鏡頭設計是創造力的工作，它必須基于經驗和敏銳的洞察力來了解各種各樣光學像差的特性。任何鏡頭，不管是哪家工廠生產的都可以用“鏡頭描述”這個術語來區分鏡片的數量、玻璃的種類、鏡片的曲面半徑、鏡片的厚度、鏡片與鏡片之間的距離、以及每個鏡片的直徑等等。這些都是用來全面描述一個鏡頭的參數。當發自于某個物體的光線穿過玻璃表面時，該束光線會被折射。光線折射量取決于玻璃的折射率。如果鏡頭設計者能知道光線射入鏡頭前鏡片時的確切入射位置以及入射角度，他就可以通過光線理論系統地追蹤光路。角度和距離可以通過三角函數的正弦和余弦算出來。因此通過簡單的平面幾何，光線途經的線路就可以被追蹤到。我們知道任何一個點光源發出的能量都是散射的，并無任何方向行可言。只有部分能量通過鏡頭，而且設計者也假設通過簡單的數學來計算通過鏡頭的能量（那些被視為一系列的各自獨立的光線）可以追蹤那些光線的路徑。

　　鏡頭設計者首先從光軸上的某點開始追蹤少量的光線。這里所假設的是每個物象點都會在CCD上形成于之相對應的點，所以發自物體的光線都將被轉化為這樣的成相點，并且具有同樣的相對位置。對應那些靠近光軸的點，設計者可以有理由相信成像是相當的，這就是平行光軸光學（ParaxialOptics）。盡管計算公式相當簡單（至少對有經驗的設計者來說），但要求對于這些數字的計算到小數點后5~8位。

　　目前中國監控市場上常見的主流鏡頭是COMPUTAR、AVENIR（精工）、YOBOO（優伯）、FUJINON（富士）、TAMRON等日本。他們在成像處理技術上都有驚人的相似又有獨到的不同之處。在現實設計中，每一款新鏡頭的誕生，大量的計算工作是非常重要的，從了解的大量光學計算式中獲取結果，從中決定究竟是繼續原設計還是對設計進行調整。對于電視監控環境的復雜性多樣性及無法改善逆轉同時光線連續變化等因素，因此考慮斜向進入鏡頭的光線就非常重要，考慮平行進入的光線對于中央區域的成像很重要，但對于遠離象場中央區域的成像則不具有多大的意義。他們必須借助于計算機的龐大計算任務，YOBOO公司設計師宮澤喜一說，人所共知道現象是現在許多來自不同廠家的鏡頭的表現都很好并且極為接近，這都歸功于大家利用計算機尋找優化點的結果。所有計算機都在尋找同樣的點并zui終將會找到一個。如果一個光學設計是非常好的設計，那么該設計zui終得到的MTF圖是非常漂亮的。你需要通過研究光學設計的根源來掌握設計的特點。一旦你知道一個設計是否具有潛力，你就可以明智的指導計算機去優化圖的特定區域尋找優化點，并且在你找到你所需要的理想值的時候適當的停下來，這一點我們做得很好。

　　對于目前監控市場上硬盤錄像機的普及及對晝夜監控的要求被日益提出，在對攝像機提出更高要求的同時，鏡頭的品質亦被寄予更高的期望，鏡頭的清晰度這一新名詞也被不成文地提出，可紅感也俞來俞受到重視。這里我們不得不提到像差。我們都知道光線是由不同波長的有顏色光波組成的，而且當光線進入鏡頭時不同波長的光波具有其*的光學路徑，我們已經知道理想的光線不可避免的被鏡片所干擾而產生像差。鏡頭設計的*要素就是對這些像差進行了解和控制。通過三角幾何函數可以計算出校正的光線路徑和現實的偏移量，這兩者之差被稱為光線路徑差，使用來控制像差的依據。典型的像差有球面像差，暈光和失光。在30年代，盡管對象差進行了量化，卻始終成為鏡頭設計的困擾因素。YOBOO公司宮澤喜一說，像差的方程式是個多元方程式，每個元素代表一項已知的像差，它的系數代表它的重要性程度和它在影響成像質量下降方面的大小。所有像差之和可以歸納為：像差=aSA+bC+cA（SA：球面象差；C=Coma，暈光；A=Astigmatism，失光；a，b，c：加權值）。對于設計者來說如果想對象差進行校正，就必須能夠知道特定像差對于成像會造成什么影響。球面像差會影響像場中央部分的成像，像面彎曲的程度說明了角部的校正情況，諸如此類。然而這仍然是簡單的說法。所以的像差都會對整個畫面產生影響，像差只有一種效果：發自物體某點的光線的能量不能夠*聚集于其對應的成像點上，而是形成一個模糊圈，并且模糊圈之內光線的分布也不是均衡的，而是毫無規律可言。借助于現代計算機的強大能力和對光學理論的進一步研究，今天對5級賽德爾（Seidel）像差的了解已經擴展到包含有60多種各種各樣的像差。設計者是不可能隨心所欲地來操縱鏡頭的諸多變量的。前組鏡片的直徑，重量，鏡頭卡口的直徑，光圈的位置等等通常都是固定而不能改變的。這些限制可以影響到對許多像差的校正。現在對新鏡頭的設計要求也越來越高。采取非球面鏡片應用于電視監控鏡頭是一個新的嘗試，YOBOO（優伯）鏡頭成功地到達了2個設計目標：收縮光圈后像質的顯著提高和全開光圈時整個畫面要達到非常好的像質。同時對物體細微部位的觀察也進入了一個全新的高度，在我們常說的通透性上你也會有新的感受。非球面鏡片的應用除YOBOO（優伯）外，中國市場上其他日本品牌鏡頭如COMPUTAR目前也做得很好。