机器视觉历史：镜头

凹形和凸镜的使用

镜头一直在两个领域发展：我们每天戴的眼镜，以及用于显微镜，望远镜和摄像头的镜头等工具应用。最初的眼镜在13世纪实用，实际上是使用凸透镜的阅读玻璃（简单放大镜）。一开始，它被称为“魔鬼的工具”。同时，出现了带有两个镜头的眼镜，并在16世纪发明了使用凹形镜头的近视（近视）眼镜。

首先是发明的，即显微镜或望远镜？

正确的答案是显微镜，它是在16世纪末发明的。随后，英国人胡克（Hooke）使用两个凸透镜（客观镜头和眼镜）开发了一个化合物显微镜，并且在几乎同一时期，荷兰首次开发了单个晶状体显微镜。望远镜是由荷兰人Lippershey发明的，Lippershey将凸镜用作客观镜头和凹面镜头作为眼镜。正是伽利略立即完善了本发明并将其用于天文观察。他能够使用该设备发现土星环。此外，德国天文学家开普勒设计了开普勒望远镜，该望远镜将凸透镜既是客观镜片又设计。

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镜头类型

凹形和凸透镜被细分为许多不同的类型，包括：带有圆形表面的球形镜头，具有弯曲的表面曲线，弯曲的表面曲线不是球形的，圆柱形透镜，具有旋转的曲线，带有旋转的透镜，圆环透镜，像圆环镜头一样形状，就像一部分形状。甜甜圈和带有垫板状表面的菲涅耳镜头。在这些镜头上，光在镜头的表面折射。虽然还有其他类型的镜头，包括露出的镜头（梯度指数镜头），它们通过提供折射索引逐渐变化的镜头材料而不是通过在透镜表面上的折射或利用利用衍射透镜的折射来产生光学效应的镜头。散开的光波。Grin镜头通常用于内窥镜和CD和DVD播放器的衍射镜头。

镜头形状的类型

下面显示的所有镜头都利用透镜表面的折射。

镜头材料的更改：从玻璃到塑料

早期的镜头和水晶是不容易获得的奢侈品。由于12世纪玻璃制造技术的改进，玻璃镜头的生产开始增加。然后，在19世纪，发明了高透明的光学玻璃镜头。光学镜头在20世纪发挥了关键作用，现在有200多种类型。它们可以大致分为两种类型：具有低折射率的皇冠玻璃类型，其中包含苏打石灰和带有较高折射率的弗林特玻璃型，其中包含铅。光学塑料镜头出现在20世纪初期，但是早期模型的光传输速率和折射率较低。它在1940年代开发热固性塑料后迅速扩散。在这一新开发过程之后，使热塑性镜片具有与光玻璃相当的透明度，但重量仅为一半。这种塑料镜头有助于隐形眼镜和即时相机的发展，因为它易于塑造，难以折断和廉价制作。最近，这些镜头已用于眼镜和手机摄像头。 Other lens materials include quartz, fluorite, optically transparent ceramics, infrared-transparent halite, silicones and germanium.

光学镜头（皇冠玻璃，火石玻璃）

更改相机镜头：从单个焦点到缩放

当镜头由单个光学元素组成时，它被称为“简单镜头”。由许多光学元素组成的镜头称为“复合镜头”。1839年后，发明了第一台银色卤化物摄像头，即daguerreotype，复合镜头技术大大改善，促进了新型镜头的开发。这些镜头类型包括戴维森类型，其中两个连接的弯月面镜头对称放置，PETZVAL类型缩短了拍照所需的时间，具有三个可分离镜头的三重镜头类型，这些镜头成功了Petzval类型，Tessar类型和SONNAR类型。在20世纪，变焦镜头被发明了。可以改变一个镜头内焦距的变焦镜头的到来标志着高性能镜头发展的突破。这些镜头使用标准，广角和远摄焦距以及高放大倍率覆盖了广阔的视野。随后，由于进一步增强的放大倍率，减轻重量和缩小尺寸，开发了许多类型的变体。镜头世界也进入了系统化时期。

最新的镜头技术

镜头几乎用于每个电子设备：例如，读取红色LED激光束，激光打印机中的扫描镜头的CD-ROM驱动器中的准直镜，以及用于条形码读取器的光纤范围中的镜头和内窥镜。另一个例子是启用Micron量表的半导体加工的尖端步进器（步进投影曝光系统）的投影镜头是由高品质玻璃体二氧化硅制成的精确镜头。它被称为“镜头之王”。

总而言之，有人可能会问：“人类历史上最好的相机镜头是什么？”答案是“人眼（结晶镜）”，它可以自由地调节其厚度以获得适当的焦距。实际上，以晶体为模型的最先进的镜头正在开发中。它称为液态镜头。这种由两种具有不同电导率，绝缘特性和折射指数的流体制成的镜头可以通过使用表面张力效应调整镜头的厚度和形式来自由地改变焦距。由于它既不需要聚焦机制也不需要驱动器单元，因此预计将通过从家庭电子和医疗设备到安全场的各种行业中使用。