光學鏡頭一般稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭，簡稱鏡頭，其功能就是光學成像。
鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中的重要組件，對成像質(zhì)量起著關鍵性的作用，同時對成像質(zhì)量的幾個主要指標都有影響，如分辨率、對比度、景深及各種像差等。鏡頭不僅種類繁多，而且質(zhì)量差異也很大，正確合理的選擇鏡頭將決定系統(tǒng)能否得到理想的圖像，甚至決定系統(tǒng)開發(fā)失敗。下面簡單介紹鏡頭選型時應該注意的相關問題及鏡頭的分類：
1、根據(jù)有效像場的大小選擇鏡頭
將鏡頭安裝在一個很大的伸縮暗箱前端，并在該暗箱后端安裝一塊很大的磨砂玻璃。當將鏡頭光圈開至最大，并對準無限遠景物調(diào)焦時，在磨砂玻璃上呈現(xiàn)出的影像均位于一個圓形面積內(nèi)，而圓形外則漆黑，無影像。此有影像的圓形面積稱為該鏡頭的最大像場。在這個最大像場范圍的中心部位，有一個能使無限遠處的景物結(jié)成清晰影像的區(qū)域，這個區(qū)域稱為清晰像場。照相機或攝影機的靶面一般都位于清晰像場之內(nèi)，這一限定范圍稱為有效像場。由于視覺系統(tǒng)中所用的攝像機的靶面尺寸有各種型號，所以在選擇鏡頭時一定要注意鏡頭的有效像場應該大于或等于攝像機的靶面尺寸，否則成像的邊角部分會模糊甚至沒有影像。
2、根據(jù)焦距鏡頭的分類
根據(jù)焦距能否調(diào)節(jié)，可將鏡頭分為定焦距鏡頭和變焦距鏡頭兩大類。變焦鏡頭上都有變焦環(huán)，調(diào)節(jié)該環(huán)可以使鏡頭的焦距值在預定范圍內(nèi)靈活改變。變焦距鏡頭最長焦距值和最短焦距值的比值稱為該鏡頭的變焦倍率。變焦鏡頭又可分為手動變焦鏡頭和電動變焦鏡頭兩大類。
變焦鏡頭由于具有可連續(xù)改變焦距值的特點，在需要經(jīng)常改變攝影視場的情況下使用非常方便，所以在攝影領域應用非常廣泛。但由于變焦距鏡頭的透鏡片數(shù)多、結(jié)構(gòu)復雜，所以最大相對孔徑不能做得太大，致使圖像亮度較低、圖像質(zhì)量變差，同時在設計中也很難針對各種焦距、各種調(diào)焦距離做像差校正，所以其成像質(zhì)量無法和同檔次的定焦距鏡頭相比。如何選擇合適焦距的鏡頭是在機器視覺系統(tǒng)設計時要考慮的一個主要問題。
3、根據(jù)鏡頭接口類型劃分
鏡頭和攝像機之間的接口有多種類型，工業(yè)相機常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徠卡接口、M42接口、M50接口等。
鏡頭接口類型的與鏡頭性能及質(zhì)量并無直接關系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各種常用接口之間的轉(zhuǎn)接口。
C接口和CS接口是工業(yè)攝像機最常見的國際標準接口，為1英寸－32UN英制螺紋連接口，C型接口和CS型接口的螺紋連接是一樣的，區(qū)別在于C型接口的后截距為17.5mm，CS型接口的后截距為12.5mm。所以CS型接口的攝像機可以和C口及CS口的鏡頭連接使用，只是使用C口鏡頭時需要加一個5mm的接圈；C型接口的攝像機不能用CS口的鏡頭。
4、特殊用途的鏡頭
顯微鏡頭(Micro)，一般是都在成像比例大于10:1的拍攝系統(tǒng)使用，但由于現(xiàn)在的攝像機的像元尺寸已經(jīng)做到3微米以內(nèi)，所以一般成像比例大于2:1時也會選用顯微鏡頭。
微距鏡頭(Macro)，一般是指成像比例為2:1～1:4的范圍內(nèi)的特殊設計的鏡頭。在對圖像質(zhì)量要求不是很高的情況下，一般可采用在鏡頭和攝像機之間加近攝接圈的方式或在鏡頭前加近拍鏡的方式達到放大成像的效果。
遠心鏡頭(Telecentric)，主要是為糾正傳統(tǒng)鏡頭的視差而特殊設計的鏡頭，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化，這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應用。本文稿由中國機器視覺商城整理，轉(zhuǎn)載請保留。
