一、光學鏡頭是什么意思

光學鏡頭一般稱為攝像(xiang)鏡(jing)頭(tou)或攝影鏡(jing)頭(tou)，簡稱鏡(jing)頭(tou)，其功能就是光學成像(xiang)。

光學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)是(shi)機器視覺系統中(zhong)必不可少的(de)部件，直接影響成像質(zhi)量的(de)優劣(lie)，影響算法的(de)實現和效果。光學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)從焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距上(shang)可分(fen)為短焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、中(zhong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，長焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)；從視場大小分(fen)有廣角(jiao)、標準，遠攝鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)；結構上(shang)分(fen)有固定(ding)(ding)光圈(quan)定(ding)(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，手動(dong)光圈(quan)定(ding)(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，自動(dong)光圈(quan)定(ding)(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，手動(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、自動(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，自動(dong)光圈(quan)電(dian)動(dong)變(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，電(dian)動(dong)三可變(bian)（光圈(quan)、焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距、聚焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)均可變(bian)）鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭有哪些分類

1、按鏡頭鏡片材料分

光學鏡(jing)(jing)頭(tou)主要分為塑(su)膠(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)、玻(bo)璃鏡(jing)(jing)頭(tou)和玻(bo)璃塑(su)膠(jiao)混合(he)鏡(jing)(jing)頭(tou)三大類。無論是采用塑(su)膠(jiao)鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)組立的(de)(de)塑(su)膠(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)還(huan)是玻(bo)璃透(tou)鏡(jing)(jing)組立而(er)成(cheng)的(de)(de)玻(bo)璃鏡(jing)(jing)頭(tou)，其(qi)結構都是由多片(pian)(pian)鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)構成(cheng)。一般(ban)而(er)言，鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)數量越多，鏡(jing)(jing)頭(tou)的(de)(de)成(cheng)像質量越高。

塑膠(jiao)鏡(jing)頭與玻(bo)璃鏡(jing)頭由于(yu)(yu)在(zai)材料屬(shu)性、加工工藝、透光率等(deng)方面(mian)都(dou)存在(zai)著很大的差異，因(yin)此最(zui)終的適用(yong)(yong)范圍也大有不同。塑膠(jiao)鏡(jing)頭是由光學塑膠(jiao)鏡(jing)片(pian)組成的鏡(jing)頭，由于(yu)(yu)可(ke)塑性強(qiang)，容易(yi)制成非(fei)球面(mian)形狀，方便小(xiao)型化(hua)等(deng)特點，廣(guang)泛應用(yong)(yong)于(yu)(yu)手機(ji)、數碼相機(ji)等(deng)設(she)備上(shang)。

玻璃鏡頭是由玻璃鏡片組立而成，由于對模造技術、鍍膜(mo)工藝、精密(mi)加工等方面有著較高的要求以及其透光率高的特點(dian)，更多(duo)應用于高端影像(xiang)領(ling)域，如(ru)單反相機、高端掃描儀(yi)、車載成像(xiang)系統、高端安(an)防視(shi)頻監控等設備(bei)。

玻璃塑(su)膠混合鏡頭(tou)，由(you)部(bu)分(fen)玻璃鏡片(pian)和部(bu)分(fen)塑(su)膠鏡片(pian)共同組成，結合了二(er)者的特點，具有高折射(she)率的光(guang)學性(xing)能和穩定性(xing)，廣泛應用于監控(kong)攝(she)像(xiang)頭(tou)、數碼相(xiang)機、車(che)載攝(she)像(xiang)頭(tou)等鏡頭(tou)模(mo)組中。

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2、按結構分

（1）固定(ding)光(guang)圈定(ding)焦鏡頭(tou)

簡(jian)單(dan)：鏡頭只有一個可以手動調(diao)(diao)整(zheng)的對焦(jiao)調(diao)(diao)整(zheng)環，左右旋轉(zhuan)該環可使成像(xiang)在CCD靶面(mian)上的圖像(xiang)最清晰；沒有光圈(quan)調(diao)(diao)整(zheng)環，光圈(quan)不能(neng)調(diao)(diao)整(zheng)，進入(ru)鏡頭的光通(tong)量不能(neng)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)(bian)鏡頭因素(su)而改(gai)變(bian)(bian)，只能(neng)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)(bian)視(shi)場的光照度來調(diao)(diao)整(zheng)。結構(gou)簡(jian)單(dan)，價格(ge)便宜。

（2）手動(dong)光(guang)圈定焦鏡(jing)頭

手動光(guang)圈(quan)(quan)定焦(jiao)鏡頭比固(gu)定光(guang)圈(quan)(quan)定焦(jiao)鏡頭增加了光(guang)圈(quan)(quan)調整環，光(guang)圈(quan)(quan)范圍(wei)一(yi)般(ban)從F1.2或(huo)F1.4到(dao)全關閉，能方便地適應被被攝現場(chang)地光(guang)照(zhao)(zhao)度(du)，光(guang)圈(quan)(quan)調整是通過手動人為進行的。光(guang)照(zhao)(zhao)度(du)比較均(jun)勻，價(jia)格(ge)較便宜(yi)。

（3）自動(dong)光圈定焦鏡(jing)頭

在手動光(guang)圈(quan)定焦鏡頭(tou)的(de)光(guang)圈(quan)調整環上增加一(yi)個齒(chi)輪(lun)合傳動的(de)微型(xing)電(dian)(dian)機(ji)，并從驅動電(dian)(dian)路引(yin)出3或4芯(xin)屏蔽線，接(jie)到攝像機(ji)自動光(guang)圈(quan)接(jie)口(kou)座上。當進入鏡頭(tou)的(de)光(guang)通(tong)量變(bian)化時，攝像機(ji)CCD靶面產生(sheng)的(de)電(dian)(dian)荷發生(sheng)相(xiang)應的(de)變(bian)化，從而使視(shi)頻信(xin)號(hao)電(dian)(dian)平發生(sheng)變(bian)化，產生(sheng)一(yi)個控制(zhi)信(xin)號(hao)，傳給自動光(guang)圈(quan)鏡頭(tou)，從而使鏡頭(tou)內(nei)的(de)電(dian)(dian)機(ji)做相(xiang)應的(de)正向或反(fan)向轉(zhuan)動，完(wan)成調整大(da)小的(de)任務。

（4）手動光圈變焦鏡頭(tou)

焦距可變的(de)，有一個(ge)焦距調整(zheng)(zheng)環，可以在一定范(fan)圍內調整(zheng)(zheng)鏡頭(tou)的(de)焦距，其可變比一般(ban)為(wei)2～3倍，焦距一般(ban)為(wei)3.6~8mm。實際(ji)應(ying)用中，可通(tong)過手(shou)(shou)動調節鏡頭(tou)的(de)變焦環，可以方便地選擇(ze)被(bei)監(jian)視地市場的(de)市場角(jiao)。但是當攝像機安(an)裝位置固定下以后，在頻繁地手(shou)(shou)動調整(zheng)(zheng)變焦是很(hen)不(bu)方便的(de)。因(yin)此，工(gong)程(cheng)完工(gong)后，手(shou)(shou)動變焦鏡頭(tou)的(de)焦距一般(ban)很(hen)少調整(zheng)(zheng)。僅起定焦鏡頭(tou)的(de)作(zuo)用。

（5）自動光圈電動變焦(jiao)鏡頭(tou)

與自動光圈定焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭相(xiang)比增加了兩(liang)個(ge)微型(xing)電機(ji)，其中一個(ge)電機(ji)與鏡(jing)(jing)(jing)頭的變焦(jiao)(jiao)環(huan)合，當(dang)其轉(zhuan)動時(shi)可(ke)以控(kong)制鏡(jing)(jing)(jing)頭的焦(jiao)(jiao)距；另一電機(ji)與鏡(jing)(jing)(jing)頭的對(dui)焦(jiao)(jiao)環(huan)合，當(dang)其受控(kong)轉(zhuan)動時(shi)可(ke)完成鏡(jing)(jing)(jing)頭的對(dui)焦(jiao)(jiao)。但是由于增加了兩(liang)個(ge)電機(ji)且鏡(jing)(jing)(jing)片組數增多，鏡(jing)(jing)(jing)頭的體積(ji)也(ye)相(xiang)應增大。

（6）電動三可變鏡頭

與自動光圈(quan)電(dian)動變焦(jiao)鏡頭(tou)相比，只是將(jiang)對光圈(quan)調整電(dian)機的控制由(you)自動控制改為由(you)控制器來手動控制。

3、按焦距分

光學鏡頭根據焦(jiao)距的(de)(de)(de)長(chang)短(duan)則可以分為短(duan)焦(jiao)鏡頭(tou)、中(zhong)焦(jiao)鏡頭(tou)、長(chang)焦(jiao)鏡頭(tou)。每個焦(jiao)段都有不同的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)場景，短(duan)焦(jiao)鏡頭(tou)適(shi)合(he)拍(pai)(pai)(pai)攝近(jin)景，但由于焦(jiao)距小，拍(pai)(pai)(pai)攝遠(yuan)處(chu)物體(ti)就(jiu)看(kan)不清；中(zhong)焦(jiao)鏡頭(tou)拍(pai)(pai)(pai)到(dao)的(de)(de)(de)和我(wo)們看(kan)到(dao)的(de)(de)(de)差不多(duo)，更接近(jin)我(wo)們平時(shi)看(kan)到(dao)的(de)(de)(de)視角；長(chang)焦(jiao)鏡頭(tou)視角小但對拍(pai)(pai)(pai)攝遠(yuan)處(chu)的(de)(de)(de)物體(ti)則起到(dao)了放(fang)大的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)，適(shi)合(he)拍(pai)(pai)(pai)攝遠(yuan)處(chu)的(de)(de)(de)物體(ti)、球賽、野生動(dong)物等等。

從視(shi)場(chang)角的(de)(de)大小則能分為廣(guang)(guang)角鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、超廣(guang)(guang)角鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)和魚眼鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)。廣(guang)(guang)角鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)視(shi)場(chang)角一(yi)(yi)般在80°左右，主(zhu)要用于一(yi)(yi)般場(chang)景(jing)下拍(pai)攝(she)，超廣(guang)(guang)角則用于拍(pai)攝(she)風景(jing)、建筑、合影等場(chang)景(jing)，魚眼鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)是一(yi)(yi)種極端(duan)的(de)(de)廣(guang)(guang)角鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，視(shi)場(chang)角接近(jin)甚至能超過180°，鏡(jing)(jing)片(pian)的(de)(de)直徑很短且呈(cheng)向外凸出(chu)，與魚的(de)(de)眼睛(jing)類(lei)似，廣(guang)(guang)泛用于場(chang)景(jing)監(jian)控(kong)、機器人導航和測量等領域(yu)。

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(zhao)結構的劃分定(ding)(ding)焦鏡(jing)頭(tou)(tou)又能分為固(gu)定(ding)(ding)光(guang)(guang)圈(quan)(quan)定(ding)(ding)焦鏡(jing)頭(tou)(tou)、手(shou)動(dong)光(guang)(guang)圈(quan)(quan)定(ding)(ding)焦鏡(jing)頭(tou)(tou)和自動(dong)光(guang)(guang)圈(quan)(quan)定(ding)(ding)焦鏡(jing)頭(tou)(tou)三種，固(gu)定(ding)(ding)光(guang)(guang)圈(quan)(quan)主要應用(yong)在(zai)監控(kong)、微單和車載等方面，手(shou)動(dong)光(guang)(guang)圈(quan)(quan)則用(yong)于機(ji)器人視覺、道路監控(kong)，能自動(dong)調整光(guang)(guang)圈(quan)(quan)的定(ding)(ding)焦鏡(jing)頭(tou)(tou)則廣泛用(yong)在(zai)光(guang)(guang)線復雜多變的場所，比如監控(kong)攝(she)影機(ji)。變焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)也(ye)可(ke)分為三(san)種：手動光(guang)圈變焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)、自動光(guang)圈電動變焦(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)和電動三(san)可(ke)變鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)（光(guang)圈、焦(jiao)距、聚(ju)焦(jiao)都能變化）。

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(chang)用的包括C接口(kou)(kou)(kou)、CS接口(kou)(kou)(kou)、F接口(kou)(kou)(kou)、V接口(kou)(kou)(kou)、T2接口(kou)(kou)(kou)、徠卡接口(kou)(kou)(kou)、M42接口(kou)(kou)(kou)、M50接口(kou)(kou)(kou)等。接口(kou)(kou)(kou)類型的不(bu)同(tong)和鏡(jing)頭(tou)性能及質量并無直接關系，只是接口(kou)(kou)(kou)方式的不(bu)同(tong)，一(yi)般(ban)可以也找到各種(zhong)常(chang)用接口(kou)(kou)(kou)之間的轉(zhuan)接口(kou)(kou)(kou)。

C接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)和(he)(he)CS接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)是工業攝像(xiang)機常見的(de)(de)(de)國際標準(zhun)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)，為(wei)(wei)(wei)1英寸-32UN英制(zhi)螺紋連接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)，C型(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)和(he)(he)CS型(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)螺紋連接(jie)(jie)(jie)(jie)是一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)，區別在(zai)于C型(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)后截距為(wei)(wei)(wei)17.5mm，CS型(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)后截距為(wei)(wei)(wei)12.5mm。所以CS型(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)攝像(xiang)機可(ke)以和(he)(he)C口(kou)(kou)(kou)及CS口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)連接(jie)(jie)(jie)(jie)使用，只是使用C口(kou)(kou)(kou)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)時需要(yao)加一(yi)個5mm的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)圈；C型(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)攝像(xiang)機不能用CS口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。

F接口(kou)鏡(jing)頭(tou)是尼康鏡(jing)頭(tou)的(de)接口(kou)標準，所以(yi)又稱尼康口(kou)，也是工業攝像(xiang)機中常用的(de)類型，一般攝像(xiang)機靶面(mian)大于1英寸時(shi)需用F口(kou)的(de)鏡(jing)頭(tou)。

V接口(kou)鏡頭是著名的專業鏡頭品牌施奈德(de)鏡頭所主要使用(yong)的標準，一般也(ye)用(yong)于攝像機靶面較(jiao)大或特殊用(yong)途的鏡頭。

5、特殊用途的鏡頭

顯微鏡(jing)頭，一般(ban)是指成像(xiang)比例大于10:1的(de)拍攝系統所用，但(dan)由于現在的(de)攝像(xiang)機的(de)像(xiang)元尺(chi)寸已經做到3微米以內，所以一般(ban)成像(xiang)比例大于2:1時也會選用顯微鏡(jing)頭。

微距鏡(jing)頭，一(yi)般是指成(cheng)像(xiang)比(bi)例為2:1～1:4的(de)范圍內的(de)特殊設(she)計的(de)鏡(jing)頭。在對圖(tu)像(xiang)質(zhi)量要求(qiu)不是很高的(de)情況下，一(yi)般可(ke)采用在鏡(jing)頭和攝像(xiang)機(ji)之(zhi)間加近(jin)攝接圈的(de)方式或在鏡(jing)頭前加近(jin)拍鏡(jing)的(de)方式達到(dao)放大成(cheng)像(xiang)的(de)效(xiao)果。

遠(yuan)心(xin)鏡(jing)(jing)頭(tou)，主要是為糾正傳統鏡(jing)(jing)頭(tou)的(de)(de)視差而特(te)殊設(she)計的(de)(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)，它可以在一(yi)定的(de)(de)物(wu)距(ju)范圍(wei)內，使得到(dao)的(de)(de)圖像放大(da)倍率不會(hui)隨物(wu)距(ju)的(de)(de)變化(hua)而變化(hua)，這對(dui)被(bei)測物(wu)不在同一(yi)物(wu)面上的(de)(de)情況是非常重(zhong)要的(de)(de)應用(yong)。