长焦距、电动变焦镜头适应了对远距离、大范围室外监控的需要。轴外点离光轴越远，拦截现象（即渐晕）越严重，结果是视场外围的像面照度大大降低。为应对海岸、港口、河道、森林、阴雨雾霾等各种恶劣环境的监控，随着视频监控的深入应用，相关镜头技术获得了升级，光学变焦、大倍率、大广角、小型轻量化等技术广泛使用，其使用的空间光学系统正向着大口径、长焦距、大视场、多光谱、高测量精度、轻量化等方向发展。

 光学镜头是安防视频监控的核心部件，对成像质量起着关键性作用。当前安防监控高清化、智慧化升级，推动光学镜头技术快速革新。这是因为要使轴外点也以充满入射光瞳的光束成像时，那些远离孔径光阑的透镜需要有相当大的直径，并且对全孔径轴外光束校正好像差也非常困难。随着科技的发展，如今人们不再单一的依靠目视望远镜来进行宇宙探索，各种光谱分析、射电望远镜等多种途径相互结合成为当今世界主流的宇宙探索方式。人们用冕牌玻璃做凸透镜，火石玻璃做凹透镜，组合成能会聚光的同时又能消除色差的复合透镜，用它来做物镜，才结束了折射望远镜长镜筒的时代，成像质量也大大增加。

在传统光学系统应用中，通常采用的是由球面透镜或者非球面透镜组成的光学系统。随着科技的不断发展，光电仪器使用要求不断提高和使用范围不要扩展，传统的光学系统已无法满足人们对光电仪器朝着智能化、小型化、低成本要求。不合理的光学习太，容易引起很多问题：1、***过度则隐藏许多重要特***息。而光学自由曲面的出现，解决了这一难题。自由曲面的光学性质，体现出来的是对光线的方向的控制。