光圈（Iris）

光(guang)圈用F表示，以鏡(jing)頭(tou)焦(jiao)距f和通光(guang)孔徑D的(de)比(bi)值(zhi)來衡量，每個鏡(jing)頭(tou)上都標有最大(da)(da)(da)F值(zhi)，例如(ru)：8mm/F1.4代表最大(da)(da)(da)孔徑D為(wei)5.7mm，F值(zhi)越(yue)小，光(guang)圈越(yue)大(da)(da)(da)，F值(zhi)越(yue)大(da)(da)(da)，光(guang)圈越(yue)小。最佳光(guang)圈一般在f/4-f/8。

3、景深（Depth of Field，DOF）

景(jing)(jing)深(shen)是(shi)指在(zai)被攝物體聚(ju)焦清(qing)楚后，在(zai)物體前后一定距(ju)(ju)(ju)離(li)內，其影像(xiang)仍然清(qing)晰的范圍。景(jing)(jing)深(shen)隨鏡頭的光圈(quan)(quan)值、焦距(ju)(ju)(ju)、拍攝距(ju)(ju)(ju)離(li)而變化，光圈(quan)(quan)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)（淺），光圈(quan)(quan)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)（深(shen)）。焦距(ju)(ju)(ju)越(yue)(yue)(yue)長，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)，焦距(ju)(ju)(ju)越(yue)(yue)(yue)短，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)。距(ju)(ju)(ju)離(li)拍攝物體越(yue)(yue)(yue)近時(shi)，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)，拍攝距(ju)(ju)(ju)離(li)約遠，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)(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(qu)別在于鏡(jing)頭與攝像機接(jie)觸面(mian)至鏡(jing)頭焦(jiao)平面(mian)的(de)距(ju)離(li)不同，c型接(jie)口距(ju)離(li)為17.5mm，cs型接(jie)口距(ju)離(li)為12.5mm。C型(xing)鏡(jing)頭(tou)(tou)與C型(xing)攝像(xiang)機，CS型(xing)鏡(jing)頭(tou)(tou)與CS型(xing)攝像(xiang)機可以配(pei)合使用，C型(xing)鏡(jing)頭(tou)(tou)搭配(pei)CS型(xing)搭配(pei)使用增加一個5mm的C/CS轉接環就可以啦。

5、對應最大CCD尺寸（SensorSize）

鏡頭成像直徑可(ke)覆蓋最大CCD芯片尺(chi)寸（傳感器尺(chi)寸，一英(ying)(ying)寸=25.4mm），主要有：1/2″（eg：應該是1/2英(ying)(ying)寸，靶(ba)面(mian)高度應該是6.4，具(ju)體計算有待查詢）、2/3″、1″和1″以上。

6、分辨率（Resolution）

分辨(bian)率代表鏡頭記錄物體細節的能(neng)力(li)，以每毫(hao)(hao)米能(neng)夠分辨(bian)黑白對線的數量(liang)為計量(liang)單位，“線對/毫(hao)(hao)米（lp/mm）”，分辨(bian)率越(yue)高(gao)的成像越(yue)清晰。我(wo)們常說(shuo)的顯示分辨(bian)率是(shi)屏(ping)幕圖像的精(jing)密(mi)度，指圖形所(suo)能(neng)顯示像素有多少。

7、工作距離（Workingdistance，WD）

鏡頭第一個工作面到被測物(wu)體距離(li)。

8、視野范圍（Field of View，FOV）

相(xiang)機實際拍(pai)攝到的區(qu)域尺寸。

9、光學放大倍數（Magnification，b）

CCD/FOV，即芯片尺寸除以視野范圍。

10、數值孔徑（Numerical Aperture，NA）

數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)等于由物體與(yu)物鏡間媒質的(de)折射率n與(yu)物鏡孔(kong)徑(jing)角的(de)一(yi)半（a2）的(de)正弦(xian)值(zhi)的(de)乘積(ji)，計(ji)算公(gong)式(shi)為N.A=n*sina/2。數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)與(yu)其它光學參數(shu)有著密(mi)切的(de)關系，它與(yu)分辨率成正比，與(yu)放大(da)率成正比。也就(jiu)是說(shuo)數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)，直接決定了鏡頭分辨率，數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)越大(da)，分辨率越高，否則反(fan)之。

11、后背焦（Flangedistance）

準確來說，后(hou)(hou)(hou)倍(bei)焦(jiao)是相(xiang)機(ji)的(de)一個參數(shu)，指相(xiang)機(ji)接(jie)(jie)口平面到芯片(pian)的(de)距離。但在線掃描鏡(jing)頭或者大面陣相(xiang)機(ji)的(de)鏡(jing)頭選型(xing)時，后(hou)(hou)(hou)倍(bei)焦(jiao)是一個非(fei)常(chang)重要的(de)參數(shu)，因為(wei)它直接(jie)(jie)影響鏡(jing)頭的(de)配置。不同(tong)廠家的(de)相(xiang)機(ji)，哪(na)怕接(jie)(jie)口一樣也(ye)可能(neng)有不同(tong)的(de)后(hou)(hou)(hou)倍(bei)焦(jiao)。

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)口還是(shi)CS接(jie)口，C接(jie)口的接(jie)口距離是(shi)17.5mm，CS接(jie)口的接(jie)口距離是(shi)12.5mm，用錯了(le)就不(bu)能合焦。

2、要根據感光器件的(de)大(da)小(xiao)來選擇鏡頭(tou)，是2/3寸感光芯片的(de)要選擇對應成(cheng)像(xiang)圈的(de)鏡頭(tou)，如(ru)果選擇了1/3"或1/2“的(de)，會出現很大(da)的(de)暗(an)角。

3、選(xuan)擇焦(jiao)距，即選(xuan)擇視野范(fan)圍(wei)比觀測范(fan)圍(wei)稍大一(yi)點的(de)鏡(jing)頭(tou)。

4、景深與光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)環境的配合，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線充足，配備光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源照射的地(di)方可以選(xuan)用(yong)小光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)，加大(da)景深，提高拍(pai)攝清晰(xi)度。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線不足的地(di)方需要(yao)稍(shao)大(da)一點的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)或(huo)采用(yong)高感光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度的感光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)芯(xin)片。