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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)學鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)是機(ji)器視覺(jue)系(xi)統中必(bi)不可(ke)(ke)少的(de)部件，直接(jie)影(ying)響成像質量(liang)的(de)優劣，影(ying)響算法(fa)的(de)實(shi)現和(he)效果。光(guang)(guang)(guang)學鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)從(cong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)上可(ke)(ke)分(fen)為短焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、中焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，長(chang)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)；從(cong)視場大小分(fen)有(you)(you)廣角、標準，遠(yuan)攝鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)；結構上分(fen)有(you)(you)固(gu)定(ding)光(guang)(guang)(guang)圈(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，手動(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)圈(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，自動(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)圈(quan)定(ding)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，手動(dong)(dong)變(bian)(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、自動(dong)(dong)變(bian)(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，自動(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)圈(quan)電(dian)動(dong)(dong)變(bian)(bian)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)，電(dian)動(dong)(dong)三可(ke)(ke)變(bian)(bian)（光(guang)(guang)(guang)圈(quan)、焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)、聚焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)均可(ke)(ke)變(bian)(bian)）鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭上的參數含義

1、焦距（FocalLength）

光(guang)學(xue)鏡(jing)(jing)頭(tou)焦距(ju)的(de)(de)參數用mm（毫米）來(lai)劃(hua)分的(de)(de)，常規的(de)(de)有6mm，8mm，12mm，16mm，25mm，35mm，50mm，75mm。一般6mm鏡(jing)(jing)頭(tou)在15m以(yi)(yi)(yi)內，8mm鏡(jing)(jing)頭(tou)在20m以(yi)(yi)(yi)內，視(shi)角約50度，12mm在30-40m以(yi)(yi)(yi)內，約30度，16mm在40-60以(yi)(yi)(yi)內。

較常(chang)見普通相機有(you)8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等(deng)，還有(you)長達2500mm超(chao)長焦(jiao)望(wang)遠鏡頭(tou)。鏡頭(tou)根據(ju)其焦(jiao)距(ju)的(de)長短，也(ye)即拍攝時(shi)的(de)視角，可分(fen)為(wei)標(biao)準鏡頭(tou)、廣角鏡頭(tou)、和(he)長焦(jiao)距(ju)鏡頭(tou)等(deng)。根據(ju)焦(jiao)距(ju)能否調節分(fen)為(wei)定焦(jiao)鏡頭(tou)和(he)變焦(jiao)鏡頭(tou)兩大(da)類。

2、光圈（Iris）

光(guang)圈(quan)用F表示，以鏡(jing)頭焦距f和通(tong)光(guang)孔(kong)徑(jing)D的比值(zhi)(zhi)來衡量，每個鏡(jing)頭上都標有最大F值(zhi)(zhi)，例(li)如(ru)：8mm/F1.4代表最大孔(kong)徑(jing)D為5.7mm，F值(zhi)(zhi)越(yue)小，光(guang)圈(quan)越(yue)大，F值(zhi)(zhi)越(yue)大，光(guang)圈(quan)越(yue)小。最佳光(guang)圈(quan)一(yi)般在f/4-f/8。

3、景深（Depth of Field，DOF）

景(jing)深(shen)(shen)(shen)是指(zhi)在(zai)被攝(she)(she)(she)物體(ti)聚焦(jiao)清楚后，在(zai)物體(ti)前后一(yi)定距(ju)離內(nei)，其影像仍(reng)然清晰的范圍。景(jing)深(shen)(shen)(shen)隨鏡頭的光(guang)(guang)圈值、焦(jiao)距(ju)、拍攝(she)(she)(she)距(ju)離而(er)變(bian)化，光(guang)(guang)圈越(yue)(yue)(yue)大(da)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)（淺），光(guang)(guang)圈越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)（深(shen)(shen)(shen)）。焦(jiao)距(ju)越(yue)(yue)(yue)長(chang)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，焦(jiao)距(ju)越(yue)(yue)(yue)短，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)。距(ju)離拍攝(she)(she)(she)物體(ti)越(yue)(yue)(yue)近時，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，拍攝(she)(she)(she)距(ju)離約遠(yuan)，景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(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cs接口(kou)的(de)主要區(qu)別在(zai)于鏡(jing)頭(tou)(tou)與攝像(xiang)機接觸面(mian)至鏡(jing)頭(tou)(tou)焦平(ping)面(mian)的(de)距離(li)不同，c型接口(kou)距離(li)為17.5mm，cs型接口(kou)距離(li)為12.5mm。C型(xing)鏡(jing)頭與C型(xing)攝像機，CS型(xing)鏡(jing)頭與CS型(xing)攝像機可以配(pei)(pei)合使用，C型(xing)鏡(jing)頭搭(da)配(pei)(pei)CS型(xing)搭(da)配(pei)(pei)使用增加一(yi)個5mm的C/CS轉接環(huan)就可以啦。

5、對應最大CCD尺寸（SensorSize）

鏡頭成像直(zhi)徑可覆(fu)蓋(gai)最(zui)大CCD芯片尺(chi)(chi)寸（傳(chuan)感器尺(chi)(chi)寸，一英(ying)(ying)寸=25.4mm），主(zhu)要有(you)：1/2″（eg：應(ying)該是1/2英(ying)(ying)寸，靶面高度應(ying)該是6.4，具體計算有(you)待查詢）、2/3″、1″和(he)1″以上。

6、分辨率（Resolution）

分辨率(lv)代表鏡頭記錄(lu)物體(ti)細(xi)節的(de)能(neng)力，以每毫(hao)米能(neng)夠分辨黑白對(dui)線的(de)數量(liang)為計量(liang)單位，“線對(dui)/毫(hao)米（lp/mm）”，分辨率(lv)越(yue)高的(de)成像(xiang)越(yue)清晰。我(wo)們常(chang)說的(de)顯(xian)示分辨率(lv)是屏(ping)幕(mu)圖像(xiang)的(de)精密度(du)，指圖形所能(neng)顯(xian)示像(xiang)素有多(duo)少。

7、工作距離（Workingdistance，WD）

鏡頭第一個(ge)工作面到被測物體距(ju)離。

8、視野范圍（Field of View，FOV）

相機實際拍攝到(dao)的區域尺(chi)寸。

9、光學放大倍數（Magnification，b）

CCD/FOV，即芯片尺寸除以視野范圍。

10、數值孔徑（Numerical Aperture，NA）

數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)徑等于由物(wu)體與(yu)物(wu)鏡(jing)間媒質(zhi)的(de)(de)折射率n與(yu)物(wu)鏡(jing)孔(kong)徑角的(de)(de)一半（a2）的(de)(de)正弦值(zhi)的(de)(de)乘積，計算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)徑與(yu)其(qi)它(ta)光學參數(shu)(shu)有著密切(qie)的(de)(de)關系(xi)，它(ta)與(yu)分辨(bian)(bian)率成正比，與(yu)放(fang)大率成正比。也就是說(shuo)數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)徑，直接決定了鏡(jing)頭(tou)分辨(bian)(bian)率，數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)徑越大，分辨(bian)(bian)率越高(gao)，否則反之(zhi)。

11、后背焦（Flangedistance）

準確來說，后(hou)倍(bei)焦是(shi)相機(ji)(ji)的(de)一(yi)個參數(shu)，指相機(ji)(ji)接(jie)口平(ping)面(mian)到芯片的(de)距離。但在線掃描鏡頭或者(zhe)大面(mian)陣相機(ji)(ji)的(de)鏡頭選型時，后(hou)倍(bei)焦是(shi)一(yi)個非(fei)常(chang)重要的(de)參數(shu)，因為它(ta)直接(jie)影響鏡頭的(de)配(pei)置(zhi)。不同廠家(jia)的(de)相機(ji)(ji)，哪(na)怕(pa)接(jie)口一(yi)樣也可能有(you)不同的(de)后(hou)倍(bei)焦。

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)(jie)(jie)口(kou)還是(shi)CS接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)，C接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)的接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)距離是(shi)17.5mm，CS接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)的接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)距離是(shi)12.5mm，用錯了(le)就(jiu)不能(neng)合焦。

2、要根據(ju)感光器件的(de)大小(xiao)來選擇(ze)鏡(jing)頭，是2/3寸(cun)感光芯片的(de)要選擇(ze)對應成(cheng)像圈的(de)鏡(jing)頭，如果選擇(ze)了1/3"或1/2“的(de)，會出現很(hen)大的(de)暗角。

3、選(xuan)擇(ze)焦距，即(ji)選(xuan)擇(ze)視野范(fan)圍比觀測范(fan)圍稍大一(yi)點的鏡頭。

4、景深與光環(huan)境的(de)配合(he)，光線充足，配備光源照射的(de)地方可以選用小(xiao)光圈(quan)，加大(da)景深，提高拍(pai)攝清(qing)晰度。光線不(bu)足的(de)地方需(xu)要稍大(da)一點(dian)的(de)光圈(quan)或(huo)采(cai)用高感光度的(de)感光芯片。