機器視覺工業鏡頭

鏡頭是機器視覺系統中的重要組件，對成像質量起著關鍵性的作用。其主要參數包括：焦距、光圈系數、視場、工作距離、景深等。

焦距（視場角）不僅僅描述鏡頭的屈光能力，且可作為圖像質量的參考。一般鏡頭失真隨著焦距的減小（或視場角的增大）而增大，因而選擇測量鏡頭，不要選擇小焦距（小于8mm）或大視場角的鏡頭。

光圈系數是鏡頭的重要內部參數，它就是鏡頭相對孔徑的倒數，一般的廠家都會用F數來表示這一參數。例如，如果鏡頭的相對孔徑是1：2，那么其光圈也就是F2.0。而在相機的鏡頭上，都會標寫上這一指標。而由于光圈系數是相對孔徑的倒數，因此，如果光圈系數的標稱值數字越大，也就表示其實際光圈就越小。一般來說，鏡頭的光圈排列順序是：1、1.4、2.0、2.8、3.5、4.0、5.6、8.0、11、16、22、32等等。隨著數值的增大，其實際光孔大小也就隨之減小，而其在相同快門時間內的光通量也就隨之減小。當然，有些機器視覺系統為了增大鏡頭的可靠性和降低成本，采用的定光圈設計，光圈不能改變時調整圖像亮度就需要靠調整光源強度或相機增益。

像方視場（即支持的CCD芯片大小）同樣是鏡頭的重要內部參數，CCD芯片尺寸通常大小為1/3”, 1/2”。不同芯片規格要求相應的鏡頭規格。鏡頭的設計規格必須等于或大于芯片規格，否則就會在視場邊緣會出現黑邊。特別是在測量中，使用稍大規格的鏡頭，因為鏡頭往往在其邊緣處失真zui大。

工作距離往往在視覺應用中至關重要，它與視場大小成正比，有些系統工作空間很小因而需要鏡頭有小的工作距離，但有的系統在鏡頭前可能需要安裝光源或其它工作裝置因而必須有較大的工作距離保證空間，通常FA鏡頭與監控鏡頭相比，小的工作距離就是一個重要區別。

景深則是鏡頭另一個重要的外部參數。它表示滿足圖像清晰度要求的zui遠位置與zui近位置的差值，景深的計算可能會相對麻煩一些它與鏡頭焦距、光圈值、工作距離和允許彌散斑的zui大直徑有關。由于允許彌散斑的zui大直徑是個相對量，它的可接受直徑很大程度上取決于應用，因此在實際視覺應用中以實驗和參考鏡頭給出的參考值為主。簡單的說，光圈越小，景深越深；焦距越短，景深越深；對焦距離（工作距離）越遠，景深越深。