摄像头是我们现实世界中非常常见的一种电子产品，从工业、安防、医疗、航天等，作为摄像头组成中的“眼镜”，镜头起着至关重要的作用，为了能保障摄像头中图像SENSOR能正常采到真实图像，需要对镜头做一些了解。
摄像头镜头的组成
一个摄像头镜头通常可分为：镜片、光圈、对焦机构、镜筒
镜片
镜片是镜头的核心，负责收集光线、弯曲光线路径，并在图像传感器上形成清晰的图像。一般情况下，镜头中镜片都是由多片组成，因此实际是镜片组，由多片精心设计、研磨、镀膜的光学玻璃或塑料镜片组成。
镜片的类型也有多种，同选眼镜一样，最常规的是球面镜片和非球面镜片之分，球面镜片最常见，表面是球面的一部分，成本较低，但容易产生像差。非球面镜片表面曲率从中心到边缘连续变化，能有效校正球差、彗差、像散等，提升成像质量，简化镜头设计，常用于高端镜头。除此外，还有诸如低色散镜片、红外校正镜片等一些专门场景的镜片。
光圈
镜头光圈控制进入镜头的光线量。光圈开得越大，进光量越多，但是会造成景深变浅。
光圈结构通常由多片薄金属叶片组成，可以平滑地开合形成一个近似圆形的孔。光圈以F数表示，如F1.4, F2.0, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22。F数越小，光圈开得越大。
对焦机构
对焦机构负责调整镜片组与图像传感器之间的距离，使不同距离的被摄物体在传感器上清晰成像。
对焦的形形式分为手动对焦和自动对焦，字面意思，手动对焦是通过用手或拿其他工具旋转镜头上的对焦环实现，手动调焦完成后基本就会固定好镜头焦距了。自动对焦一般有两种形式，一种通过电机驱动齿轮组移动镜片组来实现对焦，这种驱动方式成本较低，精度和速度一般。另一种采用音圈马达利用电磁力直接驱动镜片组，对焦速度快、精度高、噪音小、功耗低，常用于手机摄像头和高端工业镜头。
镜筒
镜筒是容纳并固定所有镜片、光圈叶片和对焦机构的装置，固定的镜筒可以确保光学元件精确对准并保持稳定，并提供机械接口与镜座连接，镜筒常为金属或高强度工程塑料。
整个镜头通过镜筒上的接口连接到相机机身的标准化机械结构，一般为称为镜座。
常见的接口有：C接口，CS接口、F接口，M接口、M12接口。
C接口：工业相机和机器视觉领域最广泛使用的标准。法兰距为17.526mm。
CS接口：外观与C接口相似，但法兰距更短（12.5mm）。C接口镜头通过加装5mm垫圈可用于CS接口相机，但CS接口镜头不能用于C接口相机，可能会撞传感器。
F接口：尼康单反相机接口（法兰距46.5mm），有时用于大靶面工业相机。
M接口：徕卡M系列旁轴相机接口（法兰距27.8mm），也用于一些工业/电影镜头。
M12/Pitch：也称为S-Mount，微型镜头接口，广泛用于板级相机、USB摄像头、安防小球机等小型化设备，螺纹规格多为M12*0.5。
摄像头镜头的选型要点
选择镜头是一个系统工程，需要根据使用场景和功能需求进行综合评估。
1.首先确认应用场景，安防监控？机器视觉？手机平板？医疗内窥？工业探视？车载监控？不同的场景有不同的需求，安防监控区分广角/长焦，室内/室外，光照条件如何。机器视觉关注检测精度即分辨率，工作距离，视野大小，目标特征。手机平板等消费电子关注小型化、轻薄化、自动对焦速度、低照度性能、成本。医疗内窥的重点在极小型化、特定焦距和生物相容性。而工业和车载会有对温度范围、抗震性、可靠性有更高要求。
2. 在选择镜头的同时，需要匹配图像传感器参数，传感器尺寸是选择镜头的基础，镜头的成像圈必须大于或等于传感器的对角线尺寸，否则会出现严重的暗角甚至黑圈。
镜头的光学分辨率也需要与传感器的像素密度匹配。低分辨率镜头无法发挥高像素传感器的潜力；过高分辨率的镜头对于低像素传感器则是浪费。经验法则：镜头分辨率（lp/mm）应达到 1/(2 * 像素大小(mm)) 或更高。
3. 镜头光学参数确定。
-焦距决定视角和放大率。焦距越短，视角越广，放大率越小；焦距越长，视角越窄，放大率越大。
需要根据工作距离和所需视野大小计算选择。
公式：传感器尺寸 / 视野尺寸 ≈ 焦距 / 工作距离 (近似公式，需考虑畸变)。
-光圈 (F值)影响进光量和景深。光线不足的环境需要大光圈，需要大景深场景则用小光圈。
-畸变，图像几何形状的失真。广角镜头通常有桶形畸变，长焦镜头可能有枕形畸变。高精度测量应用需要极低畸变镜头甚至远心镜头（畸变近乎0%）。
-色差，不同颜色光线聚焦位置不同导致的彩色镶边现象。高质量镜头使用低色散镜片进行校正。
4. 对焦方式确定，主要分有固定焦点、手动对焦自动对焦三种对焦机构。
5. 机械特性与环境适应性的确定，包括尺寸与重量，接口牢固性，环境可靠性等，部分场合需考虑如何安装滤光片。
6. 成本与供货，在满足性能要求的前提下，考虑预算，另外需要考虑供货周期。
摄像头镜头是一个精密的光学-机械-电子组件。选型并非简单地看焦距和接口，而是一个需要深入理解应用需求、相机参数和镜头性能指标，并进行多维度匹配的系统工程。需通过多因素综合考量，才能选出最合适的镜头。
