相机镜头（也称为摄影镜头或摄影物镜）是一种光学镜头或镜头组件，与相机机身和机构结合使用，用于在摄影胶片或其他能够以化学或电子方式存储图像的介质上形成物体的图像。
用于静物照相机、摄像机、望远镜、显微镜或其他仪器的透镜在原理上没有主要区别，但细节设计和构造不同。镜头可以永久固定在相机上，也可以与不同焦距、光圈和其他特性的镜头互换。
虽然原则上简单的凸透镜就足够了，但实际上需要由多个光学透镜元件组成的复合透镜来校正（尽可能多地）出现的许多光学像差。在任何透镜系统中都会存在一些像差。镜头设计师的工作是平衡这些因素，并生产出适合摄影使用和可能的大规模生产的设计。
典型的直线透镜可以被认为是“改进的”针孔“透镜”。如图所示，针孔“透镜”只是一个阻挡大多数光线的小孔，理想情况下，对于图像传感器上的每个点，选择一条光线到达物体。针孔镜头有几个严重的限制:
大光圈的针孔相机是模糊的，因为每个像素本质上都是光圈的阴影，所以它的尺寸不小于光圈的尺寸（第三张图片）。这里，像素是检测器暴露于来自物体上的点的光的区域。
使针孔变小可以提高分辨率（达到极限），但会减少捕获的光量。
在某一点上，由于衍射极限，缩小孔并不能提高分辨率。超过此限制，使孔变小会使图像变得更模糊和更暗。
实用透镜可以被认为是对以下问题的回答：“如何修改针孔透镜以容纳更多的光线并产生更小的光斑？”。第一步是在针孔处放置一个简单的凸透镜，其焦距等于到胶片平面的距离（假设相机将拍摄远处的物体）。这允许针孔被显著打开（第四图像），因为薄凸透镜使光线与它们到透镜的轴的距离成比例地弯曲，光线直接穿过透镜的中心。几何形状几乎与简单的针孔透镜相同，但不是由单个光线照亮，而是由聚焦的光线“束”照亮每个图像点。
一个相机镜头可以由多个元件组成：从一个（如盒装布朗尼的弯月形镜头）到20多个（更复杂的变焦镜头）。这些元件本身可以包括一组粘合在一起的透镜。
前端元件对整个组件的性能至关重要。在所有现代镜片中，表面都有涂层，以减少磨损、光斑和表面反射率，并调整色彩平衡。为了使像差最小，通常设置曲率以使入射角和折射角相等。在主镜头中，这很容易，但在变焦镜头中，总会有妥协。
通常通过调节从透镜组件到像平面的距离，或者通过移动透镜组件的元件来聚焦透镜。为了提高性能，一些镜头具有凸轮系统，该凸轮系统在镜头聚焦时调整组之间的距离。制造商对此有不同的称呼：尼康称之为CRC（近距离校正）；佳能称其为浮动系统。Hasselblad和Mamiya称之为FLE（浮动镜头元件）。
玻璃是用于构造透镜元件的最常用材料，因为其具有良好的光学特性和抗刮擦性。其他材料也被使用，如石英玻璃，萤石，塑料，如丙烯酸（有机玻璃），甚至锗和陨石玻璃。塑料允许制造难以或不可能在玻璃中制造的强非球面透镜元件，并且简化或改进透镜制造和性能。除了最便宜的镜片外，所有镜片的最外层元件都不使用塑料，因为它们很容易刮伤。多年来，模制塑料镜头一直用于最便宜的一次性相机，并获得了一个坏名声：高质量光学器件的制造商往往使用诸如“光学树脂”之类的委婉说法。然而，来自流行制造商的许多现代高性能（和高价格）镜头包括模制或混合非球面元件，因此并不是所有具有塑料元件的镜头都具有低摄影质量。
1951年美国空军分辨率测试图是测量透镜分辨率的一种方法。材质、涂层和构造的质量会影响分辨率。镜头分辨率最终受到衍射的限制，很少有摄影镜头能达到这个分辨率。这样做被称为“衍射限制”，通常是非常昂贵的。
如今，大多数镜头都是多层镀膜的，以最大限度地减少镜头光斑和其他不需要的效果。有些镜片上有紫外线涂层，以阻挡可能污染颜色的紫外线。大多数用于粘合玻璃元件的现代光学胶合剂也阻挡紫外线，不需要紫外线过滤器。紫外线摄影师必须竭尽全力寻找没有水泥或涂层的镜头。
镜头通常具有光圈调节机构，通常是可变光阑，以调节通过的光量。在早期的相机模型中，使用具有不同尺寸的孔的旋转板或滑块。这些沃特豪斯停止仍然可以在现代的，专门的镜头上找到。用于调节光可以通过的时间的快门可以结合在透镜组件内（为了更好的成像质量）、照相机内，或者甚至很少结合在透镜前面。有些相机的镜头中有叶片快门，省去了光圈，快门起到了双重作用。
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