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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)頭(tou)(tou)(tou)是機器(qi)視覺系統中(zhong)必不可少的部件，直接影(ying)響成(cheng)像質量(liang)的優劣(lie)，影(ying)響算法的實現和效果(guo)。光(guang)學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)從焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)上(shang)可分(fen)為短焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、中(zhong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，長焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)；從視場大小分(fen)有(you)廣(guang)角、標準，遠攝鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)；結構上(shang)分(fen)有(you)固定光(guang)圈定焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)(dong)光(guang)圈定焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，自動(dong)(dong)光(guang)圈定焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、自動(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，自動(dong)(dong)光(guang)圈電動(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，電動(dong)(dong)三可變(bian)（光(guang)圈、焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)、聚焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)均可變(bian)）鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭上的參數含義

1、焦距（FocalLength）

光學鏡頭(tou)焦(jiao)距的參數用mm（毫米）來劃分的，常規(gui)的有(you)6mm，8mm，12mm，16mm，25mm，35mm，50mm，75mm。一般6mm鏡頭(tou)在15m以(yi)(yi)內(nei)(nei)，8mm鏡頭(tou)在20m以(yi)(yi)內(nei)(nei)，視角約50度(du)，12mm在30-40m以(yi)(yi)內(nei)(nei)，約30度(du)，16mm在40-60以(yi)(yi)內(nei)(nei)。

較常見普通相機有8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等(deng)，還有長達2500mm超長焦(jiao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)根據其焦(jiao)距(ju)的(de)長短，也即拍攝時的(de)視角(jiao)，可(ke)分為標準鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、廣角(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、和長焦(jiao)距(ju)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)等(deng)。根據焦(jiao)距(ju)能否調節分為定焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)和變焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)兩大類。

2、光圈（Iris）

光(guang)(guang)圈用F表示(shi)，以鏡(jing)頭(tou)焦距(ju)f和通光(guang)(guang)孔徑D的比值(zhi)來衡量(liang)，每個鏡(jing)頭(tou)上都標(biao)有最大F值(zhi)，例如：8mm/F1.4代(dai)表最大孔徑D為5.7mm，F值(zhi)越小(xiao)，光(guang)(guang)圈越大，F值(zhi)越大，光(guang)(guang)圈越小(xiao)。最佳光(guang)(guang)圈一般在f/4-f/8。

3、景深（Depth of Field，DOF）

景(jing)(jing)深(shen)是指在(zai)(zai)被攝物體聚焦清(qing)楚后，在(zai)(zai)物體前后一定距(ju)(ju)離(li)內，其影像仍然清(qing)晰的(de)范圍。景(jing)(jing)深(shen)隨鏡頭的(de)光圈值、焦距(ju)(ju)、拍攝距(ju)(ju)離(li)而變化(hua)，光圈越(yue)(yue)大(da)，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)（淺），光圈越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)（深(shen)）。焦距(ju)(ju)越(yue)(yue)長，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，焦距(ju)(ju)越(yue)(yue)短，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)。距(ju)(ju)離(li)拍攝物體越(yue)(yue)近(jin)時(shi)，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，拍攝距(ju)(ju)離(li)約遠，景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(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(zhong)，c與(yu)cs接(jie)(jie)口的主要區別在于鏡頭與(yu)攝像機接(jie)(jie)觸面(mian)至(zhi)鏡頭焦平面(mian)的距離不同，c型接(jie)(jie)口距離為(wei)17.5mm，cs型接(jie)(jie)口距離為(wei)12.5mm。C型(xing)鏡(jing)頭(tou)與(yu)C型(xing)攝(she)像(xiang)機，CS型(xing)鏡(jing)頭(tou)與(yu)CS型(xing)攝(she)像(xiang)機可以(yi)配(pei)合使(shi)(shi)用，C型(xing)鏡(jing)頭(tou)搭配(pei)CS型(xing)搭配(pei)使(shi)(shi)用增加一個5mm的C/CS轉接環就可以(yi)啦。

5、對應最大CCD尺寸（SensorSize）

鏡頭成像(xiang)直徑可覆蓋最大CCD芯(xin)片(pian)尺寸（傳感器尺寸，一英寸=25.4mm），主要(yao)有：1/2″（eg：應(ying)該是1/2英寸，靶(ba)面(mian)高度應(ying)該是6.4，具體計算有待查詢）、2/3″、1″和1″以上。

6、分辨率（Resolution）

分(fen)辨(bian)(bian)率代表(biao)鏡頭記錄(lu)物(wu)體(ti)細節的(de)能(neng)力，以每(mei)毫米(mi)能(neng)夠(gou)分(fen)辨(bian)(bian)黑(hei)白對(dui)線的(de)數量為計量單位，“線對(dui)/毫米(mi)（lp/mm）”，分(fen)辨(bian)(bian)率越高的(de)成(cheng)像(xiang)越清晰(xi)。我們常說的(de)顯(xian)示分(fen)辨(bian)(bian)率是(shi)屏幕圖像(xiang)的(de)精密(mi)度(du)，指圖形(xing)所能(neng)顯(xian)示像(xiang)素有多少(shao)。

7、工作距離（Workingdistance，WD）

鏡(jing)頭(tou)第一個工(gong)作面(mian)到(dao)被測物體距離(li)。

8、視野范圍（Field of View，FOV）

相機(ji)實際拍攝到的區域尺寸。

9、光學放大倍數（Magnification，b）

CCD/FOV，即芯片尺寸除(chu)以視野范(fan)圍。

10、數值孔徑（Numerical Aperture，NA）

數值(zhi)孔徑(jing)(jing)(jing)等(deng)于由物(wu)體與物(wu)鏡(jing)間媒質的(de)折射率(lv)(lv)n與物(wu)鏡(jing)孔徑(jing)(jing)(jing)角的(de)一半（a2）的(de)正弦值(zhi)的(de)乘積(ji)，計算公(gong)式為N.A=n*sina/2。數值(zhi)孔徑(jing)(jing)(jing)與其(qi)它光(guang)學參數有著(zhu)密切(qie)的(de)關系，它與分辨率(lv)(lv)成正比，與放大(da)率(lv)(lv)成正比。也就是(shi)說數值(zhi)孔徑(jing)(jing)(jing)，直接決(jue)定了鏡(jing)頭分辨率(lv)(lv)，數值(zhi)孔徑(jing)(jing)(jing)越大(da)，分辨率(lv)(lv)越高(gao)，否則反之(zhi)。

11、后背焦（Flangedistance）

準確來說(shuo)，后倍焦(jiao)是(shi)相(xiang)機(ji)(ji)的一個(ge)(ge)參(can)數，指相(xiang)機(ji)(ji)接口(kou)平(ping)面(mian)到(dao)芯片的距離。但在(zai)線掃描鏡頭或(huo)者大面(mian)陣相(xiang)機(ji)(ji)的鏡頭選型時(shi)，后倍焦(jiao)是(shi)一個(ge)(ge)非常重要(yao)的參(can)數，因為它直接影響鏡頭的配置。不同(tong)廠(chang)家的相(xiang)機(ji)(ji)，哪(na)怕接口(kou)一樣也可能有不同(tong)的后倍焦(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)(jie)口(kou)(kou)(kou)還是CS接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)，C接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)距離(li)是17.5mm，CS接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)距離(li)是12.5mm，用錯了就不能(neng)合焦(jiao)。

2、要(yao)根據感光器件的(de)(de)大小(xiao)來選擇(ze)鏡(jing)頭(tou)，是2/3寸感光芯片的(de)(de)要(yao)選擇(ze)對應成(cheng)像圈的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)，如果選擇(ze)了1/3"或(huo)1/2“的(de)(de)，會出現很大的(de)(de)暗角(jiao)。

3、選擇焦(jiao)距(ju)，即選擇視(shi)野范圍(wei)比觀測范圍(wei)稍大一點(dian)的鏡頭(tou)。

4、景深與光(guang)(guang)環(huan)境的(de)配合，光(guang)(guang)線充足，配備(bei)光(guang)(guang)源照射的(de)地方可以選用(yong)(yong)小光(guang)(guang)圈(quan)，加大景深，提高(gao)(gao)拍攝清晰度。光(guang)(guang)線不足的(de)地方需要稍大一(yi)點的(de)光(guang)(guang)圈(quan)或(huo)采(cai)用(yong)(yong)高(gao)(gao)感光(guang)(guang)度的(de)感光(guang)(guang)芯(xin)片。