工業(yè)鏡頭是圖像采集的重要成像部件，是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的眼睛，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中它的重要性不言而喻。一般用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)往往對(duì)鏡頭的選擇重視不夠，導(dǎo)致不能得到理想的圖像，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)失敗。所以機(jī)器視覺(jué)鏡頭選型的正確與否直接影響著整個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。

在整個(gè)機(jī)器視覺(jué)方案中，鏡頭是圖像采集的重要組成要素，因此工業(yè)鏡頭選型的正確與否至關(guān)重要。主要有以下幾點(diǎn)需要先確認(rèn)：

1、 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)或者靜止：速度快慢會(huì)影響拍照位置的偏移以及導(dǎo)致采集的圖片產(chǎn)生畸變；

2、 對(duì)光譜響應(yīng)有特殊要求：比如，對(duì)于紫外環(huán)境，普通的玻璃鏡頭會(huì)吸收幾乎所有紫外光；

3、 對(duì)安裝空間有限制要求的：工業(yè)鏡頭的大小、長(zhǎng)度及其他參數(shù)；

4、 是否需要在鏡頭上加光源：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和目標(biāo)成像效果，選擇合適的光源；

5、 機(jī)器視覺(jué)鏡頭的工作環(huán)境和樣品的大??；

6、 是否有其他特殊構(gòu)件；

根據(jù)拍攝物體的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和實(shí)際需求，考慮是否需要景深比較大的鏡頭。例如，有些檢測(cè)或測(cè)量中必須將工業(yè)相機(jī)成一定角度，且要求整個(gè)物體成像清晰；被測(cè)目標(biāo)不在同一個(gè)平面上，這就需要考慮鏡頭的景深。焦距越短，景深越大；光圈越小，景深越大；鏡頭離物體的距離越遠(yuǎn)，景深越大。小光圈和良好的光線使聚焦更簡(jiǎn)單，但是小光圈會(huì)喪失物體的精細(xì)結(jié)構(gòu)，相機(jī)芯片像元越大景深越大。

鏡頭部分參數(shù)：

1.分辨率：相機(jī)每次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)，對(duì)于數(shù)字工業(yè)相機(jī)一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對(duì)應(yīng)的。

2.像素深度：即每像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對(duì)于數(shù)字工業(yè)相機(jī)一般還會(huì)有10Bit、12Bit等。

3.最大幀率/行頻：相機(jī)采集傳輸圖像的速率，對(duì)于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)，對(duì)于線陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)。

4.像元尺寸：像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機(jī)靶面的大小。目前工業(yè)相機(jī)像元尺寸一般為3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質(zhì)量也越不容易提高。

5.曝光方式和快門速度：對(duì)于線陣相機(jī)都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時(shí)間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間；面陣工業(yè)相機(jī)有幀曝光、場(chǎng)曝光和滾動(dòng)行曝光等幾種常見方式，工業(yè)相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速工業(yè)相機(jī)還可以更快。

6.光譜響應(yīng)特性：是指該像元傳感器對(duì)不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350nm－1000nm，一些相機(jī)在靶面前加了一個(gè)濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對(duì)紅外感光時(shí)可去掉該濾鏡。

鏡頭的選擇：

1、視野范圍、光學(xué)放大倍數(shù)及工作距離：在選擇鏡頭時(shí)，我們會(huì)選擇比被測(cè)物體視野稍大一點(diǎn)的鏡頭，以有利于運(yùn)動(dòng)控制。

2、景深要求：對(duì)于有景深要求的項(xiàng)目，盡可能使用小的光圈；在選擇放大倍率的鏡頭時(shí)，在項(xiàng)目許可下盡可能選用低倍率鏡頭。如果項(xiàng)目要求比較苛刻時(shí)，傾向選擇高景深的尖端鏡頭。

3、芯片大小和相機(jī)接口 ：選擇匹配的相機(jī)接口和芯片尺寸規(guī)格，比如2/3'鏡頭支持最大的工業(yè)相機(jī)耙面為2/3',它是不能支持1英寸以上的工業(yè)相機(jī)。

4、安裝環(huán)境：根據(jù)需求注意與光源的配合，選擇合適的鏡頭。