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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)(guang)(guang)(guang)學鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)是機(ji)器視覺(jue)系(xi)統中必不可(ke)少的部件(jian)，直接影(ying)響成像質量的優劣，影(ying)響算法(fa)的實現(xian)和效(xiao)果。光(guang)(guang)(guang)(guang)學鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)從(cong)焦(jiao)(jiao)距上可(ke)分(fen)(fen)為短焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、中焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，長焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)；從(cong)視場(chang)大小分(fen)(fen)有廣(guang)角、標準(zhun)，遠攝鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)；結構(gou)上分(fen)(fen)有固定(ding)光(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，自(zi)動(dong)(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、自(zi)動(dong)(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，自(zi)動(dong)(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)電動(dong)(dong)(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，電動(dong)(dong)(dong)三可(ke)變(bian)（光(guang)(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)、焦(jiao)(jiao)距、聚焦(jiao)(jiao)均可(ke)變(bian)）鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭上的參數含義

1、焦距（FocalLength）

光學(xue)鏡(jing)頭(tou)焦距的參(can)數用mm（毫米(mi)）來劃分的，常規的有6mm，8mm，12mm，16mm，25mm，35mm，50mm，75mm。一般6mm鏡(jing)頭(tou)在(zai)15m以內，8mm鏡(jing)頭(tou)在(zai)20m以內，視角(jiao)約(yue)50度，12mm在(zai)30-40m以內，約(yue)30度，16mm在(zai)40-60以內。

較常(chang)見普通相機(ji)有8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等，還有長達(da)2500mm超長焦望(wang)遠鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)根據(ju)其焦距(ju)的長短(duan)，也即拍攝時(shi)的視角(jiao)，可(ke)分為(wei)標準(zhun)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、廣角(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、和長焦距(ju)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)等。根據(ju)焦距(ju)能否調節分為(wei)定焦鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)和變焦鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)兩大類。

2、光圈（Iris）

光圈(quan)(quan)用F表(biao)(biao)示(shi)，以(yi)鏡頭焦(jiao)距f和通(tong)光孔(kong)徑D的比(bi)值(zhi)來衡量，每個(ge)鏡頭上(shang)都標有最大(da)F值(zhi)，例(li)如(ru)：8mm/F1.4代表(biao)(biao)最大(da)孔(kong)徑D為5.7mm，F值(zhi)越(yue)小，光圈(quan)(quan)越(yue)大(da)，F值(zhi)越(yue)大(da)，光圈(quan)(quan)越(yue)小。最佳光圈(quan)(quan)一般在f/4-f/8。

3、景深（Depth of Field，DOF）

景(jing)深(shen)(shen)(shen)是指在被攝(she)(she)(she)物(wu)體(ti)聚焦(jiao)(jiao)清(qing)楚(chu)后，在物(wu)體(ti)前后一定(ding)距(ju)(ju)(ju)離內(nei)，其(qi)影像仍(reng)然清(qing)晰的范圍(wei)。景(jing)深(shen)(shen)(shen)隨鏡(jing)頭的光(guang)圈(quan)值(zhi)、焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)(ju)、拍攝(she)(she)(she)距(ju)(ju)(ju)離而變化，光(guang)圈(quan)越大(da)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越小(xiao)（淺），光(guang)圈(quan)越小(xiao)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越大(da)（深(shen)(shen)(shen)）。焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)(ju)越長(chang)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越小(xiao)，焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)(ju)越短(duan)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越大(da)。距(ju)(ju)(ju)離拍攝(she)(she)(she)物(wu)體(ti)越近時，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越小(xiao)，拍攝(she)(she)(she)距(ju)(ju)(ju)離約遠(yuan)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越大(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接口(kou)的主要區別在于鏡頭與攝像機接觸面至鏡頭焦平面的距(ju)離不同，c型(xing)接口(kou)距(ju)離為(wei)17.5mm，cs型(xing)接口(kou)距(ju)離為(wei)12.5mm。C型鏡頭(tou)(tou)與C型攝(she)像機，CS型鏡頭(tou)(tou)與CS型攝(she)像機可以配合使用，C型鏡頭(tou)(tou)搭(da)配CS型搭(da)配使用增(zeng)加一(yi)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(jing)可覆蓋最大CCD芯片尺(chi)寸(cun)(cun)（傳感器尺(chi)寸(cun)(cun)，一英寸(cun)(cun)=25.4mm），主要有(you)：1/2″（eg：應該是1/2英寸(cun)(cun)，靶面高度(du)應該是6.4，具體(ti)計算有(you)待(dai)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(wu)體細節的能(neng)(neng)力，以(yi)每毫(hao)米能(neng)(neng)夠分辨(bian)黑(hei)白對線的數量為計量單位(wei)，“線對/毫(hao)米（lp/mm）”，分辨(bian)率越高的成像(xiang)(xiang)越清晰。我們常說(shuo)的顯示(shi)分辨(bian)率是屏(ping)幕圖像(xiang)(xiang)的精(jing)密度(du)，指圖形所能(neng)(neng)顯示(shi)像(xiang)(xiang)素有(you)多少。

7、工作距離（Workingdistance，WD）

鏡頭第一個工(gong)作面到被(bei)測物體距離。

8、視野范圍（Field of View，FOV）

相(xiang)機實際拍攝到的(de)區(qu)域尺寸。

9、光學放大倍數（Magnification，b）

CCD/FOV，即(ji)芯片尺寸除(chu)以視野范圍(wei)。

10、數值孔徑（Numerical Aperture，NA）

數(shu)(shu)值孔徑(jing)等于(yu)由物體與(yu)物鏡間媒質的(de)折射率n與(yu)物鏡孔徑(jing)角的(de)一半(ban)（a2）的(de)正(zheng)弦值的(de)乘積，計算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值孔徑(jing)與(yu)其(qi)它(ta)光(guang)學參數(shu)(shu)有著密切的(de)關系，它(ta)與(yu)分辨率成(cheng)(cheng)正(zheng)比，與(yu)放(fang)大(da)率成(cheng)(cheng)正(zheng)比。也就是說數(shu)(shu)值孔徑(jing)，直接決(jue)定了鏡頭(tou)分辨率，數(shu)(shu)值孔徑(jing)越(yue)大(da)，分辨率越(yue)高，否則反之。

11、后背焦（Flangedistance）

準(zhun)確(que)來(lai)說，后倍焦(jiao)(jiao)是相(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)一個(ge)參數，指相(xiang)機(ji)接口平面到芯片的(de)(de)(de)距離(li)。但在線掃描鏡(jing)頭(tou)或者大面陣相(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)鏡(jing)頭(tou)選型時，后倍焦(jiao)(jiao)是一個(ge)非常重要的(de)(de)(de)參數，因為它直接影(ying)響鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)配置。不同廠家的(de)(de)(de)相(xiang)機(ji)，哪(na)怕接口一樣也(ye)可能有(you)不同的(de)(de)(de)后倍焦(jiao)(jiao)。

三、光學鏡頭如何選型

選擇光(guang)學鏡頭品牌產品時，要注意：

1、C接口(kou)還是(shi)CS接口(kou)，C接口(kou)的(de)接口(kou)距(ju)離是(shi)17.5mm，CS接口(kou)的(de)接口(kou)距(ju)離是(shi)12.5mm，用錯了就不能(neng)合焦。

2、要根據感光(guang)器件的(de)大小來選擇鏡頭，是2/3寸感光(guang)芯片(pian)的(de)要選擇對應(ying)成像圈的(de)鏡頭，如果選擇了1/3"或1/2“的(de)，會出(chu)現很大的(de)暗角。

3、選擇焦距，即選擇視野范圍比觀測范圍稍大一點的鏡頭。

4、景深與光(guang)環境的配合，光(guang)線(xian)充足，配備光(guang)源照(zhao)射(she)的地方可以(yi)選用小(xiao)光(guang)圈，加大景深，提(ti)高拍(pai)攝清(qing)晰度(du)。光(guang)線(xian)不(bu)足的地方需要稍大一點的光(guang)圈或采(cai)用高感(gan)光(guang)度(du)的感(gan)光(guang)芯(xin)片。