一、光學(xué)鏡頭是什么意思

光學(xué)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(xué)成像。

光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)中必不可少的部件，直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣，影響算法的實(shí)現(xiàn)和效果。光學(xué)鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭，長焦鏡頭；從視場大小分有廣角、標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)攝鏡頭；結(jié)構(gòu)上分有固定光圈定焦鏡頭，手動(dòng)光圈定焦鏡頭，自動(dòng)光圈定焦鏡頭，手動(dòng)變焦鏡頭、自動(dòng)變焦鏡頭，自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭，電動(dòng)三可變（光圈、焦距、聚焦均可變）鏡頭等。

二、光學(xué)鏡頭有哪些分類

1、按鏡頭鏡片材料分

光學(xué)鏡頭主要分為塑膠鏡頭、玻璃鏡頭和玻璃塑膠混合鏡頭三大類。無論是采用塑膠鏡片組立的塑膠鏡頭還是玻璃透鏡組立而成的玻璃鏡頭，其結(jié)構(gòu)都是由多片鏡片構(gòu)成。一般而言，鏡片數(shù)量越多，鏡頭的成像質(zhì)量越高。

塑膠鏡頭與玻璃鏡頭由于在材料屬性、加工工藝、透光率等方面都存在著很大的差異，因此最終的適用范圍也大有不同。塑膠鏡頭是由光學(xué)塑膠鏡片組成的鏡頭，由于可塑性強(qiáng)，容易制成非球面形狀，方便小型化等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備上。

玻璃鏡頭是由玻璃鏡片組立而成，由于對(duì)模造技術(shù)、鍍膜工藝、精密加工等方面有著較高的要求以及其透光率高的特點(diǎn)，更多應(yīng)用于高端影像領(lǐng)域，如單反相機(jī)、高端掃描儀、車載成像系統(tǒng)、高端安防視頻監(jiān)控等設(shè)備。

玻璃塑膠混合鏡頭，由部分玻璃鏡片和部分塑膠鏡片共同組成，結(jié)合了二者的特點(diǎn)，具有高折射率的光學(xué)性能和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于監(jiān)控?cái)z像頭、數(shù)碼相機(jī)、車載攝像頭等鏡頭模組中。

2、按結(jié)構(gòu)分

（1）固定光圈定焦鏡頭

簡單：鏡頭只有一個(gè)可以手動(dòng)調(diào)整的對(duì)焦調(diào)整環(huán)，左右旋轉(zhuǎn)該環(huán)可使成像在CCD靶面上的圖像最清晰；沒有光圈調(diào)整環(huán)，光圈不能調(diào)整，進(jìn)入鏡頭的光通量不能通過改變鏡頭因素而改變，只能通過改變視場的光照度來調(diào)整。結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。

（2）手動(dòng)光圈定焦鏡頭

手動(dòng)光圈定焦鏡頭比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調(diào)整環(huán)，光圈范圍一般從F1.2或F1.4到全關(guān)閉，能方便地適應(yīng)被被攝現(xiàn)場地光照度，光圈調(diào)整是通過手動(dòng)人為進(jìn)行的。光照度比較均勻，價(jià)格較便宜。

（3）自動(dòng)光圈定焦鏡頭

在手動(dòng)光圈定焦鏡頭的光圈調(diào)整環(huán)上增加一個(gè)齒輪合傳動(dòng)的微型電機(jī)，并從驅(qū)動(dòng)電路引出3或4芯屏蔽線，接到攝像機(jī)自動(dòng)光圈接口座上。當(dāng)進(jìn)入鏡頭的光通量變化時(shí)，攝像機(jī)CCD靶面產(chǎn)生的電荷發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使視頻信號(hào)電平發(fā)生變化，產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，傳給自動(dòng)光圈鏡頭，從而使鏡頭內(nèi)的電機(jī)做相應(yīng)的正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，完成調(diào)整大小的任務(wù)。

（4）手動(dòng)光圈變焦鏡頭

焦距可變的，有一個(gè)焦距調(diào)整環(huán)，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整鏡頭的焦距，其可變比一般為2～3倍，焦距一般為3.6~8mm。實(shí)際應(yīng)用中，可通過手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭的變焦環(huán)，可以方便地選擇被監(jiān)視地市場的市場角。但是當(dāng)攝像機(jī)安裝位置固定下以后，在頻繁地手動(dòng)調(diào)整變焦是很不方便的。因此，工程完工后，手動(dòng)變焦鏡頭的焦距一般很少調(diào)整。僅起定焦鏡頭的作用。

（5）自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭

與自動(dòng)光圈定焦鏡頭相比增加了兩個(gè)微型電機(jī)，其中一個(gè)電機(jī)與鏡頭的變焦環(huán)合，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以控制鏡頭的焦距；另一電機(jī)與鏡頭的對(duì)焦環(huán)合，當(dāng)其受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可完成鏡頭的對(duì)焦。但是由于增加了兩個(gè)電機(jī)且鏡片組數(shù)增多，鏡頭的體積也相應(yīng)增大。

（6）電動(dòng)三可變鏡頭

與自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭相比，只是將對(duì)光圈調(diào)整電機(jī)的控制由自動(dòng)控制改為由控制器來手動(dòng)控制。

3、按焦距分

光學(xué)鏡頭根據(jù)焦距的長短則可以分為短焦鏡頭、中焦鏡頭、長焦鏡頭。每個(gè)焦段都有不同的使用場景，短焦鏡頭適合拍攝近景，但由于焦距小，拍攝遠(yuǎn)處物體就看不清；中焦鏡頭拍到的和我們看到的差不多，更接近我們平時(shí)看到的視角；長焦鏡頭視角小但對(duì)拍攝遠(yuǎn)處的物體則起到了放大的作用，適合拍攝遠(yuǎn)處的物體、球賽、野生動(dòng)物等等。

從視場角的大小則能分為廣角鏡頭、超廣角鏡頭和魚眼鏡頭。廣角鏡頭的視場角一般在80°左右，主要用于一般場景下拍攝，超廣角則用于拍攝風(fēng)景、建筑、合影等場景，魚眼鏡頭是一種極端的廣角鏡頭，視場角接近甚至能超過180°，鏡片的直徑很短且呈向外凸出，與魚的眼睛類似，廣泛用于場景監(jiān)控、機(jī)器人導(dǎo)航和測量等領(lǐng)域。

同樣，也可根據(jù)焦距的變化分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類。按照結(jié)構(gòu)的劃分定焦鏡頭又能分為固定光圈定焦鏡頭、手動(dòng)光圈定焦鏡頭和自動(dòng)光圈定焦鏡頭三種，固定光圈主要應(yīng)用在監(jiān)控、微單和車載等方面，手動(dòng)光圈則用于機(jī)器人視覺、道路監(jiān)控，能自動(dòng)調(diào)整光圈的定焦鏡頭則廣泛用在光線復(fù)雜多變的場所，比如監(jiān)控?cái)z影機(jī)。變焦鏡頭也可分為三種：手動(dòng)光圈變焦鏡頭、自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭和電動(dòng)三可變鏡頭（光圈、焦距、聚焦都能變化）。

4、按接口分

鏡頭和攝像機(jī)之間的接口有許多不同的類型，工業(yè)攝像機(jī)常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徠卡接口、M42接口、M50接口等。接口類型的不同和鏡頭性能及質(zhì)量并無直接關(guān)系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各種常用接口之間的轉(zhuǎn)接口。

C接口和CS接口是工業(yè)攝像機(jī)常見的國際標(biāo)準(zhǔn)接口，為1英寸-32UN英制螺紋連接口，C型接口和CS型接口的螺紋連接是一樣的，區(qū)別在于C型接口的后截距為17.5mm，CS型接口的后截距為12.5mm。所以CS型接口的攝像機(jī)可以和C口及CS口的鏡頭連接使用，只是使用C口鏡頭時(shí)需要加一個(gè)5mm的接圈；C型接口的攝像機(jī)不能用CS口的鏡頭。

F接口鏡頭是尼康鏡頭的接口標(biāo)準(zhǔn)，所以又稱尼康口，也是工業(yè)攝像機(jī)中常用的類型，一般攝像機(jī)靶面大于1英寸時(shí)需用F口的鏡頭。

V接口鏡頭是著名的專業(yè)鏡頭品牌施奈德鏡頭所主要使用的標(biāo)準(zhǔn)，一般也用于攝像機(jī)靶面較大或特殊用途的鏡頭。

5、特殊用途的鏡頭

顯微鏡頭，一般是指成像比例大于10:1的拍攝系統(tǒng)所用，但由于現(xiàn)在的攝像機(jī)的像元尺寸已經(jīng)做到3微米以內(nèi)，所以一般成像比例大于2:1時(shí)也會(huì)選用顯微鏡頭。

微距鏡頭，一般是指成像比例為2:1～1:4的范圍內(nèi)的特殊設(shè)計(jì)的鏡頭。在對(duì)圖像質(zhì)量要求不是很高的情況下，一般可采用在鏡頭和攝像機(jī)之間加近攝接圈的方式或在鏡頭前加近拍鏡的方式達(dá)到放大成像的效果。

遠(yuǎn)心鏡頭，主要是為糾正傳統(tǒng)鏡頭的視差而特殊設(shè)計(jì)的鏡頭，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會(huì)隨物距的變化而變化，這對(duì)被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。