接物镜

透镜是一种会聚光学系统，它能产生物体的真实光学影像。 它是照相机、双筒望远镜、显微镜、投影仪或天文望远镜等成像光学设备最重要的组成部分。 镜头这个词是镜头玻璃的缩写形式，自 18 世纪以来得到证实。 镜头玻璃位于物体和图像之间。

最简单的物镜是单个会聚透镜， 然而，透镜的组件可以是透镜和反射镜或（很少）衍射光栅，根据应用，它们位于一个或多个管子中，这些管子内部涂黑并带有棱纹以减少杂散光。 镜头的主要特征是它的焦距，它决定了给定物距的图像比例，以及光圈（前镜头的自由开口）。

其他重要特性是成像质量，它由具有不同折射率、厚度和曲率半径的多个透镜的适当组合决定，用于减少光学成像误差，以及对散射光的灵敏度，散射光的灵敏度应尽可能低尽可能。 对杂散光的敏感性在背光的情况下尤为重要，可以通过将孔径和涂层涂黑来降低。

其他属性是摄影光强度（孔径比）和特写限制，它决定了您可以“接近”拍摄对象的距离（参见微距镜头）。

在相机系统中，定义了镜头与相机机身的机械、电气和电子连接。 镜头连接通常通过镜头螺纹或镜头卡口实现。 镜头的电子部件，例如用于改变设定物距、改变焦距或图像稳定的电机，可以通过电连接提供能量。 数字信息可以通过电子连接在镜头和相机机身之间单向或双向交换。 为此有自动对焦镜头，其中距离设置可以在电动机的帮助下进行控制或调节。 此外，焦距可调的镜头（见变焦镜头）也可以通过电机调节焦距。

数码相机系统的镜头通常配备了数字技术，能够通过数字接口与相机机身进行通信。

像的大小由镜头的焦距f和物距g决定。 作为近似值，光学“无限远”的物体（根据经验：距离大于焦距的 20 倍）直接在镜头的焦平面上成像，该焦平面也包含其焦点（焦点）。 较近的物体仅在焦点后方成像，此像距 b 是距离（物距 g）和镜头方程的简化结果

1 b + 1 g = 1 f {dISPlaystyle {frac {1}{b}}+{frac {1}{g}}={frac {1}{f}}} 。

与物体一样，产生的图像是三维的。 但是，它只能在一个平面（图像平面）中查看或拍摄，因此需要 – 根据物体的距离 – 清晰的设置（聚焦）：

• 通过移动目镜（具有放大镜功能）使用望远镜和双筒望远镜
• 通过移动镜头或镜头中的光学组在相机上
• 通过移动整个光学系统（改变 g）来使用显微镜。

它可以通过细线手动移动，或者对于具有自动对焦功能的设备，可以通过小型步进电机移动。 早期的相机有一个在金属杆上运行的延伸部分（波纹管），有时也可以用于不同焦距的镜头。 波纹管原理至今仍在大画幅和微距摄影中使用。

主要根据用途区分镜头：

• 摄影镜头：相机或摄影镜头（天体图像：天文仪）
• 双筒望远镜和望远镜镜头（用于望远镜）
• 主镜或望远镜镜（用于反射望远镜）
• 显微镜镜头
• 投影镜头（用于幻灯片和其他投影仪）。

摄影镜头与其他设备使用的镜头在原理上没有太大区别。 但是，在设计和施工的一些细节上存在差异。 摄影镜头可以可互换（可互换镜头）或永久安装在静态相机上。

对于照片镜头，根据视角进一步区分，这决定了给定图像格式的焦距：

变焦镜头有时会因为其可变焦距而按相对焦距范围分类（例如变焦镜头 1:3 或 3x 变焦，变焦系数是最大焦距除以最小焦距）。 它们更重、更昂贵，速度越快，像差校正效果越好。 也有针对专业摄影师的变焦镜头，在整个焦距范围内具有相同（相对较小）的 f 值（例如 2.8），而不是随着焦距的增加而增加 f 值（例如 4 到 5.6） .

• 反光镜
• 微距镜头
• 倾斜和移动镜头
• 红外镜头
• 内置防抖功能的镜头
• 电影镜头
• 镜头卡口
• 电动镜头（通过电子方式将光圈值等传输至相机）。

• 消色差
• 扁平化
• 复消色差
• 亚里士多德
• 比奥贡
• 比奥塔尔
• 对角线
• 前台
• 高斯双镜头
• 太阳系
• 超速
• Pancratic 系统（通俗地说：“变焦镜头”）
• 匹兹伐透镜
• 潜望镜（镜头）（对称双镜头）
• 血浆
• 普罗塔尔
• 桑纳
• 远心镜头（测量技术）
• 泰萨
• 库克三胞胎

摄影镜头可以由许多不同的元件组成。 最原始的形式，由一个元素组成，可以在柯达的“布朗尼”盒式相机中找到。 更复杂的变焦镜头可以有 20 多个镜头，其中一些镜头彼此固定，其他镜头可以相对移动。

位于前端的镜头是摄影镜头性能的关键要素。 所有现代镜片都涂有该成分，以减少磨损、镜头眩光和表面反射，并调节颜色强度。 然而，由于通常需要这种效果，因此可以通过连接特殊滤镜（偏振滤镜、紫外线滤镜）进一步调节摄影镜头的特性。 为了避免像差，总是以入射角对应于折射角的方式选择曲率，然而，变焦镜头不能完全实现这一点。

由于其良好的光学特性，玻璃被广泛用作透镜系统的构建材料。 其他材料有石英玻璃、萤石、有机玻璃等塑料以及锗或陨石玻璃等材料。 塑料可以生产很难用玻璃生产的非球面透镜元件，并且可以使透镜更易于处理。 高质量镜片的外镜片不是由塑料制成的，因为它们比玻璃更容易划伤。

此类系统的分辨能力取决于所用材料、涂层和处理过程，例如可以使用 USAF 图表来确定。 分辨率受衍射限制，但几乎没有（而且非常昂贵）接近衍射极限的镜头。 现代镜头系统配备了许多涂层，以最大限度地减少不良特性（例如 UV 涂层）。

镜头系统的焦点由镜头到物平面的距离设置。 某些系统中的内置摄像头系统可以在镜头聚焦在物体上时调整系统之间的距离。 制造商对这项技术的称呼各不相同（近距离校正、浮动系统、浮动镜头元件等）。

投影仪使用镜头将静止或移动图像放大到屏幕上。

在显微镜或望远镜中，非常小或远处物体的镜头产生的真实图像是通过目镜（另一个镜头系统）观察的。 在显微镜中，与目镜相比，透镜的焦距较短，在望远镜中，它的焦距较长。 对于两者，图像平面都靠近目镜。

镜头是相机、数码相机和摄像机的一部分。 它在感光胶片或图像传感器所在的图像平面中创建真实图像。