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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)學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)是機(ji)器視覺(jue)系統中必(bi)不可(ke)少的(de)部件，直接影響成像質量的(de)優(you)劣(lie)，影響算(suan)法的(de)實現和效(xiao)果。光(guang)學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)從(cong)焦(jiao)距上(shang)(shang)可(ke)分為(wei)短(duan)焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、中焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，長(chang)焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)；從(cong)視場(chang)大小分有(you)廣(guang)角、標(biao)準，遠(yuan)攝(she)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)；結構上(shang)(shang)分有(you)固定光(guang)圈(quan)(quan)定焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)光(guang)圈(quan)(quan)定焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，自動(dong)光(guang)圈(quan)(quan)定焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，手(shou)動(dong)變焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、自動(dong)變焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，自動(dong)光(guang)圈(quan)(quan)電動(dong)變焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，電動(dong)三(san)可(ke)變（光(guang)圈(quan)(quan)、焦(jiao)距、聚焦(jiao)均可(ke)變）鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)等。

二、光學鏡頭上的參數含義

1、焦距（FocalLength）

光(guang)學鏡(jing)(jing)頭焦距的參數用mm（毫米）來劃分的，常規的有6mm，8mm，12mm，16mm，25mm，35mm，50mm，75mm。一般6mm鏡(jing)(jing)頭在(zai)15m以(yi)(yi)(yi)(yi)內，8mm鏡(jing)(jing)頭在(zai)20m以(yi)(yi)(yi)(yi)內，視角約(yue)50度(du)，12mm在(zai)30-40m以(yi)(yi)(yi)(yi)內，約(yue)30度(du)，16mm在(zai)40-60以(yi)(yi)(yi)(yi)內。

較(jiao)常見普通相機有(you)8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等，還有(you)長(chang)達2500mm超長(chang)焦(jiao)望(wang)遠鏡頭(tou)。鏡頭(tou)根據(ju)其焦(jiao)距(ju)的長(chang)短(duan)，也即拍攝時的視角，可分(fen)為標(biao)準鏡頭(tou)、廣角鏡頭(tou)、和(he)(he)長(chang)焦(jiao)距(ju)鏡頭(tou)等。根據(ju)焦(jiao)距(ju)能否調節分(fen)為定(ding)焦(jiao)鏡頭(tou)和(he)(he)變焦(jiao)鏡頭(tou)兩大類(lei)。

2、光圈（Iris）

光(guang)圈用F表示，以鏡(jing)頭(tou)焦距f和通光(guang)孔徑D的比值(zhi)(zhi)來衡量，每(mei)個鏡(jing)頭(tou)上都標有最(zui)大F值(zhi)(zhi)，例(li)如：8mm/F1.4代(dai)表最(zui)大孔徑D為5.7mm，F值(zhi)(zhi)越小(xiao)，光(guang)圈越大，F值(zhi)(zhi)越大，光(guang)圈越小(xiao)。最(zui)佳(jia)光(guang)圈一般在f/4-f/8。

3、景深（Depth of Field，DOF）

景(jing)深(shen)是指在被(bei)攝物(wu)(wu)體(ti)聚焦清(qing)楚后，在物(wu)(wu)體(ti)前后一(yi)定(ding)距(ju)(ju)離內，其影像仍(reng)然(ran)清(qing)晰(xi)的范圍。景(jing)深(shen)隨鏡頭的光(guang)圈(quan)(quan)值、焦距(ju)(ju)、拍攝距(ju)(ju)離而變(bian)化，光(guang)圈(quan)(quan)越(yue)(yue)大(da)(da)，景(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(xiao)（淺），光(guang)圈(quan)(quan)越(yue)(yue)小(xiao)，景(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)(da)（深(shen)）。焦距(ju)(ju)越(yue)(yue)長，景(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(xiao)，焦距(ju)(ju)越(yue)(yue)短(duan)，景(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)(da)。距(ju)(ju)離拍攝物(wu)(wu)體(ti)越(yue)(yue)近時(shi)，景(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(xiao)，拍攝距(ju)(ju)離約(yue)遠，景(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)(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(yu)cs接(jie)口的(de)主要區別在于鏡(jing)頭(tou)與(yu)攝像機(ji)接(jie)觸面(mian)至鏡(jing)頭(tou)焦平面(mian)的(de)距離不同(tong)，c型(xing)接(jie)口距離為17.5mm，cs型(xing)接(jie)口距離為12.5mm。C型(xing)鏡(jing)頭(tou)與C型(xing)攝像機(ji)，CS型(xing)鏡(jing)頭(tou)與CS型(xing)攝像機(ji)可(ke)以(yi)配合使用，C型(xing)鏡(jing)頭(tou)搭配CS型(xing)搭配使用增(zeng)加(jia)一個5mm的C/CS轉接環就可(ke)以(yi)啦。

5、對應最大CCD尺寸（SensorSize）

鏡頭成像(xiang)直徑可覆蓋最(zui)大CCD芯片(pian)尺(chi)寸(cun)(cun)（傳感器尺(chi)寸(cun)(cun)，一英寸(cun)(cun)=25.4mm），主要有：1/2″（eg：應(ying)該(gai)是1/2英寸(cun)(cun)，靶面高度應(ying)該(gai)是6.4，具體計算有待查詢）、2/3″、1″和1″以上(shang)。

6、分辨率（Resolution）

分(fen)辨率(lv)代表鏡頭記錄物體細節的(de)(de)能力，以(yi)每毫米能夠分(fen)辨黑白對(dui)(dui)線(xian)的(de)(de)數量(liang)為(wei)計量(liang)單位(wei)，“線(xian)對(dui)(dui)/毫米（lp/mm）”，分(fen)辨率(lv)越(yue)高(gao)的(de)(de)成(cheng)像(xiang)越(yue)清晰。我們(men)常說的(de)(de)顯示分(fen)辨率(lv)是屏幕圖(tu)像(xiang)的(de)(de)精密度，指圖(tu)形所能顯示像(xiang)素有(you)多少(shao)。

7、工作距離（Workingdistance，WD）

鏡頭第一個(ge)工作面到被(bei)測(ce)物體距(ju)離(li)。

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(xin)片尺寸除(chu)以(yi)視野范圍(wei)。

10、數值孔徑（Numerical Aperture，NA）

數(shu)值(zhi)孔徑(jing)(jing)等于(yu)由物體與(yu)物鏡(jing)間媒質的折射率(lv)n與(yu)物鏡(jing)孔徑(jing)(jing)角的一半（a2）的正(zheng)弦值(zhi)的乘積，計算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)值(zhi)孔徑(jing)(jing)與(yu)其(qi)它(ta)光(guang)學(xue)參數(shu)有著密(mi)切的關系(xi)，它(ta)與(yu)分(fen)(fen)辨率(lv)成(cheng)正(zheng)比，與(yu)放(fang)大率(lv)成(cheng)正(zheng)比。也(ye)就是說數(shu)值(zhi)孔徑(jing)(jing)，直接(jie)決(jue)定了鏡(jing)頭分(fen)(fen)辨率(lv)，數(shu)值(zhi)孔徑(jing)(jing)越大，分(fen)(fen)辨率(lv)越高，否則反之。

11、后背焦（Flangedistance）

準確(que)來說，后(hou)倍(bei)焦是相(xiang)機(ji)的(de)(de)一個參數(shu)，指相(xiang)機(ji)接(jie)口(kou)平面到芯片(pian)的(de)(de)距離。但在線(xian)掃描鏡頭(tou)或者(zhe)大面陣(zhen)相(xiang)機(ji)的(de)(de)鏡頭(tou)選型時，后(hou)倍(bei)焦是一個非常重要(yao)的(de)(de)參數(shu)，因為(wei)它(ta)直接(jie)影(ying)響鏡頭(tou)的(de)(de)配置。不(bu)同(tong)廠家(jia)的(de)(de)相(xiang)機(ji)，哪(na)怕接(jie)口(kou)一樣也可能有(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)后(hou)倍(bei)焦。

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(huan)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，用錯了就不能合焦(jiao)。

2、要根據(ju)感(gan)光器件(jian)的大(da)小來選擇(ze)(ze)鏡頭(tou)，是(shi)2/3寸感(gan)光芯片的要選擇(ze)(ze)對應成(cheng)像圈的鏡頭(tou)，如(ru)果選擇(ze)(ze)了1/3"或1/2“的，會出現很大(da)的暗(an)角。

3、選擇焦距，即選擇視(shi)野(ye)范(fan)圍比觀(guan)測范(fan)圍稍大一(yi)點的(de)鏡頭。

4、景(jing)深(shen)與(yu)光(guang)環(huan)境的(de)配合，光(guang)線充足，配備(bei)光(guang)源照射的(de)地方可以(yi)選用小光(guang)圈(quan)，加大(da)景(jing)深(shen)，提高拍攝清晰度(du)。光(guang)線不足的(de)地方需要稍大(da)一點的(de)光(guang)圈(quan)或采用高感光(guang)度(du)的(de)感光(guang)芯片。