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1、 镜头是集聚光线，使胶卷能获得清晰影像的结构。早期的镜头都是由单片凸透镜所构成。因为清晰度不佳，又会产生色像差，而渐被改良成复式透镜，即以多片凹凸透镜的组合，来纠正各种像差或色差，并且借着镜头的加膜(coating)处理，增加进光量，减少耀光，使影像的素质大大的提高。 根据应用场合镜头可分为以下几种： 广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。 标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。 长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。镜头结构：
2、 镜头结构可以理解为镜头的构造，其主要是由镜片构成的。目前任何一款相机的镜头都不可能是由一块镜片组成，标准镜头和功能型附加镜头都是如此。一个镜头往往是由多块镜片构成，根据需要这些镜片又会组成小组，从而把要拍摄的对象尽可能清晰、准确的还原。 镜头的结构主要指的是构成镜头的镜片数目情况。由于不同厂商、不同产品采用的技术是不同的，因此绝不能简单的认为镜片的数目多好还是数目少好。 除了镜片的数目之外，镜头的材质也是镜头结构的一个重要的技术指标。目前镜头的材质一般可以分为两类：玻璃和塑料。这两种材质是和镜头生产商所采用的技术和特点有关的，两种材质并无优劣之分。两种材质的镜头也都有各自的特点：比如玻璃镜头
3、稳重、塑料镜头轻巧。景深： 当某一物体聚焦清晰时，从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也是清晰的。焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。景深分为前景深和后景深，后景深大于前景深。景深越深，那么离焦点远的景物也能够清晰，而景深浅，离焦点远的景物就模糊。焦点： 一般而言，摄影用的透镜均为聚焦透镜，依照光学原理、由远处而来的光线穿过具有聚焦作用的透镜后，会全部聚焦于一点，这一点即焦点。而从焦点到镜头的中心点之距离即称焦距。在相机上，镜头的中心点通常都位于光圈处，而焦点位于焦点平面上。 焦距： 从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离。对于镜头来说，焦距有着非常重要的意义
4、。焦距长短与成像大小成正比，焦距越长成像越大，焦距越短成像越小。镜头焦距长短与视角大小成反比，焦距越长视角越小，焦距越短视角越大。焦距长短与景深成反比，焦距越长景深越小，焦距越短景深越大。焦距长短与透视感的强弱成反比，焦距越长透视感越弱，焦距越短透视感越强。焦距长短与反差成反比，焦距越长反差越小，焦距越短反差越大。对焦距离： 对焦距离越远景深越深，对焦距离越近景深越浅。因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头，而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的产品。滤镜口径： 相机镜头口的螺纹就是用来接各种滤镜以及外挂镜头的。不过，不同型号相机的螺纹直径是不一样，这圈螺纹口径就叫做滤镜口径。购买镜头时一
5、定要注意核对，相机的滤镜口径和所买镜头的滤镜口径是否一致，只有两个一致才能够直接连接。当然如果不一致也没有关系，可以通过转接环来转换滤镜口径。把转接环安装在镜头上，再把外挂镜头安装在转接环上就可以了。视角： 镜头中心点到成像平面对角线两端所形成的夹角就是镜头视角，对于相同的成像面积，镜头焦距越短，其视角就越大。对于镜头来说，视角主要是指它可以实现的视角范围，当焦距变短时视角就变大了，可以拍出更宽的范围，但这样会影响较远拍摄对象的清晰度。当焦距变长时，视角就变小了，可以使较远的物体变得清晰，但是能够拍摄的宽度范围就变窄了。视场/视场角 视场和视场角是相似概念，它们都是用来衡量镜头成像范围的。在远
6、距离成像中，例如望远镜、航拍镜头等场合，镜头的成像范围常用视场角来衡量，用成像最大范围构成的张角表示（2W）。在近距离成像中，常用实际物面的幅面表示（V*H）成像范围，也成为镜头的视场。这两个概念没有绝对的界限，视使用方便而定。放大倍率： 放大倍率指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成像面积的大小。虽然叫做放大倍率，但是有的镜头则可能起到缩小的作用。如果产品标识为1:4，则表示通过该款镜头，最多可以放大4倍。光圈叶片数： 相机镜头光圈的大小是通过镜头内叶片的变化来调整的。光圈叶片数就是指镜头内用来调整光圈的叶片数量。一般来说，数量越多，在光圈的调整时也就能实现更高的精度。光圈： 光圈是一个
7、用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值。 光圈F值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径，从以上的公式可知要达到相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下: F1， F1.4， F2， F2.8， F4， F5.6， F8， F11， F16， F22， F32， F44， F64 。这里值得一提的是光圈F值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚是下一级的一倍，例如光圈从F8调整到F5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。 工作距离 镜头与目标之间的距离乘坐镜头的工作距离。需要注
8、意的是，一个实际镜头并不是对任何物距下的目标都能做到清晰成像（即使调焦也做不到），所以它允许的工作距离是一个有限范围。像面尺寸一个镜头能清晰成像的范围是有限的，像面尺寸指它能支持的最大清晰成像范围（通常用其直径表示）。超过这个范围成像模糊，对比度下降。所以在给镜头选配CCD时，可以遵循“大的兼容小的”原则进行。就是镜头的像面尺寸大于（或等于）CCD尺寸，即就是相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸否则边缘视场的像质不保。像质(MTF、畸变)像质就是指镜头的成像质量，用于评价一个镜头的成像优劣。传函和畸变就是用于评价相纸的两个重要的参数。MTF：在成像过程中的对比度衰减因子。实际镜头成像，得到的像
9、与实物相比，成像出现“模糊化”，对比度下降，通常用MTF来衡量成像优劣。如下图多所示，为某个镜头中心视场的MTF曲线。图中横坐标是空间频率，纵坐标是MTF值。由于实际成像中总有像差存在，成像的对比度总是下降的，作为对比度衰减因子的MTF也总是小于1的。像面上任何位置的MTF值都是空间频率的函数。一般地，空间频率越高，MTF值越低，意味着高频信息衰减更快。图中，对于中心视场来说，空间频率为80lp/mm的信号成像对比度要下降大约一半（相对于实际目标来说）。在测量应用中，尤其应该重视畸变。相机的分类相机作为机器视觉系统中的核心部件，对于机器视觉系统的重要性是不言而喻的。在选择相机时既要考虑到采集速
10、度、触发方式、分辨率、体积等因素，又要考虑到光学接口、照明方式（即：光强度、光的几何结构、光谱）以及与计算机接口等因素。1、 按芯片技术分类：CCD相机；CMOS相机 两者的主要差异在于将光转换为电信号的方式。对于CCD传感器，光照射到像元上，像元产生电荷，电荷通过少量的输出电极传输并转化为电流、缓冲、信号输出。对于CMOS传感器，每个像元自己完成电荷到电压的转换，同时产生数字信号。CCD相机与CMOS相机大致的参数对比见下表:2、 按靶面类型分类：面阵相机VS线阵相机 相机不仅可以根据传感器技术进行区分，还可以根据传感器架构进行区分。有两种主要的传感器架构：面扫面和线扫面。面扫描相机通常用于
11、输出直接在监视器上显示的场合；场景包含在传感器分辨率内；运动物体用频闪照明；图像用一个事件触发采集（或条件的组合）。线扫面相机用于连续运动物体成像或需要连续的高分辨率成像的场合。线扫面相机的一个自然的应用是静止画面中要对连续产品进行成像，比如纺织、纸张、玻璃、钢板等。同时，线扫描相机同样适用于电子行业的非静止画面检测。3、 按输出模式分类：模拟相机VS数字相机4、 按颜色分类：彩色相机VS黑白相机工作距离、焦距工作距离和焦距往往结合起来考虑。一般地，可以采用这个思路：先明确系统的分辨率，结合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再结合空间结构约束就能知道大概的物像距离，进一步估算镜头的焦距。所以镜头
12、的焦距是和镜头的工作距离、系统分辨率（及CCD像素尺寸）相关的。尺寸大小尺寸其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积越大，也即CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越高。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。(1)l靶面尺寸为宽12.7mm x高9.6mm，对角线16mm(2)2/3靶面尺寸为宽8.8mm x高6.6mm，对角线11mm(3)1/2靶面尺寸为宽6.4mm x高4.8mm，对角线8mm(4)1/3靶面尺寸为宽4.8mm x高3.6mm，对角线6mm(5)1/4靶面尺寸为宽3.2mm x高2.4mm，对角线4mm CCD当然也有CMOS，主要区分为彩色，黑白，1/3，1/4， 1/2及品牌；大小的差别主要在于灵敏度，也就是最低照度，1/4照度会比1/3差，原理很简单:相同数量的感光点，摆在1/4上的每一点一定比较小点，他的受光就较少，当然照度就较差，好处是便宜一些，还有体积较小，板子可以做小一些。 波相差用在相差比较小的情况下 点列斑用在大相差情况下 主光线是用在开始校正的时候 后期为了让点列斑小一点 用质心初级相差是通过塞得和数看的
