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一、光学镜头基础知识
GB/T 9917.1-2002 《照相镜头 第1部分 变焦距镜头》
1、零部件不得有锈蚀，外露表面的涂、镀层应平整、均匀、牢固，相同的涂、镀层色泽应一致，不得有剥落、划伤以及局部未涂、镀、着色等有损美观的缺陷。
2、外露零件应完整，不得有裂纹、毛刺和显著的伤痕、变形等缺陷。连接部位的间隙、间距应基本相等，不得有显著的倾斜、偏移。紧固部位应连接可靠，不得有松动现象;紧固件应紧固到位，螺钉表面不得划伤，起子槽不得有拧伤现象。
3、各档孔径光阑片的形状、位置应规则均称，不得有显著的畸形变化，光阑片色泽应均匀一致。
4、商标、文字、符号、线条等标志应准确、完整、清晰、色泽鲜明、着色牢固，不得有影响使用和美观的疵病。
5、粘贴件和调节环套圈应平整光洁、色泽均匀、花纹完整清晰，粘贴应附着牢固，套圈应松紧适宜，不得有显著的划痕、损伤、变色、隆起及粘贴剂外露等影响美观的疵病。
6、光圈调节应轻便可靠、换档明显。F数指示线应对准F数的中心位置，其指示误差不得超过一个数字的宽度。
7、调焦应平滑舒适，不得有晃动、卡滞现象，在反向调焦时不得有松动、空回感觉。
8、变焦应平滑舒适，不得有晃动、卡滞现象，以及明显的空回感觉和显著的轻重不一致。焦距指示应正确.
二、光学镜头EFL啥意思
1、EFL(Effective Focal Length）有效焦距
定义：指镜头中心到焦点的距离。
镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距。
像方焦距是指像方主面（后主面）到像方焦点（后焦点）的 距离。
物方焦距是指物方主面（前主面）到物方焦点（前焦点）的距离。
注意事项：
（1）焦距过短则视场角过大，导致畸变和主光线出射角难以控制，相对照度过低，
镜片弯曲严重，相差校正困难，因此难以设计。
（2）焦距过长镜头将过长，不利于系统小型化，而且视场角过小，不能满足用户
需求（FOV>60°）
2、TTL(Total Track Length) 镜头总长
镜头总长分为光学总长和机构总长：
光学总长是指由镜头中镜片的第一面到像面的距离。
机构总长是指由镜筒端面到像面的距离。
3、BFL（Back Focal Length）光学后焦距定义：
由光学系统中镜片的最后一面到像面的距离。
4、FFL(Front Focal Length）光学前焦距
定义：由光学系统中镜片的第一面到物面的距离
注意事项：要与机构后焦距FFL区分
5、FBL/FFL(Flange Focal Length）机构后焦（法兰焦距）
6、FOV(Field Of View）视场角定义：
是指镜头能拍摄到的最大视场范围。
视场角可分为对角线视场角（FOV-D)、水平视场角（FOV-H)、以及垂直视场角（FOV-V）。
对角线视场角最大，水平视场角次之，垂直视场角最小。通常我们所讲的视场角一般是指
数码摄像模组的对角线视场角。
FOV-H=2tan（H/2D）
FOV-V=2tan（V/2D）
FOV-D=2tan[sqrt（H2+V2）/2D]
7、F/NO.（F-Number）光圈（相对孔径）
定义：有效焦距与入射瞳孔径的比值。
F/#=EFL/EPD (EPD:入射瞳孔径)
作用：用来决定镜头之明暗。
备注：在保证同样通光孔径的前提下，焦距越短相对孔径应越小。
一般情况下 F/#=2.8,但单片设计时F/#=3.2，N/B Lens F/#=2.0 F/#越小通光孔径越大。
8、畸变
畸变是轴外相差。而且是轴外细光束的像差。它是轴外点与主光线在像面上交点的高度
同理想（近轴）像面的高度差。它是视场的函数，与孔径没有关系，初级畸变随视场
（像高）的三次方变化，而百分比畸变随像高平方增加，所以视场不同畸变也不同。畸
变的变化不是线性的，仅是像的变形，不影响像的清晰度。
畸变分为TV畸变和光学畸变两种：TV畸变： TV-Distortion
光学畸变：Optical-Distortion
TV畸变分为枕型与筒型两种。
（Vertical）TV-Distortion=[(V1+V2)/2-Y]/Y*100%
（Horizontal）TV-Distortion=[(H1+H2)/2-X]/X*100%
注意事项：
畸变是用户很容易感觉到的成像质量。
畸变是用户要求很严的镜头指标，
Optical-Distortion<3% 人眼不容易察觉
Optical-Distortion<2% 摄影物镜的畸变要求
一般要求：
CIF TV-Distortion<2.0%
VGATV-Distortion<1.5%
1.3M/2.0M/3.0MTV-Distortion<1%
9、RI(Relative Illumination）相对照度
照度的定义：物体或被照面上被光源照射所呈现的光亮程度称为照度。
相对照度则是中心照度与外围照度的比值。
注意事项：相对照度过低表现为图像中心较亮，而四周较暗，即渐 晕现象，俗称暗
角（Shading）。相对照度过低还会导致色彩失真。
RI与COS4(semi-FOV)成正比：RI∝COS4(semi-FOV)
Semi-FOV=30°，从理论上RI<56%
Semi-FOV=35°，从理论上RI<45%
当RI<50%时人眼是能分辨的，严重时会出现画面四角全黑的“缺角”现象。
因此RI的基本要求为：RI>50%
10、CRA(ChiefRay Angle) 主光线角度
定义：主光线角度为主光线与平行光线的角度。
主光线就是光线由物体的边缘出射，通过孔径光阑的中心最后到达像的边缘。
注意事项：主光线出射角度不合适会暗角严重，对比度下降，偏色。
三、光学镜头制作生产过程
取景器可以分为光学取景器和电子取景器。光学取景器，顾名思义就是通过光学的组件来完成取景的工作。根据工作原理的不同，又分为旁轴式和单镜头反光同轴式两种。 在消费级数码相机中，旁轴式取景器最为常见，这种取景方式说白了很简单，就是在镜头上方开一个孔，前后装上玻璃，让拍摄者能通过这个孔看到要拍摄的人或物而已。虽然现在的旁轴式取景器并没有那么简单，还有变焦玻璃，对焦辅助线等功能，但是总体上结构是非常简单的。正是由于结构简单，所以成本也比较低，因此被大量的用于中低端的数码相机上。但是旁轴式取景器也有它的不足之处，因为不是通过镜头直接取景，所以拍摄者从取景器中看到的图像和最终照片上的图像会有一定程度的偏差，在拍摄近处物体时尤为明显，这不利于拍摄者对照片的构图和取景。
单镜头反光式的结构就复杂多了，因此制造成本也比较高，一般都是用于高端产品上，也就是通常所说的数码单反（DSLR）。单镜头反光式取景器是直接通过镜头取景，光线从镜头射入，通过一面反光镜，折射到上方的对焦屏成像，再折射到目镜中，这样拍摄者就能从观景框中看到所要拍摄的图像了，由于是直接通过镜头取景，解决了图像偏差的问题，真正做到“即见即所得”的效果。
旁轴式光学平视取景：象普及型的普通相机一样，普及型的数码相机也多采用旁轴式光学平视取景， 这种取景方式历史悠久、结构简单、生产成本很低、视野明亮、不影响拍摄过程，但其取景视差大，特别在微距拍摄时，根本不能用。
单镜头反光式(SLR)取景：数码相机的单镜头反光式(SLR)取景，通常用在一些高档机型上。单镜头反光式取景可以做到所见即所得，但是光学结构比较复杂，制作成本高，另外反光镜的机械运动会使相机抖动，也给相机的其它设计设置了不少障碍。
LCD取景：在LCD中所看到的就是CCD所形成的图像，所以用LCD取景从根本上消除了取景视差（尽管和单反取景一样，取景显示的范围并不是拍摄范围的全部，一般是其95%左右），还可以预演所选定光圈、快门组合实际的拍摄效果，显示各种拍摄参数,，提供丰富的信息。缺点是耗电量太大，景像也不够清晰。
取景专用的LCD：取景专用的LCD就是把一块微型LCD放在取景器内部，由于有机身和眼罩的遮挡，外界光线照不到这块微型LCD上，也就不会对其显示造成不利影响。另一方面，通过一组取景目镜来观察LCD，有一定的放大倍数，这块LCD的面积可以做得很小，大大降低了耗电量及成本。
四、光学镜头特征
镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能，由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。任何一种光学镜头，都可以由这三种光学特性的技术参数来表示和区分。
1、焦距 摄像机的镜头都可被看成为一块中间厚、边缘薄的凸透镜，光线穿过透镜会聚成焦点，焦点至镜头中心的距离即为该镜头的焦距，焦距的单位是毫米（mm）。 镜头焦距的长短与被摄对象在摄像管光电靶面上的成像面积成正比。
如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄，镜头焦距愈长，那么成像面积越大，放大倍率越高；反之，镜头焦距愈短，则成像面积越小，放大倍率越低。
通常，我们把焦距与像平面对角线接近或相等的镜头称为标准镜头。一般的摄像机光电靶面成像面积约等于16毫米电影摄影机的画幅像平面，标准镜头焦距通常为25毫米。焦距大于像平面对角线的镜头，称为长焦距镜头。焦距小于像平面对角线的镜头，称为广角镜头。焦距可发生变化的镜头，称为变焦距镜头。
2、从造型角度上讲，镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度（镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角，本章所用视场角均指水平视场角）。镜头视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。视场角愈大，被摄主体成像越小，画面景物越开阔；反之，视场角愈小，被摄主体成像越大，画面景物的视野越狭窄。
视场角主要受镜头成像尺寸和镜头焦距这两个因素制约。由于摄像管成像靶面在实际拍摄中是不变的固定因素，所以直接影响视场角的就是镜头焦距了。我们拍摄时一般只能通过变换不同焦距的镜头来改变视场角。
摄像机在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄时，使用不同焦距的镜头会改变该对象在画面中的成像面积和背景范围。
这实质上是由于视场角发生了相应的改变。
比如，一个视场角为50°的镜头所拍得的被摄主体在画面中只有视场角为5°的镜头拍得的图像面积的1/10。镜头焦距越长，视场角越小；焦距越短，视场角越大。标准镜头（25mm镜头）所呈现的视场角大约在45°左右。广角镜头（焦距小于25mm）的水平视场角均大于60°，一般处在60°-130°之间。130°以上到180°之间的镜头被称为超广角镜头，又称为鱼眼镜头。
长焦距镜头（焦距大于25mm）的水平视场角小于40°。
3、镜头的相对孔径是指镜头的入射光孔直径（D）与焦距（f）之比，其大小说明镜头接纳光线的多少。
相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。
相对孔径(D/f)的倒数(f/D)被称为光圈系数(F)，被标刻在镜头的光圈环上。摄像机的镜头光圈系数分为若干档，常见的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等，相邻两档光圈F值的比值均为，曝光量相差一级。
由于像平面照度和相对孔径的平方成正比，所以F值变化一档，相当于摄像机镜头的光通量变化一倍。
在摄像时我们说开大光圈，实际上是从光圈调节环上大F值向小F值的一端运动，即减小了光圈系数值；而缩小光圈，则是从小F值向大F值一端运动，光圈系数值加大。
比如，从光圈8调到光圈5.6，就是开大了光圈，光通量增大一倍，曝光值增加一级。
反之亦然。
对相对孔径和光圈系数的调节，决定了镜头的光通量和镜头景深。对摄像机的镜头进行光圈选择，实质是一个曝光控制的问题。现在的摄像机通常都有手动光圈和自动光圈两种控制方式。自动光圈只能对被摄场景的曝光控制作出技术性处理，而有意识、有目的的动态用光和艺术处理只能由手动光圈才能更好的表现。在拍摄同一照度下的同一场景时，光圈越大，景深范围越小；光圈越小，景深范围越大。镜头曝光的有意图控制和不同景深的选择性运用，是摄像人员实现创作意图取得最佳画面效果的有效手段。
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