1. 光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)

光學(xué)顯微鏡由載物臺(tái)、聚光照明系統(tǒng)、物鏡、目鏡和調(diào)焦機(jī)構(gòu)組成。

載物臺(tái)：用于承放被觀察的物體。利用調(diào)焦旋鈕可以驅(qū)動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)使載物臺(tái)作粗調(diào)和微調(diào)的升降運(yùn)動(dòng)，使被觀察物體調(diào)焦清晰成象。它的上層可以在水平面內(nèi)沿、方向作精密移動(dòng)和在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，把被觀察的部位調(diào)放到視場(chǎng)中心。

聚光照明系統(tǒng)：由燈源和聚光鏡構(gòu)成。當(dāng)被觀察物體本身不發(fā)光時(shí)，由外界光源給以照明。照明燈的光譜特性必須與顯微鏡的接收器的工作波段相適應(yīng)。聚光鏡的功能是使更多的光能集中到被觀察的部位。

物鏡位于被觀察物體附近實(shí)現(xiàn)第一級(jí)放大的鏡頭。在物鏡轉(zhuǎn)換器上同時(shí)裝著幾個(gè)不同放大倍率的物鏡。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器可讓不同倍率的物鏡進(jìn)入工作光路。物鏡放大倍率通常為5～100倍。物方視場(chǎng)直徑（即通過(guò)顯微鏡能看到的圖像范圍）約為 11-20毫米。物鏡放大倍率越高則視場(chǎng)越小。物鏡是顯微鏡中對(duì)成象質(zhì)量?jī)?yōu)劣起決定性作用的光學(xué)元件。常用的有：①能對(duì)兩種顏色的光線校正色差的消色差物鏡；②質(zhì)量更高的能對(duì)三種色光校正色差的復(fù)消色差物鏡；③能保證物鏡的整個(gè)像面為平面以提高視場(chǎng)邊緣成像質(zhì)量的平像場(chǎng)物鏡。為了提高顯微觀察的分辨率，在高倍物鏡中采用浸液物鏡，即在物鏡的下表面和標(biāo)本片的上表面之間填充折射率為1.5左右的液體。

目鏡位于人眼附近實(shí)現(xiàn)第二級(jí)放大的鏡頭。目鏡放大倍率通常為5～20倍，按能否放置分劃板,可分成兩類：①不宜放置分劃板的，如惠更斯型目鏡。這是現(xiàn)代顯微鏡中常用的型式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉；缺點(diǎn)是由于成像質(zhì)量的原因，不宜放置供瞄準(zhǔn)定位或尺寸測(cè)量用的分劃板。②能放置分劃板的，如凱爾納型和對(duì)稱型目鏡，它們能克服上述目鏡的缺點(diǎn)。按照能看到的視場(chǎng)大小，目鏡又分為視場(chǎng)較小的普通目鏡和視場(chǎng)較大的大視場(chǎng)目鏡（或稱廣角目鏡）兩類。

調(diào)焦機(jī)構(gòu) 載物臺(tái)和物鏡兩者必須能沿物鏡光軸方向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)調(diào)焦，獲得清晰的圖像。用高倍物鏡工作時(shí)，容許的調(diào)焦范圍往往小于微米，所以顯微鏡必須具備極為精密的微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)。

2. 光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)件

鏡頭的光學(xué)特性是指由其光學(xué)結(jié)構(gòu)所形成的物理性能，由焦距、視場(chǎng)角和相對(duì)孔徑三個(gè)因素組成。任何一種光學(xué)鏡頭，都可以由這三種光學(xué)特性的技術(shù)參數(shù)來(lái)表示和區(qū)分。

（1）焦距 攝像機(jī)的鏡頭都可被看成為一塊中間厚、邊緣薄的凸透鏡，光線穿過(guò)透鏡會(huì)聚成焦點(diǎn)，焦點(diǎn)至鏡頭中心的距離即為該鏡頭的焦距，焦距的單位是毫米（mm）。 鏡頭焦距的長(zhǎng)短與被攝對(duì)象在攝像管光電靶面上的成像面積成正比。

如果在同一距離上對(duì)同一被攝對(duì)象進(jìn)行拍攝，鏡頭焦距愈長(zhǎng)，那么成像面積越大，放大倍率越高；反之，鏡頭焦距愈短，則成像面積越小，放大倍率越低。

通常，我們把焦距與像平面對(duì)角線接近或相等的鏡頭稱為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。一般的攝像機(jī)光電靶面成像面積約等于16毫米電影攝影機(jī)的畫(huà)幅像平面，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距通常為25毫米。焦距大于像平面對(duì)角線的鏡頭，稱為長(zhǎng)焦距鏡頭。焦距小于像平面對(duì)角線的鏡頭，稱為廣角鏡頭。焦距可發(fā)生變化的鏡頭，稱為變焦距鏡頭。

（2）視場(chǎng)角 鏡頭的視場(chǎng)角，是指攝像管有效成像平面（視場(chǎng)）邊緣與鏡頭后節(jié)點(diǎn)所形成的夾角。

從造型角度上講，鏡頭視場(chǎng)角反映了攝像機(jī)記錄景物范圍的開(kāi)闊程度（鏡頭視場(chǎng)角分為水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角，本章所用視場(chǎng)角均指水平視場(chǎng)角）。鏡頭視場(chǎng)角與被攝對(duì)象在畫(huà)面中的成像效果成反比。視場(chǎng)角愈大，被攝主體成像越小，畫(huà)面景物越開(kāi)闊；反之，視場(chǎng)角愈小，被攝主體成像越大，畫(huà)面景物的視野越狹窄。

視場(chǎng)角主要受鏡頭成像尺寸和鏡頭焦距這兩個(gè)因素制約。由于攝像管成像靶面在實(shí)際拍攝中是不變的固定因素，所以直接影響視場(chǎng)角的就是鏡頭焦距了。我們拍攝時(shí)一般只能通過(guò)變換不同焦距的鏡頭來(lái)改變視場(chǎng)角。

攝像機(jī)在同一距離上對(duì)同一被攝對(duì)象進(jìn)行拍攝時(shí)，使用不同焦距的鏡頭會(huì)改變?cè)搶?duì)象在畫(huà)面中的成像面積和背景范圍。

這實(shí)質(zhì)上是由于視場(chǎng)角發(fā)生了相應(yīng)的改變。

比如，一個(gè)視場(chǎng)角為50°的鏡頭所拍得的被攝主體在畫(huà)面中只有視場(chǎng)角為5°的鏡頭拍得的圖像面積的1/10。鏡頭焦距越長(zhǎng)，視場(chǎng)角越??；焦距越短，視場(chǎng)角越大。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（25mm鏡頭）所呈現(xiàn)的視場(chǎng)角大約在45°左右。廣角鏡頭（焦距小于25mm）的水平視場(chǎng)角均大于60°，一般處在60°-130°之間。130°以上到180°之間的鏡頭被稱為超廣角鏡頭，又稱為魚(yú)眼鏡頭。

長(zhǎng)焦距鏡頭（焦距大于25mm）的水平視場(chǎng)角小于40°。

（3）鏡頭的相對(duì)孔徑是指鏡頭的入射光孔直徑（D）與焦距（f）之比，其大小說(shuō)明鏡頭接納光線的多少。

相對(duì)孔徑是決定鏡頭透光能力和鑒別力的重要因素。

相對(duì)孔徑(D/f)的倒數(shù)(f/D)被稱為光圈系數(shù)(F)，被標(biāo)刻在鏡頭的光圈環(huán)上。攝像機(jī)的鏡頭光圈系數(shù)分為若干檔，常見(jiàn)的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等，相鄰兩檔光圈F值的比值均為，曝光量相差一級(jí)。

由于像平面照度和相對(duì)孔徑的平方成正比，所以F值變化一檔，相當(dāng)于攝像機(jī)鏡頭的光通量變化一倍。

在攝像時(shí)我們說(shuō)開(kāi)大光圈，實(shí)際上是從光圈調(diào)節(jié)環(huán)上大F值向小F值的一端運(yùn)動(dòng)，即減小了光圈系數(shù)值；而縮小光圈，則是從小F值向大F值一端運(yùn)動(dòng)，光圈系數(shù)值加大。

比如，從光圈8調(diào)到光圈5.6，就是開(kāi)大了光圈，光通量增大一倍，曝光值增加一級(jí)。

反之亦然。

對(duì)相對(duì)孔徑和光圈系數(shù)的調(diào)節(jié)，決定了鏡頭的光通量和鏡頭景深。對(duì)攝像機(jī)的鏡頭進(jìn)行光圈選擇，實(shí)質(zhì)是一個(gè)曝光控制的問(wèn)題。現(xiàn)在的攝像機(jī)通常都有手動(dòng)光圈和自動(dòng)光圈兩種控制方式。自動(dòng)光圈只能對(duì)被攝場(chǎng)景的曝光控制作出技術(shù)性處理，而有意識(shí)、有目的的動(dòng)態(tài)用光和藝術(shù)處理只能由手動(dòng)光圈才能更好的表現(xiàn)。在拍攝同一照度下的同一場(chǎng)景時(shí)，光圈越大，景深范圍越??；光圈越小，景深范圍越大。鏡頭曝光的有意圖控制和不同景深的選擇性運(yùn)用，是攝像人員實(shí)現(xiàn)創(chuàng)作意圖取得最佳畫(huà)面效果的有效手段。

3. 光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)件的組成部分

iPhone 12采用雙攝系統(tǒng)，1200萬(wàn)像素超廣角及廣角，超廣角（?/2.4光圈和120°視角）+廣角（?/1.6光圈），支持智能HDR 3，2倍光學(xué)變焦(縮小)，最高可達(dá)5倍數(shù)碼變焦，光學(xué)圖像防抖功能(廣角)，五鏡式鏡頭(超廣角)和七鏡式鏡頭(廣角)。

　　前置攝像頭：原深感攝像頭，1200萬(wàn)像素?cái)z像頭，?/2.2光圈，支持夜間模式，使用深度融合技術(shù)，同樣也支持智能HDR 3，支持場(chǎng)景檢測(cè)，杜比視界HDR視頻拍攝。

4. 光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)

鏡頭是負(fù)責(zé)相機(jī)入光調(diào)焦機(jī)構(gòu)，像素是相片的畫(huà)質(zhì)，它由相機(jī)感光元件尺寸所決定(在膠片相機(jī)中由底片大小決定)。

5. 光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)圖

我國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)未來(lái)發(fā)展空間巨大

　　光學(xué)鏡頭又被稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭，其主要功能是光學(xué)成像。光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中必不可少的部件，直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣。我國(guó)光學(xué)鏡頭在初期主要應(yīng)用于軍事方面，民用光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)起步較晚，2008年之前國(guó)內(nèi)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)基本被日本、德國(guó)各大品牌所壟斷。

　　在發(fā)展初期，中國(guó)光學(xué)技術(shù)尚不成熟，中國(guó)企業(yè)只能學(xué)習(xí)借鑒日本的光學(xué)技術(shù)。隨著中國(guó)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，以舜宇光學(xué)、聯(lián)合光電、宇瞳光學(xué)等為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)對(duì)光學(xué)鏡頭技術(shù)的大力研發(fā)，逐步打破了日本、德國(guó)等企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的技術(shù)壟斷，為我國(guó)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)帶來(lái)了發(fā)展良機(jī)。

　　根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2019-2023年中國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)市場(chǎng)供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，視頻監(jiān)控、智能手機(jī)和車載攝像頭作為光學(xué)鏡頭行業(yè)的三個(gè)最大終端市場(chǎng)，很大程度上影響著光學(xué)鏡頭行業(yè)的整體趨勢(shì)。2017年，全球光學(xué)鏡頭行業(yè)在視頻監(jiān)控、智能手機(jī)、車載攝像頭領(lǐng)域的合并收益將近達(dá)到60億美元，2018-2019年間這三大市場(chǎng)的合并收益仍保持著增長(zhǎng)趨勢(shì)；預(yù)測(cè)到2021年收益將會(huì)超過(guò)70億美元，全球光學(xué)鏡頭行業(yè)的三大市場(chǎng)合并收益得到進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化水平的不斷提升，國(guó)家大力推進(jìn)“平安城市”、“智慧城市”、“智能交通”等項(xiàng)目，再加上各級(jí)政府及相關(guān)部門把“加強(qiáng)社會(huì)治安防控體系建設(shè)”作為重點(diǎn)工作，為我國(guó)安防產(chǎn)品的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境，使得市場(chǎng)對(duì)安防監(jiān)控?cái)z像頭的需求不斷增加，促進(jìn)我國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)發(fā)展。

　　隨著智能手機(jī)的普及性使用，手機(jī)的攝像功能成為了各大手機(jī)廠商的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵。為了提高自身手機(jī)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，制造商設(shè)計(jì)的攝像功能逐漸朝著雙攝像鏡頭、超大廣角、大光圈等高端領(lǐng)域發(fā)展，對(duì)光學(xué)鏡頭提出了更高的品質(zhì)和工藝要求，市場(chǎng)需求推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使得我國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)有了進(jìn)一步提高。

　　隨著國(guó)家對(duì)道路交通安全和汽車安全的要求不斷提高，再加上ADAS和無(wú)人駕駛汽車市場(chǎng)的快速興起，市場(chǎng)對(duì)車載攝像頭的品質(zhì)、產(chǎn)量有更高的要求，我國(guó)車載攝像頭行業(yè)迎來(lái)了發(fā)展良機(jī)，也帶動(dòng)我國(guó)光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　新思界行業(yè)分析人士表示，由于現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展和光學(xué)鏡頭應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，下游行業(yè)的發(fā)展對(duì)光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)水平和精密生產(chǎn)加工能力提出了更高的要求，這不僅為我國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)帶來(lái)巨大的發(fā)展動(dòng)力，同時(shí)也推動(dòng)了光學(xué)鏡頭技術(shù)不斷升級(jí)創(chuàng)新，促使我國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)向可持續(xù)化、健康化發(fā)展。

6. 光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)名詞解釋

小孔成像原理

1、 照相機(jī)的鏡頭是一個(gè)凸透鏡，來(lái)自物體的光經(jīng)過(guò)凸透鏡后，在膠卷上形成一個(gè)縮小、倒立 的實(shí)像。

2、膠卷上涂著一層感光物質(zhì)，它能把這個(gè)像記錄下來(lái)，經(jīng)過(guò)顯影、定影后成為底片，用底片洗 印就得到相片。

3、最早的照相機(jī)結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，僅包括暗箱、鏡頭和感光材料?，F(xiàn)代照相機(jī)比較復(fù)雜，具有鏡 頭、光圈、快門、測(cè)距、取景、測(cè)光、輸片、計(jì)數(shù)、自拍等系統(tǒng)，是一種結(jié)合光學(xué)、精密機(jī) 械、電子技術(shù)和化學(xué)等技術(shù)的復(fù)雜產(chǎn)品。

4、小孔成像原理：用一個(gè)帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上就會(huì)形成物的倒像，我們 把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動(dòng)中間的板，像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了 光沿直線傳播的性質(zhì)。

7. 光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

OIS，它的全稱是Optical Image Stabilization，從字面理解就是穩(wěn)定的光學(xué)圖象。通過(guò)鏡頭的浮動(dòng)透鏡來(lái)糾正“光軸偏移”，其原理是通過(guò)鏡頭內(nèi)的陀螺儀偵測(cè)到微小的移動(dòng)，然后將信號(hào)傳至微處理器，處理器立即計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)奈灰屏?，然后通過(guò)補(bǔ)償鏡片組，根據(jù)鏡頭的抖動(dòng)方向及位移量加以補(bǔ)償；從而有效的克服因相機(jī)的振動(dòng)產(chǎn)生的影像模糊。

這種防抖技術(shù)對(duì)鏡頭設(shè)計(jì)制造要求比較高，而且成本也相對(duì)高一些。