光学镜头简介
光学镜头广义上讲指有多片光学元件（一般指透镜）组成的、对光线有收集能力的光学装置；狭义上讲指由多片透镜组成的成像物镜，如数码相机镜头等。本公司从事军用特种光学镜头、民用光学镜头的研发和生产，军用特种镜头用于空间观测、航天工程、军舰、导弹、雷达、无人飞机等航天及军事装备中，可应用在机载、舰载、车载等多种场合，用于识别、跟踪和锁定目标。民用高清镜头广泛应用于安防监控、物联网、工业自动化生产、平安城市与智慧城市等各个领域。具有体积小、重量轻、操作简便、稳定可靠、环境适应力强等特点。
光学镜头分类方法很多，从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变（光圈、焦距、聚焦均可变）镜头等。为了便于识别和客户定制，本公司镜头一般按照其特点和应用领域分为定焦镜头、变焦镜头、星敏镜头、高温镜头、红外镜头、投影镜头、高速镜头、鱼眼镜头、远心镜头、特种镜头几大类：
（1）定焦镜头
定焦镜头，顾名思义，定焦镜头没有变焦功能，只有一个焦距。
在数码相机领域，定焦镜头相对于变焦机器的最大好处就是对焦速度快，成像质量稳定，不少拥有定焦镜头的数码相机所拍摄的运动物体图像清晰而稳定，对焦非常准确，画面细腻，颗粒感非常轻微，测光也比较准确。
在光学遥感领域，定焦镜头主要应用在平台高度稳定、相对无穷远目标的成像。
定焦镜头的主要优点是设计简单、成本较低、对焦速度快、成像质量稳定；缺点显而易见，没有焦距调节功能。
（2）变焦镜头
变焦镜头是相对于定焦镜头而言的，指在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的镜头。
在数码相机领域，变焦镜头最大的特点，或者说它最大的价值，还是在于它实现了镜头焦距可按摄影者意愿变换的功能。与变焦镜头固定焦距镜头不同，变焦距镜头并不是依靠快速更换镜头来实现镜头焦距变换的，而是通过推拉或旋转镜头的变焦环来实现镜头焦距变换的，在镜头变焦范围内，焦距可无级变换，即变焦范围内的任何焦距都能用来摄影，这就为实现构图的多样化创造了条件。
在光学遥感领域，变焦镜头一方面与数码领域类似用于获取不同视场角、不同分辨率的目标图像，另一方面用于补偿光学镜头的离焦。
变焦镜头的主要优点是具有焦距调节功能，缺点是价格昂贵、体积大、在任何确定的焦距下，其成像往往都不如最好的定焦镜头成像清晰。
（3）星敏镜头
星敏镜头是星敏感器前置光学系统的简称，因其一般都为折射式系统，简称“星敏镜头”。
星敏感器是航天器姿态敏感器中最精确的敏感器，其精度比太阳敏感器高一个数量级，比红外地平仪高两个数量级，可达到角秒量级。星敏镜头为定焦镜头的一种，其区别于一般定焦镜头的显著特点是F数小、透过率高、畸变小、能量集中度高、杂散光抑制能力强、重量体积小等优点，但价格较昂贵。
（4）高温镜头
在电力、化工、建材、钢铁、环保等用到高温窑炉的领域，高温镜头是监视火焰燃烧、燃料添加、内壁损伤及温度分布必需的特殊监控设备。高温镜头的特点是：
1)外形细长——窑炉通产是密封的，炉壁有一定厚度，开孔应尽量小。
2)前置针孔——镜头对于炉内尽可能小的暴露面积，以减小热辐射与灰尘进入镜头。
3)前端保护——用耐高温、耐辐射光学窗口保护整个镜头。
4)数值孔径较小——观察对象为燃烧的火焰，辐射光强度很大，图像接收CCD灵敏度高、易饱和。
5)视场较大 ——炉体尺寸大，希望看到炉膛整体。
6)空间分辨率较低 ——观察的目标较大，不注重细节。
高温镜头一般为定焦镜头，为了适应不同燃烧程度的火焰，一般需要设置可变光阑、滤光片、衰减器等，以防止CCD饱和。强迫风冷和水冷是高温镜头最常用的两种冷却方式。
（5）红外镜头
在光谱中波长自0.76μm至400μm的一段称为红外线，红外线是不可见光线。按照工作波段的不同，红外镜头可分为近红外镜头、短波红外镜头、中波红外镜头和长波红外镜头。
近红外镜头工作波段为0.76μm～1.0μm，短波红外镜头工作波段为1.0μm～2.5μm，中波红外镜头工作波段为3.0μm～5.0μm，长波红外镜头工作波段为8.0μm～12.0μm。
红外镜头与普通镜头的区别主要在材料选择和杂光抑制两方面：
1)材料选择——近红外、短波红外镜头光学材料选择相对较多，而中、长波红外镜头一般都必须选用硅（Si）、锗（Ge）等特殊材料，价格也相对较贵。
2)杂光抑制——工作于红外波段的镜头（特别是中长波红外），由于材料自身发射率的影响，常见的可见波段镜头的杂光抑制措施已经失效，需要采用冷光阑等特殊杂光抑制措施以降低背景噪声的影响。
此外，对于监控用的红外镜头，有时还须红外照明光源的辅助，以提高监视图像的清晰度。
（6）投影镜头
投影镜头时投影机的重要组成部分，是投影机光路中的最后一个环节，镜头的好坏直接决定着投影机的性能、品质和价格。
投影镜头的主要技术指标有光圈（f）、焦距（F）、视场角（2ω）：
1)光圈（f值）
光圈是投影镜头的重要技术指标，通常用f值表示，光圈的大小与f值成反比。f值的大小表征投影镜头的通光率，f越小，光圈越大，投影镜头的通光率越高，投影影像的亮度越高。
任何两只镜头，只要它们的f值相同，那么它们所传送的光量就是完全一样的，不一定投影机镜头大，它的f值就大，它是和镜头的焦距有密切关系的。
此外，亮度一样的投影机产品，光圈大的投影机产品，其灯的功率一定要小于光圈小的投影机产品，节能降耗表现也更卓越。
2)焦距（F）
焦距用F值来表示，通常从50mm～210mm，分为短焦、标准和长焦，还有超短和超长焦的。焦距决定了打满预定尺寸时投影机与影幕的距离，焦距越短，投影机与影幕的距离就越近，反之就越远。如果要在短距离投射大画面就需要选择短焦镜头的投影机，反之则需要选择长焦镜头。
此外，为了适应不同图像尺寸的大小及相应的投影距离要求，高端大型投影机需要使用不同焦距的投影镜头，此时可以采用手动更换定焦投影镜头或者配置变焦投影镜头两种方法实现。显然，变焦投影镜头价格会昂贵很多。
3)视场角（2ω）
视场角2ω是投影镜头的另一个技术指标，决定投影镜头的投影范围。当投影屏幕尺寸一定时，投影镜头的视场与焦距有关，焦距越短，视场角越大。投影镜头视场角的大小不但对成像质量有影响，而且对照度分布也有作用。在可能的条件下，投影镜头视场角越小越好，一般在不应大于10°。
此外，投影镜头对畸变要求严格校正，一般要求在0.1%以内；放大率误差一般为被检测尺寸的0.05%～0.1%，且多采用远心光路，以消除离焦产生的视差。
（7）高速镜头
高速镜头又称大口径镜头，有效口径超过1:2的摄影镜头。高速镜头在光圈开到最大时，比普通镜头透光力强，拍摄速度比较高。其主要用途有两个方面：
1)能在暗光时使用较高速度拍摄，特别易于抓取较弱光线下的动体。
2)开大光圈可以达到比普通镜头更浅的景深，产生特殊造型效果。
（8）鱼眼镜头
鱼眼镜头是一种焦距为16mm或更短的并且视角接近或等于180°。 它是一种极端的广角镜头，“鱼眼镜头”是它的俗称。为使镜头达到最大的摄影视角，这种摄影镜头的前镜片直径很短且呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，“鱼眼镜头”因此而得名。鱼眼镜头属于超广角镜头中的一种特殊镜头，它的视角力求达到或超出人眼所能看到的范围。因此，鱼眼镜头与人们眼中的真实世界的景象存在很大的差别，因为我们在实际生活中看见的景物是有规则的固定形态，而通过鱼眼镜头产生的画面效果则超出了这一范畴。
由于鱼眼镜头是由许多光学镜片组成的，需精密成型和装配，故其价格非常昂贵。
（9）远心镜头
21世纪初，随着机器视觉系统在精密检测领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足检测要求，为弥补普通镜头应用之不足，适应精密检测需求，远心镜头应运而生。
远心镜头设计目的就是消除由于被测物体（或CCD芯片）离镜头距离的远近不一致，造成放大倍率不一样。根据远心镜头分类设计原理分别为：
1)物方远心镜头
物方远心镜头是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，当孔径光阑放在像方焦平面上时，即使物距发生改变，像距也发生改变，但像高并没有发生改变，即测得的物体尺寸不会变化。 物方远心镜头用于工业精密测量，畸变极小。高性能的可以达到无畸变。
2)像方远心镜头
像方远心镜头，通过在物方焦平面上放置孔径光阑，使像方主光线平行于光轴，从而虽然CCD芯片的安装位置有改变，在CCD芯片上投影成像大小不变。
像方远心镜头的优点是，使相机的芯片获得均匀的光线，因为只有平行于光轴的光线才能入射在CCD/CMOS芯片前面的微型镜片上。从而使图像不会出现阴影。
3)两侧远心镜头
在工业图像处理/机器视觉中，一般只使用物方远心镜头！偶尔也有使用两侧远心镜头的，（当然价格更高）。而在工业图像处理/机器视觉这个领域里，像方远心镜头一般来说不会起作用的，因此这个行业基本是不用它的。
远心工业镜头主要是为纠正传统工业镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
普通工业镜头目标物体越靠近镜头（工作距离越短），所成的像就越大。在使用普通镜头进行尺寸测量时，会存在如下问题：
1)由于被测量物体不在同一个测量平面，而造成放大倍率的不同；
2)镜头畸变大；
3)视差也就是当物距变大时，对物体的放大倍数也改变；
4)镜头的解析度不高；
5)由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性。
而远心镜头就可以有效解决普通镜头存在的上述问题，而且没有此性质的判断误差，因此可用在高精度测量、度量计量等方面。远心镜头是一种高端的工业镜头，通常有比较出众的像质，特别适合于尺寸测量的应用。
无论何处，在特定的工作距离，重新调焦后会有相同的放大倍率，因为远心镜头的最大视场范围直接与镜头的光栏接近程度有关，镜头尺寸越大，需要的现场就越大。远心测量镜头能提供优越的影像质素，畸变比传统定焦镜头小，这种光学设计令影像面更对称，可配合软件进行精密测量
普通镜头优点：成本低，实用，用途广。
普通镜头缺点：放大倍率会有变化，有视差。
普通镜头应用：大物体成像。
远心镜头的优点：放大倍数恒定，不随景深变化而变化，无视差。
远心镜头的缺点：成本高，尺寸大，重量重。
远心镜头的应用：度量衡方面，基于CCD方面的测量，微晶学。
（10）特种镜头
除以上9种常见的光学镜头外，本公司在天文望远镜、激光扩束镜头、高清显微镜头、微距镜头、干涉仪标准镜头、显微目镜等方面也具有较强的研发能力，可以满足用户不同参数的定制需求！
