这是一份简明的基础指南，旨在帮助您在选购光学镜头和相机镜头时，理解一些关键术语，包括：传感器尺寸与分辨率、景深 (DOF)、焦距、视场角 (FOV)、光圈值 (f-number)、材料透射率、图像畸变、调制传递函数 (MTF)、以及球差与彗差。
注：本文侧重于镜头组件的选型。如需了解单片光学透镜元件的选型，请点击此处查看“镜头选型指南”以了解不同镜头类型及其适用场景；如需了解材料特性，请点击此处查看“光学基底材料选型指南”。
传感器尺寸与分辨率：传感器尺寸是指传感器（或探测器）的宽度（水平长度）和高度（垂直长度），通常以毫米 (mm)、英寸 (inch) 或像素 (pixels) 为单位进行度量。分辨率是指在垂直和水平方向上排列的像素数量。例如，1280x1024 的探测器意味着每一水平行有 1280 个像素，每一垂直列有 1024 个像素。每个镜头模组都对应特定尺寸和分辨率的兼容传感器。像素数量越多，分辨率越高，图像质量通常也越好。对于热成像相机镜头，Shalom EO 会标明适配探测器的宽度、高度（以像素为单位）以及像素间距。像素间距（即相邻两个像素单元中心之间的距离）也是一个重要概念。像素间距越小，分辨率越高，但代价通常是光灵敏度降低，或者对于热成像探测器而言，热灵敏度降低。高分辨率探测器常被称为高清 (HD) 探测器；这两个术语含义相同，均指传感器阵列中像素排列密集且图像细节丰富细腻。
景深 (DOF)：景深是指图像中能够清晰对焦的最近物体与最远物体之间的距离范围。景深（Depth of Field, DOF）可以通过焦距、物距、可接受的弥散圆（CoC，即点光源因聚焦不完美而形成的模糊光斑，其数值代表可容忍的模糊光斑直径）以及光圈值（f-number）来计算。假设焦距为 f，物距为 u，弥散圆直径为 c，光圈值为 n，则：DOF = 2u²nc/f²。
焦距（Focal Length）：焦距是指从光学中心到平行于透镜光轴的光线汇聚点（即焦点）之间的距离。此外还有有效焦距（EFL，指主点与焦点之间的距离）和后焦距（BFL，指后透镜顶点与后焦点之间的距离）。焦距较长的镜头可以在较远距离拍摄特写图像，但视场角较窄；而短焦距镜头则非常适合获取宽广的视场角。通常，较长的焦距能提供更远的观测范围，但代价是视场角（FOV）减小，两者之间存在一种权衡关系。长焦距镜头常用于监控等应用场景，例如远程中波红外（MWIR）热成像镜头，以便更敏锐地察觉威胁。按焦距分类，相机镜头可分为三类：定焦镜头（Prime lenses，仅有一种焦距）；双视场镜头（Double FOV lenses，具有两种可切换的焦距）；以及连续变焦镜头（Continuous zoom lenses，也称变焦镜头或 CZ 镜头，用户可在设定范围内连续改变焦距）。
视场角（Field of View, FOV）：视场角是指光学仪器能够感应电磁辐射的最大角度范围。它描述了相机的可视范围，由焦距和探测器传感器的尺寸决定。在规格参数表中，视场角通常以角度值表示。视场角（FOV）的计算公式如下：
AFOV = 2 × tan⁻¹(H/2f)
其中 H = 传感器尺寸（水平或垂直维度），f = 镜头焦距。
垂直视场角（FOV）与水平视场角之间的换算公式如下：
垂直视场角（角度值）= 2tan⁻¹(探测器高度/2f)
又因探测器宽度 = 高度 × 纵横比，故水平视场角（角度值）= 2tan⁻¹(高度 × 纵横比/2f)
点击此处查看视场角（FOV）示意图并了解更多相关信息。
f数（f-number）：f数（有时也称为光圈值或焦比）是指镜头焦距与入瞳直径（即光圈孔径）之比。f数反映了进入镜头的光通量比例：f数越大，光圈孔径越小，从而透过的光通量也越少。此外，f数较低的镜头通常能呈现更清晰的图像，因为随着光圈的收缩，像面上的弥散斑（模糊点）会变得不那么明显。“镜头速度”（lens speed）这一术语指的也是镜头的f数。
材料透射率：镜头组件应采用对目标波长具有高透射率的材料制造，这一点至关重要。例如，对于中波红外（MWIR）热成像镜头，锗（Germanium）是一种常用材料，因为它在2到12微米的范围内具有宽广的光学透射特性。热学特性也是需要考虑的因素，因为光学材料的折射率会随温度变化而改变，进而导致镜头失焦。因此，在温度波动较大的工作环境下，采用消热差设计（athermalized）的镜头组件更为适宜。对于重量敏感型应用，还需评估材料的重量。
图像畸变：图像畸变定义为偏离直线透视（rectilinear perspective）的现象，表现为图像中的直线弯曲成曲线。视场角（FOV）越大，将球形投影转换为直线透视图像的校正难度就越高。畸变本身并不影响图像的清晰度（画质），而仅影响图像与实际物体形状的相似度。畸变与相对孔径无关，而是与镜头的视场角相关。因此，在使用广角镜头时，应特别注意畸变的影响。例如，鱼眼镜头通常会产生非常显著的图像畸变。此外，还有多种旨在校正畸变的算法，例如 `findChessboardCorners`、`calibrateCamera`、`initUndistortRectifyMap`、`remap` 等。
调制传递函数 (MTF)：调制传递函数是一项综合指标，用于评估光学镜头在不同空间频率下保持真实物体线对之间对比度的能力；在此评估中，物体的光分布被视为具有特定频率的正弦函数。MTF 值越高，相机在图像中保留真实场景细节的能力就越强。
球差与彗差：球差（Spherical Aberration）：这种像差源于光束穿过光学镜头球面时光程的差异。入射到光学镜头上但不平行于光轴的单色光束，往往会聚焦在光学系统理论焦点的前方；而更靠近光轴的近轴光束，则往往会聚焦在理论焦点的后方。球差可能出现在具有一个或多个球面侧面的镜头中，包括平凸透镜和球形透镜。当来自点光源的光锥在焦平面上形成一个离焦的、彗星状的椭圆形光斑时，即存在彗差（Coma，也称为彗形像差）。当光锥的顶点（即点光源）不在光轴上时，就会发生这种现象。点击此处了解更多关于球差和彗差的信息。
色差 (Chromatic Aberration)：色差是指镜头无法将所有颜色的光聚焦到同一点的现象。它由色散引起：即镜头元件的折射率随光波长的变化而变化。轴向色差（纵向色差）与成像焦距有关，会导致颜色分离或光晕；而放大率色差（横向色差）与成像平面的尺寸有关，会导致屏幕边缘出现颜色错位，形成弥散的彩色边缘，这种现象被称为“彩边”或“色散边缘”现象。色差会影响彩色胶片上的色彩还原，也会降低黑白胶片成像的分辨率。校正轴向色差的常用方法是使用消色差双胶合透镜，而校正倍率色差则采用由异常色散或超低色散光学玻璃制成的透镜。
场曲：场曲，也称为“场曲”或“佩兹伐场曲”，是一个常见的光学问题。这是一种现象，即垂直于主光轴的物平面不能形成平坦的像场，而是将假设为平面的像场向内弯曲成弯曲的碗状形状。场曲的结果是平面物体在画面的某些部分部分地显得锐利，而不是在整个胶片画面上显得锐利。所有光学镜头都具有与之相关的基本场曲，它是镜头元件的折射率及其表面曲率的函数。最清晰的图像只能形成在弯曲的焦面上，而不是平坦的焦平面上。
像散：当物点不在光学系统的光轴上并且其发出的光束与光轴有倾斜角时，就存在像散。散光与昏迷不同。它是一种离轴像差，描述无限窄光束的成像缺陷，仅与视场有关。子午窄光束的会聚点与矢状窄光束的会聚点之间的距离在光轴上投影的大小就是像散值。由于像散的存在，离轴视场的图像质量显着降低。即使光圈开得很小，也无法同时在子午和矢状方向上获得非常清晰的图像。像散的大小只与视场角有关，与光圈的大小无关。因此，像散在广角镜头中更为明显，拍摄时应尽量将拍摄对象置于画面中央。
如何选择热像仪镜头？热成像镜头基于热辐射而不是 RGB 光进行工作，这种基本区别导致这些镜头的工作方式存在一些差异，因此用户在购买热成像镜头时需要考虑不同的因素。您可能需要参考我们的资源，了解有关热成像相机镜头规格的更多信息。
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