一、鏡頭主要參數

1.焦距（Focal Length）

焦(jiao)距(ju)是(shi)從鏡頭(tou)的中(zhong)心點到膠平面上所形成的清(qing)晰(xi)影(ying)像之間的距(ju)離。焦(jiao)距(ju)的大(da)小(xiao)決定(ding)著視角(jiao)(jiao)的大(da)小(xiao)，焦(jiao)距(ju)數(shu)值小(xiao)，視角(jiao)(jiao)大(da)，所觀察的范圍也大(da)；焦(jiao)距(ju)數(shu)值大(da)，視角(jiao)(jiao)小(xiao)，觀察范圍小(xiao)。根(gen)據焦(jiao)距(ju)能否(fou)調節(jie)，可(ke)分(fen)為(wei)定(ding)焦(jiao)鏡頭(tou)和變焦(jiao)鏡頭(tou)兩大(da)類。

2.光圈(Iris)

用F表示，以鏡(jing)頭(tou)焦距f和通(tong)光(guang)(guang)孔(kong)徑D的比(bi)值(zhi)來衡(heng)量。每個鏡(jing)頭(tou)上都標(biao)有最大F值(zhi)，例如(ru) 8mm /F1.4代表最大孔(kong)徑為 5.7毫(hao)米 。F值(zhi)越(yue)(yue)小，光(guang)(guang)圈(quan)越(yue)(yue)大，F值(zhi)越(yue)(yue)大，光(guang)(guang)圈(quan)越(yue)(yue)小。

3.對應最大CCD尺寸(Sensor Size)

鏡頭成像直徑可覆(fu)蓋的最大(da)CCD芯片尺寸。主要有：1/2″、2/3″、1″和1″以上。

4.接口(kou)(Mount)

鏡頭與相機的(de)連接方式。常(chang)用(yong)的(de)包(bao)括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

5.景深(Depth of Field,DOF)

景(jing)(jing)(jing)深是指(zhi)在被攝物(wu)體聚焦清楚后(hou)，在物(wu)體前后(hou)一(yi)定距(ju)離內，其影像仍(reng)然清晰(xi)的范圍。景(jing)(jing)(jing)深隨鏡頭的光圈(quan)(quan)值(zhi)、焦距(ju)、拍攝距(ju)離而變化。光圈(quan)(quan)越(yue)大，景(jing)(jing)(jing)深越(yue)小；光圈(quan)(quan)越(yue)小、景(jing)(jing)(jing)深越(yue)大。焦距(ju)越(yue)長，景(jing)(jing)(jing)深越(yue)小；

焦距越(yue)(yue)短，景深(shen)越(yue)(yue)大。距離(li)拍(pai)攝體越(yue)(yue)近時(shi)，景深(shen)越(yue)(yue)小；距離(li)拍(pai)攝體越(yue)(yue)遠時(shi)，景深(shen)越(yue)(yue)大。

6.分(fen)辨率(lv)(Resolution)

分辨(bian)(bian)率代表(biao)鏡(jing)頭記錄物(wu)體細節的(de)能力，以(yi)每毫米里面能夠分辨(bian)(bian)黑白對線的(de)數量(liang)(liang)為計量(liang)(liang)單位：“線對/毫米”（lp/mm）。分辨(bian)(bian)率越高的(de)鏡(jing)頭成像越清晰。

7、工作距(ju)離(Workingdistance,WD)

鏡頭第(di)一個工作(zuo)面到(dao)被測物體的距離。

8、視野范圍(wei)(Field of View,FOV)

相(xiang)機(ji)實際(ji)拍(pai)到區域的(de)尺寸。

9、光學放大倍數(Magnification,?)

CCD/FOV，即芯片尺寸(cun)除以(yi)視野范圍。

10、數值孔徑(NumericalAperture,NA)

數值(zhi)孔(kong)徑(jing)等于由物(wu)體與(yu)物(wu)鏡(jing)間(jian)媒質的(de)折(zhe)射(she)率n與(yu)物(wu)鏡(jing)孔(kong)徑(jing)角(jiao)的(de)一半（a\2）的(de)正(zheng)弦值(zhi)的(de)乘積，計算公式為N.A=n*sin a/2。數值(zhi)孔(kong)徑(jing)與(yu)其(qi)它(ta)光學參(can)數有著(zhu)密切的(de)關系(xi)，它(ta)與(yu)分(fen)辨率成正(zheng)比，與(yu)放大率成正(zheng)比。也就是說數值(zhi)孔(kong)徑(jing)，直接決定了(le)鏡(jing)頭分(fen)辨率，數值(zhi)孔(kong)徑(jing)越大，分(fen)辨率越高，否則(ze)反之(zhi)。

11、后背焦(Flange distance)

準確來(lai)說，后倍焦(jiao)是(shi)相(xiang)機的(de)一個(ge)參(can)數，指相(xiang)機接口(kou)平面(mian)到芯片的(de)距離。但在線(xian)掃描鏡(jing)頭(tou)或(huo)者(zhe)大面(mian)陣相(xiang)機的(de)鏡(jing)頭(tou)選型(xing)時，后倍焦(jiao)是(shi)一個(ge)非常重要的(de)參(can)數，因為(wei)它直(zhi)接影(ying)響鏡(jing)頭(tou)的(de)配置。不(bu)同(tong)廠家的(de)相(xiang)機，哪(na)怕接口(kou)一樣也可能有不(bu)同(tong)的(de)后倍焦(jiao)。

二、鏡頭的選型

1.選(xuan)擇鏡頭(tou)接口和(he)最(zui)大CCD尺(chi)寸(cun)

鏡頭(tou)(tou)接(jie)(jie)口(kou)只要可跟(gen)相機(ji)接(jie)(jie)口(kou)匹配安裝(zhuang)或可通過外加轉換口(kou)匹配安裝(zhuang)就可以了；鏡頭(tou)(tou)可支持(chi)的(de)最大CCD尺(chi)寸應大于等于選配相機(ji)CCD芯片尺(chi)寸。

2.選擇鏡頭焦距

如圖所(suo)(suo)示，在已(yi)知(zhi)相機CCD尺寸(cun)、工作距離（WD）和視野（FOV）的情況下(xia)，可以(yi)計算出所(suo)(suo)需鏡頭的焦距（f）。

3.選擇鏡頭光圈

鏡頭的(de)光圈大小決定圖像的(de)亮度，在拍攝高速運動物(wu)體、曝光時(shi)間很短的(de)應用中，應該選用大光圈鏡頭，以提高圖像亮度。

4.選擇遠心鏡頭

遠(yuan)心鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)是為糾正傳(chuan)統鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)視差而特殊(shu)設(she)計的(de)(de)(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)，它(ta)可以在一定的(de)(de)(de)物距范(fan)圍內，使得到(dao)的(de)(de)(de)圖(tu)像放大倍率不會隨物距的(de)(de)(de)變化(hua)而變化(hua)。遠(yuan)心鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)與傳(chuan)統鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)對比，如圖(tu)：

 

遠心(xin)(xin)鏡頭又分(fen)為物(wu)方遠心(xin)(xin)和雙側遠心(xin)(xin)兩種，如圖：

 

機器視覺的鏡頭選擇創造不同

機(ji)器視(shi)覺為(wei)工業控制系(xi)統增加了新的(de)(de)維度，它可以提(ti)供裝配線上(shang)零件的(de)(de)尺寸(cun)、位置和方向。而合適的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)選(xuan)擇對于機(ji)器視(shi)覺能否(fou)發揮(hui)應有的(de)(de)作用是非常重(zhong)要的(de)(de)。

機(ji)器(qi)視(shi)覺(jue)在控制工業流程當中的(de)作用越(yue)來越(yue)重要了，尤其是在機(ji)器(qi)人引(yin)導(dao)、目(mu)標識別和(he)質量(liang)保(bao)證等領域。當前優秀的(de)視(shi)覺(jue)系統已經超出了那些基本功能（例(li)如(ru)辨別零件和(he)確定方(fang)向）的(de)范疇，還可以提供后續功能的(de)信(xin)息，比如(ru)將物體(ti)從一(yi)個位(wei)置移(yi)至(zhi)另一(yi)個。

對(dui)于裝配線和大量檢測操作中使用的機器(qi)人(ren)系統，比如(ru)汽(qi)車生產和檢測線，傳(chuan)送帶通常是參考。這里(li)，機器(qi)人(ren)執行兩項任務：識別和傳(chuan)送。

在絕(jue)大(da)多數機器視覺應(ying)用(yong)里，光學控制都是非常重(zhong)要的。機器人視覺系統同樣要求極高的可重(zhong)復性(xing)，因此減少抖動提供清晰圖像是必要的。

在類(lei)似藥品工(gong)廠這樣(yang)的(de)(de)大規模(mo)單位檢測(ce)線上，視(shi)覺系(xi)(xi)(xi)統必須(xu)能夠辨(bian)識(shi)缺(que)陷(xian)包(bao)、不可(ke)讀(du)標簽和(he)產品缺(que)失。視(shi)覺系(xi)(xi)(xi)統必須(xu)能夠以(yi)(yi)(yi)極(ji)高(gao)的(de)(de)準(zhun)確度快速識(shi)別(bie)和(he)測(ce)量方形、圓形和(he)橢圓形物體(ti)。提高(gao)機器(qi)視(shi)覺系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)精確度，可(ke)以(yi)(yi)(yi)幫(bang)助保持統一的(de)(de)包(bao)裝表面和(he)顏(yan)色(se)。對于食品檢測(ce)系(xi)(xi)(xi)統，產品的(de)(de)尺寸、顏(yan)色(se)、密度和(he)形狀(zhuang)都需(xu)要依靠多元檢測(ce)才確定。多元機器(qi)視(shi)覺系(xi)(xi)(xi)統既(ji)可(ke)以(yi)(yi)(yi)是彩色(se)相機也可(ke)以(yi)(yi)(yi)是黑(hei)白相機，通常使(shi)用(yong)結(jie)構照明(ming)方法建(jian)立產品外表和(he)內(nei)在結(jie)構。

盡管照相機、分析軟(ruan)件(jian)和照明對于機器視(shi)覺系統(tong)都是(shi)十分重(zhong)要(yao)的(de)，可能(neng)最關鍵的(de)元件(jian)還(huan)是(shi)成(cheng)(cheng)像鏡頭。系統(tong)若想完全發揮其(qi)功(gong)能(neng)，鏡頭必須要(yao)能(neng)夠滿(man)足要(yao)求才(cai)行。當為控制系統(tong)選擇鏡頭的(de)時候，機器視(shi)覺集(ji)成(cheng)(cheng)商(shang)應該考慮四(si)個(ge)主要(yao)因素：

1.可(ke)以檢測物(wu)體類別和特性；

2.景深或者焦距；

3.加載和檢測距離；

4.運行環境。

分析這四個(ge)因素，可以針(zhen)對具體應用確定合適的鏡頭選擇。

 

主要放大率是(shi)指傳(chuan)感器(qi)上(shang)圖(tu)像(xiang)尺寸(cun)對于(yu)實際物體(ti)大小的比例。

物體特性

在為機器視覺系(xi)統選擇鏡頭之前，系(xi)統集成商必須確(que)定(ding)物體和分析環(huan)境。這個(ge)(ge)可視區域(yu)叫做無遮擋(dang)(dang)視場（FOV），它可以使用(yong)豎直和水(shui)平兩個(ge)(ge)角度進行測量(liang)。通常，豎直方向和水(shui)平方向尺(chi)寸的比例(li)是(shi)4：3，這個(ge)(ge)比例(li)取決(jue)于(yu)照(zhao)相機傳(chuan)感器工作區域(yu)的尺(chi)寸。傳(chuan)感器的大(da)小對于(yu)確(que)定(ding)無遮擋(dang)(dang)視場所需(xu)要(yao)(yao)的主要(yao)(yao)放大(da)率（PMAG）是(shi)非常重(zhong)要(yao)(yao)的。PMAG是(shi)由(you)傳(chuan)感器尺(chi)寸與(yu)FOV相比得到，是(shi)鏡頭的工作成效。當確(que)定(ding)鏡頭是(shi)否合適的時候，這一點需(xu)要(yao)(yao)考慮。

鏡(jing)頭放(fang)大(da)率對(dui)于不同尺(chi)寸芯片照(zhao)相機(ji)匹(pi)配鏡(jing)頭相當重要(yao)(yao)，然而，不要(yao)(yao)把(ba)鏡(jing)頭放(fang)大(da)率和顯微鏡(jing)放(fang)大(da)率搞混了，后者是由(you)光管長度和實際物鏡(jing)焦距(ju)決定的(de)。而鏡(jing)頭放(fang)大(da)率主要(yao)(yao)考(kao)慮的(de)是照(zhao)相機(ji)傳感器的(de)尺(chi)寸。

系(xi)統(tong)(tong)放大率（SMAG）是監(jian)視(shi)器尺寸(cun)與(yu)傳感器尺寸(cun)的比例(li)與(yu)PMAG的乘(cheng)積結果。它(ta)是從物體(ti)到監(jian)視(shi)器圖像的總體(ti)放大率，也(ye)就是整個(ge)系(xi)統(tong)(tong)的“工作”結果。考(kao)慮(lv)物體(ti)的屏(ping)幕(mu)尺寸(cun)時，系(xi)統(tong)(tong)放大率是有用的。

物體(ti)(ti)的特(te)性也很重(zhong)要(yao)。鏡頭對于(yu)物體(ti)(ti)特(te)征的解(jie)(jie)析能力(li)依賴于(yu)特(te)征的對比是否強(qiang)烈。確(que)定(ding)系統(tong)解(jie)(jie)析度、或者物體(ti)(ti)最小更解(jie)(jie)析特(te)征的方(fang)法，可(ke)(ke)以使用諸(zhu)如倫奇刻線法這(zhe)樣的解(jie)(jie)像力(li)方(fang)法。這(zhe)些刻線法以線耦（等寬度的一條(tiao)黑(hei)線和一條(tiao)白線）來決定(ding)特(te)征。其他(ta)的解(jie)(jie)像力(li)方(fang)法還可(ke)(ke)以用圓圈和點狀網格(ge)。

鏡頭(tou)在指定(ding)光線條(tiao)件下(xia)辨識(shi)特定(ding)寬度(du)(du)(du)的(de)線耦或(huo)者點距的(de)能(neng)力，決定(ding)了它的(de)解析(xi)度(du)(du)(du)。解析(xi)度(du)(du)(du)通常被模(mo)塊轉(zhuan)換(huan)功能(neng)（MTF）以圖(tu)像的(de)方式顯示出(chu)來。圖(tu)形顯示了指定(ding)線耦頻(pin)率(lv)下(xia)可行(xing)的(de)相對對比度(du)(du)(du)。扭曲(qu)、色(se)差和其(qi)他波前畸變都會影響曲(qu)線的(de)斜率(lv)，使曲(qu)線偏(pian)離(li)理想狀態(tai)或(huo)者衍(yan)射極限(xian)的(de)光學(xue)表現。鏡頭(tou)方案有(you)時(shi)候會以每(mei)毫(hao)米線耦數量（lp/mm）為(wei)單位列出(chu)物(wu)體(ti)解析(xi)度(du)(du)(du)，再將這個(ge)值除以1000就可以預測出(chu)鏡頭(tou)每(mei)微米的(de)物(wu)體(ti)解析(xi)度(du)(du)(du)。

在(zai)進行表面(mian)剖析(xi)(xi)的(de)(de)時候(hou)，通常(chang)不只使用一(yi)臺照相機和(he)(he)鏡(jing)頭(tou)，而了解(jie)鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)內(nei)在(zai)偏差（aberration）量(liang)也是(shi)有(you)價(jia)值的(de)(de)。偏差是(shi)指鏡(jing)頭(tou)里的(de)(de)光學誤差，可(ke)以(yi)引起同(tong)(tong)一(yi)張圖片(pian)里不同(tong)(tong)點(dian)的(de)(de)圖像質量(liang)差異。剖析(xi)(xi)通常(chang)包(bao)括激光線(xian)(xian)和(he)(he)其他圖像里的(de)(de)光線(xian)(xian)，這樣可(ke)以(yi)確(que)保測量(liang)的(de)(de)準確(que)性。一(yi)些軟件程序(xu)可(ke)以(yi)消(xiao)除(chu)諸如鏡(jing)頭(tou)引起的(de)(de)扭曲(qu)之類的(de)(de)誤差，所(suo)以(yi)在(zai)最(zui)終(zhong)圖像里只有(you)剖析(xi)(xi)數據是(shi)明顯(xian)的(de)(de)。

大型(xing)格式和(he)區域掃描(miao)照(zhao)相(xiang)機鏡(jing)頭(tou)(tou)是控制應用優(you)秀的(de)(de)解(jie)決方案，因為它具有(you)(you)高(gao)解(jie)析(xi)度、低扭(niu)曲和(he)有(you)(you)限(xian)色差。大范圍FOV和(he)兼容(rong)性，以及大型(xing)格式傳感器(qi)，使這些鏡(jing)頭(tou)(tou)在(zai)Web、LCD、食品和(he)飲料行業(ye)的(de)(de)應用具有(you)(you)很高(gao)的(de)(de)價(jia)值。

 

鏡(jing)頭是(shi)機器視覺系統性能的主要決定因素。

距離約束

自動化機器(qi)視(shi)覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)和裝配(pei)線所需的(de)空間差(cha)異很大，可(ke)以(yi)只(zhi)(zhi)有(you)幾(ji)米，也(ye)可(ke)能需要一(yi)整座廠房(fang)。所謂的(de)工(gong)(gong)作距(ju)離(li)(li)，是指當(dang)圖像(xiang)在焦距(ju)范圍內的(de)時候，物體(ti)和照相機鏡(jing)頭(tou)前端的(de)距(ju)離(li)(li)。它(ta)限制了視(shi)覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)以(yi)及和視(shi)覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)一(yi)起工(gong)(gong)作的(de)設備所需要的(de)空間。有(you)一(yi)些(xie)應用，比(bi)如通過真空爐(lu)端口觀(guan)察，工(gong)(gong)作距(ju)離(li)(li)非常靈活，近焦鏡(jing)頭(tou)和長工(gong)(gong)作距(ju)離(li)(li)視(shi)頻顯微(wei)鏡(jing)頭(tou)都可(ke)以(yi)使用。其他的(de)應用，比(bi)如強(qiang)電微(wei)觀(guan)檢測，工(gong)(gong)作距(ju)離(li)(li)就(jiu)只(zhi)(zhi)有(you)幾(ji)個英(ying)寸(cun)。

在極限范圍(wei)內，通過鏡(jing)頭重(zhong)新(xin)對焦(jiao)，可(ke)以改(gai)變工作(zuo)距(ju)離(li)。無(wu)限共軛鏡(jing)頭的(de)對焦(jiao)距(ju)離(li)可(ke)以從(cong)最小(xiao)工作(zuo)距(ju)離(li)一(yi)直到無(wu)限遠，有限共軛鏡(jing)頭則有一(yi)個特定工作(zuo)距(ju)離(li)范圍(wei)。

存放和(he)加(jia)(jia)載限制(zhi)，包括用(yong)于艱苦環境的保護外殼，必(bi)須具有足夠的柔性，可(ke)以(yi)根(gen)(gen)據工(gong)作距離(li)進行(xing)調(diao)整(zheng)。比(bi)如在很多安(an)裝場合，感興趣(qu)的產(chan)品(pin)(pin)區域和(he)產(chan)品(pin)(pin)線可(ke)能在檢測過程中發生(sheng)變化(hua)，這就(jiu)(jiu)要(yao)求(qiu)視(shi)覺(jue)系(xi)統和(he)視(shi)覺(jue)元件可(ke)以(yi)根(gen)(gen)據若干種傳感條件進行(xing)調(diao)整(zheng)。很多照相(xiang)機鏡頭需(xu)要(yao)平穩加(jia)(jia)載，但是當(dang)物(wu)體空(kong)間(jian)（物(wu)體和(he)鏡頭之間(jian)的距離(li)）受到(dao)限制(zhi)，改(gai)變像(xiang)空(kong)間(jian)（image space，鏡頭與圖像(xiang)之間(jian)的距離(li)），就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)改(gai)變工(gong)作距離(li)。

像空間(jian)可(ke)以使用兩種方(fang)(fang)式進(jin)行改(gai)變：通(tong)過縮放(fang)功能或(huo)者(zhe)隔(ge)離。縮放(fang)鏡(jing)頭(tou)可(ke)以調(diao)整(zheng)照(zhao)相機系(xi)統(tong)(tong)的(de)視場，而(er)不(bu)(bu)需要改(gai)變工(gong)作(zuo)距離。一些縮放(fang)系(xi)統(tong)(tong)的(de)元件可(ke)以定(ding)制組成特(te)殊型號的(de)系(xi)統(tong)(tong)。度量衡和(he)顯(xian)微(wei)應用需要以微(wei)米為(wei)單位進(jin)行放(fang)大，這(zhe)些鏡(jing)頭(tou)系(xi)統(tong)(tong)可(ke)以同顯(xian)微(wei)鏡(jing)下的(de)物體對(dui)應。縮放(fang)鏡(jing)頭(tou)保持著高(gao)(gao)解析度，但是成本高(gao)(gao)昂。另外一種方(fang)(fang)案，鏡(jing)頭(tou)隔(ge)離器(qi)十分(fen)經濟，并且可(ke)以縮短(duan)工(gong)作(zuo)距離、減小鏡(jing)頭(tou)的(de)可(ke)視范圍。然而(er)不(bu)(bu)幸(xing)的(de)是，這(zhe)會帶(dai)來扭(niu)曲同時降低解析度。因此(ci)，除(chu)非空間(jian)調(diao)整(zheng)是在5mm之(zhi)內或(huo)者(zhe)鏡(jing)頭(tou)的(de)設計就帶(dai)有隔(ge)離器(qi)，否(fou)則隔(ge)離器(qi)不(bu)(bu)是一個推薦的(de)方(fang)(fang)案。

存(cun)放和加(jia)載限制，包括用(yong)于艱苦環境的(de)保(bao)護外殼，必須具有足夠(gou)的(de)柔性(xing)，可(ke)(ke)以根據工(gong)作(zuo)距離(li)進行調(diao)整。比如(ru)在很多(duo)安(an)裝(zhuang)場合，感(gan)興趣的(de)產(chan)品(pin)區(qu)域和產(chan)品(pin)線可(ke)(ke)能(neng)在檢測過程中發生變(bian)(bian)化，這就要(yao)求視(shi)覺系統和視(shi)覺元件(jian)可(ke)(ke)以根據若(ruo)干(gan)種傳感(gan)條件(jian)進行調(diao)整。很多(duo)照相機鏡(jing)頭需要(yao)平穩(wen)加(jia)載，但是當物體(ti)空間（物體(ti)和鏡(jing)頭之間的(de)距離(li)）受到限制，改變(bian)(bian)像(xiang)空間（image space，鏡(jing)頭與圖像(xiang)之間的(de)距離(li)），就可(ke)(ke)以改變(bian)(bian)工(gong)作(zuo)距離(li)。

像空(kong)間可(ke)以(yi)使用(yong)兩(liang)種方(fang)(fang)式進行改變：通過縮放(fang)(fang)功能或者隔離(li)。縮放(fang)(fang)鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)可(ke)以(yi)調(diao)整照相機(ji)系統的(de)(de)視場，而(er)不(bu)需(xu)要改變工(gong)作(zuo)距離(li)。一些縮放(fang)(fang)系統的(de)(de)元(yuan)件可(ke)以(yi)定制組成特殊(shu)型號的(de)(de)系統。度量衡和顯微(wei)應用(yong)需(xu)要以(yi)微(wei)米為單(dan)位(wei)進行放(fang)(fang)大，這些鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)系統可(ke)以(yi)同(tong)顯微(wei)鏡(jing)下(xia)的(de)(de)物體對應。縮放(fang)(fang)鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)保持著(zhu)高(gao)(gao)解析度，但是成本高(gao)(gao)昂。另外一種方(fang)(fang)案，鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)隔離(li)器十分經(jing)濟，并(bing)且可(ke)以(yi)縮短工(gong)作(zuo)距離(li)、減小鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)可(ke)視范圍。然而(er)不(bu)幸的(de)(de)是，這會帶(dai)來扭(niu)曲(qu)同(tong)時降低解析度。因(yin)此，除非空(kong)間調(diao)整是在5mm之(zhi)內(nei)或者鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)設計就帶(dai)有隔離(li)器，否則隔離(li)器不(bu)是一個推薦的(de)(de)方(fang)(fang)案。

 

這樣(yang)解析度(du)和對比度(du)都(dou)會受到(dao)不好的(de)影響。出于這個原因，DOF同(tong)指(zhi)定的(de)解析度(du)和對比度(du)相配合。當景深一定的(de)情況下，DOF可以通過縮(suo)小鏡頭孔徑（也就是增加F/#值）來變大，同(tong)時也需(xu)要光線增強(qiang)。

鏡頭(tou)(tou)的(de)DOF范圍取決(jue)于有效焦(jiao)距、可接受的(de)模(mo)糊直徑。有一些鏡頭(tou)(tou)被設計成(cheng)超焦(jiao)或(huo)者(zhe)可超焦(jiao)的(de)，這(zhe)(zhe)就意味著焦(jiao)內(nei)的(de)遠(yuan)點可以拓展到無限遠(yuan)。這(zhe)(zhe)種技術通(tong)(tong)常應(ying)用在定焦(jiao)鏡頭(tou)(tou)上，景深效果(guo)很深，但是卻可以通(tong)(tong)過虹膜的(de)幫(bang)助進行調整。

不要把遠(yuan)心(xin)鏡(jing)頭(tou)和大(da)(da)景深鏡(jing)頭(tou)弄(nong)混了(le)。遠(yuan)心(xin)鏡(jing)頭(tou)可以(yi)(yi)使(shi)機(ji)器視覺系(xi)統控制放大(da)(da)率、消(xiao)除潛在誤差，所以(yi)(yi)同尺寸的(de)物體(ti)在照(zhao)(zhao)片上高度都是(shi)一(yi)致的(de)，無論它距(ju)(ju)離(li)照(zhao)(zhao)相機(ji)有(you)多遠(yuan)。這種鏡(jing)頭(tou)一(yi)個實際(ji)應用的(de)例子是(shi)分析計(ji)算機(ji)電路(lu)板。遠(yuan)心(xin)鏡(jing)頭(tou)通(tong)常有(you)一(yi)個工(gong)作距(ju)(ju)離(li)范(fan)圍，在每(mei)一(yi)個工(gong)作距(ju)(ju)離(li)點形成有(you)限的(de)景深。集成商在為(wei)一(yi)個項(xiang)目(mu)選(xuan)擇遠(yuan)心(xin)鏡(jing)頭(tou)的(de)時候，既(ji)需要考(kao)慮工(gong)作距(ju)(ju)離(li)范(fan)圍，還(huan)需要考(kao)慮景深效果。

在很多情況下，比(bi)如說管道檢測，可(ke)(ke)(ke)以(yi)使用(yong)(yong)變焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)獲(huo)得較大的景深。變焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)和縮放鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)很類似，應用(yong)(yong)在需(xu)(xu)要(yao)經常(chang)變換焦(jiao)(jiao)(jiao)距的場合。這些鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)經常(chang)是馬達驅(qu)動的，可(ke)(ke)(ke)以(yi)保證在對焦(jiao)(jiao)(jiao)平(ping)(ping)面上平(ping)(ping)滑移動。使用(yong)(yong)這樣的鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，整個管道、每一個環節都可(ke)(ke)(ke)以(yi)掃描到(dao)，通過調整焦(jiao)(jiao)(jiao)距來發現每個缺(que)陷。然而，同(tong)縮放鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)不通，變焦(jiao)(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的工作(zuo)距離也可(ke)(ke)(ke)以(yi)變化，可(ke)(ke)(ke)以(yi)根(gen)據需(xu)(xu)要(yao)進行重新定位(wei)。

USAF目標法展示了不同的寬度的倫(lun)奇(qi)刻線，可以(yi)衡(heng)量鏡(jing)頭的性(xing)能。

獨立平臺可以(yi)減(jian)少振動

環境的重要性

機器視(shi)覺(jue)系統(tong)的環境(jing)因素包括(kuo)物(wu)體(ti)反(fan)(fan)射系數、光(guang)(guang)(guang)線(xian)、溫度(du)、振(zhen)動(dong)和污染(ran)物(wu)。物(wu)體(ti)的反(fan)(fan)射會(hui)導致高光(guang)(guang)(guang)，還可(ke)能使特征模(mo)糊。鏡(jing)頭外殼和遮(zhe)光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)中(zhong)的障(zhang)板可(ke)以(yi)降低光(guang)(guang)(guang)散引起的高光(guang)(guang)(guang)現象。障(zhang)板為不透明的圓片，為鏡(jing)頭的中(zhong)心孔(kong)徑特別設計，可(ke)以(yi)限制到達傳感器的光(guang)(guang)(guang)線(xian)。極化或者(zhe)散射光(guang)(guang)(guang)源同樣也可(ke)以(yi)避免物(wu)體(ti)反(fan)(fan)射出現的熱點。

光，尤其是單(dan)色(se)光，可以使(shi)(shi)物體(ti)的(de)(de)對(dui)比度(du)提高，使(shi)(shi)鏡(jing)頭(tou)圖像的(de)(de)質量最大化(hua)。在(zai)(zai)使(shi)(shi)用黑白照(zhao)相(xiang)機的(de)(de)時候，對(dui)比度(du)是非常重要(yao)的(de)(de)，可以通過加(jia)減過程(cheng)產生。在(zai)(zai)加(jia)法(fa)過程(cheng)中，單(dan)色(se)光源和(he)照(zhao)相(xiang)機鏡(jing)頭(tou)濾鏡(jing)同分析物體(ti)所在(zai)(zai)的(de)(de)媒介顏色(se)相(xiang)匹配，物體(ti)周圍的(de)(de)區域可以反射并且傳輸光線，所以顯得比物體(ti)更加(jia)明(ming)亮。這項技術在(zai)(zai)凝膠和(he)彩色(se)液(ye)體(ti)用作背光式觸摸屏或者微粒(li)檢測的(de)(de)應用很有價值。

相反，在減(jian)法(fa)系統中，濾鏡(jing)屏蔽了物(wu)體(ti)周(zhou)邊(bian)(bian)的(de)(de)反射光，這使得物(wu)體(ti)看起來比(bi)周(zhou)邊(bian)(bian)明(ming)亮。像藥丸檢(jian)測(ce)這樣的(de)(de)應用，物(wu)體(ti)的(de)(de)顏色可能是它僅有的(de)(de)特征(zheng)，這時(shi)候就要使用濾鏡(jing)。

高(gao)溫環境下，可(ke)能因為(wei)鏡頭(tou)里光學元(yuan)件的熱(re)膨脹出現問題。并(bing)不是所有的鏡頭(tou)都可(ke)以適(shi)應溫度變化，在(zai)檢測熱(re)物體時，最好使用工(gong)作距(ju)離比較長的鏡頭(tou)。

另外一個要考慮(lv)的因素(su)是(shi)振動。通(tong)常(chang)需要將鏡(jing)頭裝載(zai)到和照(zhao)相(xiang)機(ji)隔離的平臺和桌面(mian)上，來減少(shao)振動。重(zhong)型的照(zhao)相(xiang)機(ji)鏡(jing)頭總是(shi)帶(dai)有(you)卡具，如果鏡(jing)頭不能(neng)直接裝在案板(ban)或(huo)者(zhe)類似的隔離桌面(mian)上，那么就(jiu)把裝載(zai)鏡(jing)頭的物體放(fang)在獨立平臺上吧(ba)。固(gu)定(ding)在獨立平臺上的機(ji)械手就(jiu)經常(chang)用(yong)來裝載(zai)照(zhao)相(xiang)機(ji)和鏡(jing)頭。

工業換件下的污染(ran)物(wu)會腐(fu)(fu)蝕鏡頭(tou)表(biao)面。極端環(huan)境光學（HEO）產品進行了專門設計，即便是長(chang)期暴露在嚴酷(ku)環(huan)境下，也可以(yi)提供高質量的圖像。因為它(ta)的光學元件是嚴格密封的，HEO產品可以(yi)在水下使用，能夠抗腐(fu)(fu)蝕、防(fang)塵，并(bing)且不受機械影響。

照相機(ji)鏡頭(tou)(tou)對于機(ji)器視(shi)(shi)覺(jue)系(xi)統有(you)著深(shen)遠的(de)(de)(de)影響。為了(le)實際應用(yong)選(xuan)擇合(he)適的(de)(de)(de)鏡頭(tou)(tou)，機(ji)器視(shi)(shi)覺(jue)集(ji)成(cheng)商必須對物(wu)(wu)(wu)體的(de)(de)(de)尺寸、特征和(he)反射率(lv)都要(yao)(yao)(yao)進行分析。他/她還必須要(yao)(yao)(yao)估(gu)計工作距(ju)離范(fan)圍以及物(wu)(wu)(wu)體厚度所(suo)需要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)景深(shen)。當改變(bian)物(wu)(wu)(wu)體和(he)圖像間隔的(de)(de)(de)時候(hou)，集(ji)成(cheng)商可以使(shi)用(yong)更加靈活的(de)(de)(de)系(xi)統，也(ye)可以降(jiang)低性能。所(suo)有(you)的(de)(de)(de)環境都是(shi)在不斷變(bian)化的(de)(de)(de)，還要(yao)(yao)(yao)符(fu)合(he)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求，所(suo)以選(xuan)擇一(yi)(yi)款合(he)適的(de)(de)(de)鏡頭(tou)(tou)非常重要(yao)(yao)(yao)。