机器视觉的关键之一是选择合适的镜头

镜头的选择过程是将镜头各项参数逐步明确的过程。作为成像器件，镜头通常与光源和相机构成一个完整的图像采集系统。因此，镜头选择必须满足整个系统的要求。通常可以从以下几个方面进行分析和考虑。

一、重点在于波长和变焦的选择。

确定镜头的工作波长和是否需要变焦是比较容易的。在成像过程中，如果需要改变放大倍率，则需要使用变焦镜头，否则只需使用定焦镜头即可。

在确定镜头的工作波长时，通常使用可见光波段，但也可以使用其他波段。是否需要采取滤光措施，要根据情况而定。同时，考虑到杂散光的影响，需要选择单色光或者多色光。在综合考虑这些因素之后，再确定镜头的工作波长。

二、优先考虑特殊要求。

为了应对实际应用中的特殊需求，先要明确这些需求，比如是否需要测量功能、是否需要使用远心镜头，以及成像景深是否很大等等。景深通常不被重视，但这却是任何成像系统都必须考虑的因素。

三、工作距离和焦距

通常情况下，工作距离和焦距是联合考虑的。为了推导出镜头的焦距，可以先明确系统的分辨率，然后再结合CCD像素尺寸，就可以知道放大倍率，接着借助对空间结构的约束条件，推算出大致的物像距离，并终估算出镜头的焦距。因此，镜头的焦距与其工作距离、系统分辨率（以及CCD像素尺寸）之间有着密切的联系。

四、面积大小和图像质量

选择镜头时应注意其像面大小和相机感光面大小要相兼容，遵循“大的兼容小的”的原则。相机感光面不可超出镜头标示的像面尺寸，否则会导致边缘视场的像质不佳。在关注像质要求时，主要要考虑MTF和畸变。特别是在测量应用中，应更加注重畸变问题。

光圈和接口

在摄影中，光圈大小对像面亮度有着重要的影响。而在现代机器视觉技术中，图像亮度却由多个因素共同决定，如光圈、相机增益、积分时间、光源等等。因此，为了获得必要的图像亮度，有很多方面需要调整。另外，镜头的接口也非常关键，需要与相机匹配，如果不能直接匹配，则需要考虑使用转接器。

六、摄影镜头还有其他的类型：

线阵镜头是与线阵相机配套使用的一种镜头。它采用扫描式的工作方式，要求镜头与目标之间存在相对运动。每次曝光时，线阵镜头只能成像一条线，通过多次曝光将这些线组合成一幅完整的图像。线阵扫描成像的特点在于，CCD线阵的图像分辨率在方向上是固定的，而在目标运动方向上的空间采样频率则取决于目标的相对速度。

从成像的角度来看，线性阵列镜头和其他类型的镜头在本质上并没有太大差异，只是它们的使用方式稍稍不同而已。

显微镜镜头一般用于高分辨率的场合，以便观测目标的细节特征。其基本特点是工作距离短，放大倍率高，视场相对较小。

远心镜头指的是物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于物方无限远的光路系统。其作用在于消除了由于焦距调节不准确而导致的测量误差。