光學(xué)鏡頭一般稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭，簡稱鏡頭，其主要作用是將目標成像在圖像傳感器的光敏面上,形成光學(xué)圖像。相機上所配置的鏡頭是非常重要的，不同功能的鏡頭可以在不同的應(yīng)用下，得到不同的圖像效果。它對成像質(zhì)量的幾個最主要指標都有影響，包括：分辨率、對比度、景深及各種像差。

鏡頭的質(zhì)量直接影響到相機的整體性能，合理地選擇和安裝鏡頭，是場景應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，光學(xué)設(shè)計不同的鏡頭有著不同的應(yīng)用效果。

一、照相鏡頭

照相鏡頭的光學(xué)特性可由三個參數(shù)來表示，即照相鏡頭的焦距f'、相對孔徑D/f'和視場角2ω'。其實就135照相機而言，其標準畫幅已確定為24mm X 36mm，則其對角線長度為2D=43.266。

照相機鏡頭的另一個最重要的光學(xué)特征指標是相對孔徑。它表示鏡頭通過光線的能力，用D/f'表示。它定義為鏡頭的光孔直徑D與鏡頭焦距f'之比相對孔徑的倒數(shù)稱為鏡頭的光圈系數(shù)或光圈數(shù)，又稱F數(shù)，即F=f'/D。

當焦距f'固定時，F(xiàn)數(shù)與入瞳直徑D成反比。由于通光面積與D的平方成正比，通光面積越大則鏡頭所能通過的光通量越大。因此當光圈數(shù)在最小數(shù)時，光孔最大，光通量也最大。

隨著光圈數(shù)的加大，光孔變小，光通量也隨之減少。如果不考慮各種鏡頭透過率差異的影響，不管是多長焦距的鏡頭，或者鏡頭的光孔直徑有多大，只要鏡頭的光圈數(shù)值相同，它們的光通量都是一樣的。對照相機鏡頭而言，F(xiàn)數(shù)是個特別重要的參數(shù)，F(xiàn)數(shù)越小，鏡頭的適用范圍越廣。

與目視光學(xué)系統(tǒng)相比，照相物鏡同時具有大相對孔徑和大視場，為了使整個象面都能看到清晰的并與物平面相似的象，需要校正所有各種象差。照相物鏡的分辨率是相對孔徑和象差殘余量的綜合反映。在相對孔徑確定后，往往采用"彌散圓半徑"來衡量象差的大小，最終則以光學(xué)傳遞函數(shù)對成象質(zhì)量作出評價。

近年來興起的數(shù)碼相機鏡頭，同傳統(tǒng)相機鏡頭的特性和設(shè)計上類似，其主要差別有下面幾點：

1．相對孔徑較傳統(tǒng)相機大。

2．較短的焦距，使得景深范圍增大。

3．較高的分辨率，根據(jù)光電器件的PIXEL的大小，一般數(shù)位鏡頭光學(xué)設(shè)計要達到1/（2*PIXEL）線對。

二、投影鏡頭

投影物鏡是將被照明的物成一明亮清晰的實像在屏幕上，一般來說，像距比焦距

大的多，所以物平面在投影物鏡物方焦平面外側(cè)附近。投影物鏡的放大率是測量精度、孔徑大小、觀測范圍和結(jié)構(gòu)尺寸的的重要參數(shù)。

放大率愈大，測量精度愈高，物鏡孔徑愈大。當工作距離一定時，放大率愈大，共軛距愈大，投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸越大。由于其是起放大作用，像面中心照度與相對孔徑平方成正比，可用增大相對孔徑的方法來增加象面照度。

液晶式投影機上所用的投影鏡頭同傳統(tǒng)的投影物鏡的區(qū)別：

1．相對孔徑較大。

2．出瞳距長，即需要設(shè)計成近遠心光路。

3．工作距離長。

4．解像力高.

5．畸變要求高.

三、掃描鏡頭

掃描物鏡可用三個光學(xué)特性來表示，即相對孔徑、放大率和共軛距。放大率是掃描物鏡的一個重要指標，由于一般物體大小是固定的，故放大率愈小，意味著鏡頭的像面愈小，焦距也就愈短，相對來講掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以做的更小，但同時要求鏡頭的解像力也愈高。

共軛距是指物像之間的長度距離，對鏡頭來講，一般希望共軛距愈長愈好，共軛距愈短，視場角增大，意味著鏡頭愈難設(shè)計。其原理圖同照相物鏡一樣，是一個縮小的過程。

掃描物鏡的設(shè)計特點：

1．掃描物鏡屬于小孔徑小象差系統(tǒng)，要求的光學(xué)解像力較高。

2．由于光電器件的原因，不僅要校正白光的象差，同時需要考慮R、G、B 三種獨立波長的象差。

3．嚴格校正畸變象差。

四、工業(yè)鏡頭

工業(yè)鏡頭一般都是定焦、定心、定光圈鏡頭，通常用來檢測，識別等領(lǐng)域。工業(yè)鏡頭有很大的特點就是沒有透視，采用超低失真設(shè)計技術(shù)，減低了畸變率，能夠更加真實的反映圖像效果。因為失真技術(shù)可以有效的減低透鏡的反光損失，減少眩光，增大反差，有效改善色彩的還原性，提高圖像的清晰度。

工業(yè)鏡頭根據(jù)檢測要求和測量物體的不同分為長焦、短焦、變焦鏡頭。根據(jù)鏡頭的倍率來分，又可以分為定倍鏡頭、手動變倍、手動微調(diào)、定格定倍變倍、電動變倍鏡頭。根據(jù)分辨率的不同又可以分為五百萬像素、一千像素鏡頭。還有一種鏡頭采用的了獨有的平行光路設(shè)計技術(shù)，具有高分辨率、大景深、低畸變的特點，即遠心鏡頭。