一、光學鏡頭是什么意思

光學鏡頭一般稱為攝(she)像(xiang)(xiang)鏡頭或攝(she)影鏡頭，簡稱鏡頭，其功能就是(shi)光(guang)學成像(xiang)(xiang)。

光(guang)學鏡(jing)頭(tou)(tou)是(shi)機器視(shi)覺系統(tong)中(zhong)必不可(ke)少的部件，直接影響成像(xiang)質量的優劣(lie)，影響算法的實現和效(xiao)果。光(guang)學鏡(jing)頭(tou)(tou)從焦(jiao)(jiao)(jiao)距上(shang)可(ke)分(fen)為短焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)、中(zhong)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，長焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)；從視(shi)場大小分(fen)有(you)廣角、標準，遠(yuan)攝鏡(jing)頭(tou)(tou)；結構上(shang)分(fen)有(you)固定(ding)光(guang)圈定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，手(shou)(shou)動(dong)(dong)光(guang)圈定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，自(zi)動(dong)(dong)光(guang)圈定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，手(shou)(shou)動(dong)(dong)變焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)、自(zi)動(dong)(dong)變焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，自(zi)動(dong)(dong)光(guang)圈電動(dong)(dong)變焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，電動(dong)(dong)三可(ke)變（光(guang)圈、焦(jiao)(jiao)(jiao)距、聚(ju)焦(jiao)(jiao)(jiao)均可(ke)變）鏡(jing)頭(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭有哪些分類

1、按鏡頭鏡片材料分

光學(xue)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)主要分為塑(su)膠(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)、玻(bo)璃(li)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)和玻(bo)璃(li)塑(su)膠(jiao)混合鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)三(san)大(da)類(lei)。無論(lun)是(shi)采用塑(su)膠(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)組(zu)立(li)的塑(su)膠(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)還(huan)是(shi)玻(bo)璃(li)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)立(li)而成的玻(bo)璃(li)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)，其結構(gou)都(dou)是(shi)由多片(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)構(gou)成。一般而言，鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)數量越多，鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)的成像質(zhi)量越高。

塑(su)(su)膠(jiao)鏡頭與玻璃鏡頭由(you)(you)于(yu)(yu)在材料屬(shu)性(xing)、加工(gong)工(gong)藝、透(tou)光率等方面(mian)都(dou)存在著很大的(de)(de)差異，因此(ci)最終的(de)(de)適用范圍也大有不同。塑(su)(su)膠(jiao)鏡頭是由(you)(you)光學塑(su)(su)膠(jiao)鏡片組成的(de)(de)鏡頭，由(you)(you)于(yu)(yu)可塑(su)(su)性(xing)強，容易(yi)制成非球面(mian)形狀(zhuang)，方便(bian)小型化(hua)等特點(dian)，廣泛應用于(yu)(yu)手機(ji)、數碼相機(ji)等設(she)備上。

玻璃鏡頭是由(you)玻璃鏡片組立而成(cheng)(cheng)，由(you)于對模(mo)造技術、鍍膜工藝(yi)、精密加工等方面有著較高(gao)(gao)(gao)的要求以(yi)及其(qi)透光率高(gao)(gao)(gao)的特點，更(geng)多應用于高(gao)(gao)(gao)端影像領域(yu)，如單(dan)反(fan)相機、高(gao)(gao)(gao)端掃描儀、車載成(cheng)(cheng)像系統、高(gao)(gao)(gao)端安防(fang)視頻監控等設備。

玻璃(li)塑(su)膠(jiao)混(hun)合鏡頭，由部分玻璃(li)鏡片(pian)和部分塑(su)膠(jiao)鏡片(pian)共(gong)同(tong)組(zu)成(cheng)，結合了二者的(de)特點，具有高折射率的(de)光學性能和穩定性，廣泛應(ying)用(yong)于監(jian)控攝(she)像頭、數(shu)碼相機、車載攝(she)像頭等鏡頭模組(zu)中。

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2、按結構分

（1）固定(ding)光圈定(ding)焦(jiao)鏡頭

簡(jian)單：鏡(jing)頭只(zhi)有一個(ge)可以手動調(diao)整的(de)對焦調(diao)整環(huan)，左(zuo)右旋轉該環(huan)可使(shi)成像在CCD靶面上的(de)圖(tu)像最清晰(xi)；沒有光圈調(diao)整環(huan)，光圈不能(neng)調(diao)整，進入鏡(jing)頭的(de)光通(tong)(tong)(tong)量不能(neng)通(tong)(tong)(tong)過(guo)改(gai)變(bian)鏡(jing)頭因素(su)而改(gai)變(bian)，只(zhi)能(neng)通(tong)(tong)(tong)過(guo)改(gai)變(bian)視場的(de)光照(zhao)度來調(diao)整。結構簡(jian)單，價格便宜(yi)。

（2）手動光圈(quan)定焦鏡頭

手動(dong)光(guang)圈(quan)定(ding)焦鏡頭比(bi)固定(ding)光(guang)圈(quan)定(ding)焦鏡頭增加了光(guang)圈(quan)調整環，光(guang)圈(quan)范圍一(yi)般從F1.2或F1.4到全關閉，能方便地(di)適應被被攝現場地(di)光(guang)照度，光(guang)圈(quan)調整是通過手動(dong)人(ren)為進(jin)行(xing)的。光(guang)照度比(bi)較(jiao)均勻，價(jia)格較(jiao)便宜。

（3）自動光(guang)圈定焦鏡頭

在手動光圈定焦鏡頭(tou)的(de)(de)光圈調整(zheng)環上增加一個齒輪合(he)傳動的(de)(de)微(wei)型電(dian)機(ji)，并從(cong)驅動電(dian)路引出3或4芯屏蔽線，接(jie)(jie)到攝(she)像機(ji)自動光圈接(jie)(jie)口座上。當進入鏡頭(tou)的(de)(de)光通量變(bian)(bian)化(hua)時(shi)，攝(she)像機(ji)CCD靶面產生的(de)(de)電(dian)荷發生相(xiang)應的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，從(cong)而(er)使視頻信號電(dian)平發生變(bian)(bian)化(hua)，產生一個控制(zhi)信號，傳給自動光圈鏡頭(tou)，從(cong)而(er)使鏡頭(tou)內的(de)(de)電(dian)機(ji)做相(xiang)應的(de)(de)正向(xiang)或反向(xiang)轉(zhuan)動，完(wan)成調整(zheng)大(da)小的(de)(de)任務。

（4）手(shou)動光圈變焦(jiao)鏡(jing)頭

焦距(ju)可變(bian)(bian)(bian)的，有一個(ge)焦距(ju)調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)環，可以在一定范圍內(nei)調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)鏡頭的焦距(ju)，其可變(bian)(bian)(bian)比一般為2～3倍，焦距(ju)一般為3.6~8mm。實(shi)際應用中(zhong)，可通過(guo)手(shou)動(dong)調(diao)節鏡頭的變(bian)(bian)(bian)焦環，可以方便地(di)選擇被監視(shi)地(di)市(shi)場的市(shi)場角。但是當攝像機安裝位置(zhi)固定下以后，在頻繁地(di)手(shou)動(dong)調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)變(bian)(bian)(bian)焦是很(hen)(hen)不方便的。因(yin)此，工程(cheng)完工后，手(shou)動(dong)變(bian)(bian)(bian)焦鏡頭的焦距(ju)一般很(hen)(hen)少調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)。僅(jin)起定焦鏡頭的作(zuo)用。

（5）自動(dong)光圈電動(dong)變焦鏡頭

與自動(dong)光圈定焦鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)相比增(zeng)加(jia)了兩(liang)個(ge)微型電(dian)機(ji)，其(qi)(qi)中一個(ge)電(dian)機(ji)與鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)變焦環合，當其(qi)(qi)轉(zhuan)動(dong)時可以控制鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)焦距；另一電(dian)機(ji)與鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)對焦環合，當其(qi)(qi)受控轉(zhuan)動(dong)時可完成鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)對焦。但是由于增(zeng)加(jia)了兩(liang)個(ge)電(dian)機(ji)且鏡(jing)(jing)(jing)片(pian)組數(shu)增(zeng)多，鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)體積也相應增(zeng)大。

（6）電動三可變鏡頭

與自動(dong)光圈電動(dong)變焦鏡頭相(xiang)比，只是將(jiang)對光圈調(diao)整電機的控(kong)(kong)(kong)(kong)制由(you)自動(dong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制改為由(you)控(kong)(kong)(kong)(kong)制器(qi)來手動(dong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制。

3、按焦距分

光學鏡頭根據焦(jiao)(jiao)(jiao)距的(de)(de)長短(duan)(duan)則(ze)可以分為短(duan)(duan)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)、中(zhong)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)、長焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)。每個焦(jiao)(jiao)(jiao)段(duan)都(dou)有(you)不同(tong)的(de)(de)使(shi)用場景(jing)，短(duan)(duan)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)適(shi)(shi)合(he)拍(pai)攝(she)近景(jing)，但(dan)由于(yu)焦(jiao)(jiao)(jiao)距小，拍(pai)攝(she)遠(yuan)處(chu)(chu)物體就看不清(qing)；中(zhong)焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)拍(pai)到(dao)(dao)的(de)(de)和我們(men)(men)看到(dao)(dao)的(de)(de)差不多，更接近我們(men)(men)平時看到(dao)(dao)的(de)(de)視角(jiao)(jiao)；長焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)視角(jiao)(jiao)小但(dan)對(dui)拍(pai)攝(she)遠(yuan)處(chu)(chu)的(de)(de)物體則(ze)起到(dao)(dao)了放大的(de)(de)作用，適(shi)(shi)合(he)拍(pai)攝(she)遠(yuan)處(chu)(chu)的(de)(de)物體、球賽、野生(sheng)動物等(deng)等(deng)。

從視場角(jiao)(jiao)的(de)(de)大小則能(neng)分為廣(guang)角(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)、超(chao)廣(guang)角(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)和魚眼(yan)鏡(jing)頭(tou)(tou)。廣(guang)角(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)的(de)(de)視場角(jiao)(jiao)一(yi)般在80°左右，主要用(yong)(yong)于(yu)(yu)一(yi)般場景(jing)下拍(pai)攝(she)，超(chao)廣(guang)角(jiao)(jiao)則用(yong)(yong)于(yu)(yu)拍(pai)攝(she)風景(jing)、建筑(zhu)、合影等(deng)場景(jing)，魚眼(yan)鏡(jing)頭(tou)(tou)是一(yi)種極端的(de)(de)廣(guang)角(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)，視場角(jiao)(jiao)接近甚至能(neng)超(chao)過180°，鏡(jing)片的(de)(de)直徑很短且(qie)呈向外凸出，與(yu)魚的(de)(de)眼(yan)睛(jing)類似，廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)(yu)場景(jing)監控、機器(qi)人導(dao)航和測(ce)量等(deng)領域。

同樣，也可根據焦距的變化分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類。按照結(jie)構(gou)的劃(hua)分(fen)定焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)又能分(fen)為(wei)固定光(guang)圈(quan)定焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)、手動(dong)光(guang)圈(quan)定焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)和自動(dong)光(guang)圈(quan)定焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)三(san)種，固定光(guang)圈(quan)主(zhu)要應用在(zai)監控(kong)、微單和車(che)載等方面，手動(dong)光(guang)圈(quan)則用于機器人視覺、道路監控(kong)，能自動(dong)調整光(guang)圈(quan)的定焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)則廣泛用在(zai)光(guang)線復雜多(duo)變的場所，比如監控(kong)攝影機。變(bian)焦(jiao)鏡頭也(ye)可(ke)分為(wei)三種：手動(dong)光圈(quan)變(bian)焦(jiao)鏡頭、自(zi)動(dong)光圈(quan)電動(dong)變(bian)焦(jiao)鏡頭和(he)電動(dong)三可(ke)變(bian)鏡頭（光圈(quan)、焦(jiao)距(ju)、聚(ju)焦(jiao)都(dou)能變(bian)化）。

4、按接口分

鏡頭和攝像機之間的接口有許多不同的類型，工業攝像機常用的(de)(de)包括C接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、CS接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、F接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、V接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、T2接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、徠(lai)卡接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、M42接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)、M50接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)等。接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)類型的(de)(de)不(bu)同(tong)和鏡(jing)頭性能及質(zhi)量并無直接(jie)(jie)(jie)關系，只是接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)方式的(de)(de)不(bu)同(tong)，一般可以也(ye)找到各(ge)種常用接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)之間的(de)(de)轉接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)。

C接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)和CS接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)是(shi)工業攝(she)像機常見的(de)(de)(de)(de)國際(ji)標準(zhun)接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)，為1英(ying)寸-32UN英(ying)制螺紋連接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)，C型接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)和CS型接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)螺紋連接(jie)(jie)是(shi)一(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)(de)，區別在于C型接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)后(hou)截距為17.5mm，CS型接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)后(hou)截距為12.5mm。所以CS型接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)攝(she)像機可(ke)以和C口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)及(ji)CS口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)鏡頭(tou)連接(jie)(jie)使用，只是(shi)使用C口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)鏡頭(tou)時(shi)需要(yao)加一(yi)(yi)個5mm的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)圈；C型接(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)攝(she)像機不(bu)能用CS口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)鏡頭(tou)。

F接(jie)口鏡頭(tou)是(shi)尼康鏡頭(tou)的接(jie)口標準，所以又稱(cheng)尼康口，也是(shi)工業攝像機中(zhong)常用的類型，一般攝像機靶面大于(yu)1英寸時需用F口的鏡頭(tou)。

V接口鏡頭是著名的專業鏡頭品牌施奈德(de)鏡頭所主要(yao)使(shi)用的標準，一般也用于攝像機靶面較大或特(te)殊用途的鏡頭。

5、特殊用途的鏡頭

顯(xian)微(wei)鏡頭，一般(ban)是指成像(xiang)比例大于10:1的(de)(de)拍攝系統所(suo)用(yong)(yong)，但由于現在的(de)(de)攝像(xiang)機的(de)(de)像(xiang)元(yuan)尺寸已(yi)經做到3微(wei)米以(yi)內(nei)，所(suo)以(yi)一般(ban)成像(xiang)比例大于2:1時也會(hui)選用(yong)(yong)顯(xian)微(wei)鏡頭。

微距鏡(jing)(jing)頭，一(yi)般是指成像(xiang)比例為2:1～1:4的范圍內(nei)的特殊設計的鏡(jing)(jing)頭。在(zai)對圖像(xiang)質量要求不是很高(gao)的情(qing)況下，一(yi)般可采用在(zai)鏡(jing)(jing)頭和攝(she)像(xiang)機之間(jian)加近攝(she)接圈的方(fang)式(shi)或在(zai)鏡(jing)(jing)頭前加近拍鏡(jing)(jing)的方(fang)式(shi)達到放大成像(xiang)的效果(guo)。

遠心鏡(jing)頭，主(zhu)要是為糾正(zheng)傳統鏡(jing)頭的(de)視差而(er)(er)特(te)殊(shu)設計的(de)鏡(jing)頭，它可以在一定的(de)物距范圍內，使得到的(de)圖像放大倍率不會(hui)隨(sui)物距的(de)變(bian)化而(er)(er)變(bian)化，這對被測物不在同(tong)一物面上的(de)情況是非常重要的(de)應用。