光纖鏡頭的光學系統由導光束、物鏡、傳像束及目鏡等組成，是鏡頭最重要的組成部分，其質量水平的高低，直接反映光纖鏡頭質量水平。與其它光學產品相比，光纖鏡頭光學系統特色：大視場、小孔徑、景深長、結構小、整機成像分辨率受傳像束的分辨率影響大。在其設計時應綜合考慮物鏡、導光束、傳像束、目鏡等因素，使其參數相互匹配。

 

　　1、鏡頭的物鏡：

　　鏡頭物鏡的特點是小孔徑大視場。小孔徑是針對固定焦點鏡頭仍需較長景深而設計的。大視場是鏡頭應用所要求的。在近距離內，能觀察到盡可能大的范圍，只有靠大視場角保證。大視場角會引起畸變增大，但一般鏡頭對畸變要求不是很高，30%-40%的畸變還是能夠使用的。

 

　　2、導光系統：

　　鏡頭的照明由導光系統來完成。光源發出的強光經隔熱聚焦后，會聚到導光束一端，經導光束傳輸到頭端照明被觀察物體。為使整個視場照度均勻，導光束照明范圍應大于視場角，因此導光窗必須增加發散功能，將導光窗制成平凹透鏡。

 

　　3、目鏡：

　　鏡頭傳像束傳輸過來的畫面是通過目鏡放大而供人觀察的。由于每個操作者的視力不盡相同，在目鏡上設計了視度調整裝置。由于纖維單絲直徑的限制，目鏡的放大倍率不能太高，否則會影響觀察效果。