镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性作用，它对成像质量的几个最重要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择不够重视，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。所以在选购镜头前先了解一些基础知识是非常必要的。

工业相机

镜头将三维被测物体和它周围的环境光学成像并投影在摄像头的二维图像传感器平面上。一般这个平面是长宽比为4:3的矩形，我们称这个矩形为成像面。

和成像面中的图像对应的物体平面被称作视野。

从被测物体到镜头的距离称为工作距离。以镜头最佳聚焦时的WD为中心，前后存在一个范围。

在此范围内镜头能在像平面上获得清晰的图像，这个范围被称为景深。

工业相机

物镜的焦距f：物镜的焦距决定了物体在成像面上成像的大小，用不同焦距的物镜对同一位置物体成像时，焦距越长，所得的像也越大。

相对孔径：镜头光圈的大小用相对孔径F=D/f来表示，其中D为镜头中光线能通过的圆孔直径，f为焦距。D越大能收集和通过的光线越多，同时，焦距越短，这些光线到达成像面的密度越高。

物镜的视场角2ω：决定了在成像面上良好成像的空间范围。当焦距f一定时，视场角越大，成像也越大；同时，当成像面的尺寸一定时，焦距越长，视场角越小。

工业相机

按镜头接口分类：

CCTV（C-MOUNT）、35mm摄像镜头

按等效焦距分类：

广角镜头、长焦距镜头、中焦距镜头、远心镜头、微距镜头。

按功能分类：

变焦距镜头（变倍镜头）、可变光圈镜头。

应用案例

两种典型相机产品镜头选择案例：

X_Ray专用千兆网相机采用百万像素CCD传感器，适用于对图像清晰度要求较高的医疗行业。由于投射于图像传感器的光学图像质量，直接影响到整体图像的质量，如需完全清晰的捕捉百万像素摄像机所呈现的高清晰度，必须适配高品质的百万像素镜头。百万像素镜头可使光学图像呈现更高的对比度、亮度和锐度，可以清晰的捕捉图像细节，无论中心还是边缘，都可以清晰呈现。

印刷检测系统中使用的面阵相机镜头在选择过程中，需要综合考虑物距、光照条件等因素来选择合适的焦距，以适应现场复杂的使用条件。同时为了使其在测量过程中具有足够的分辨率，所以采用电动三可变镜头，此镜头焦点、聚焦、光圈三个参数均可通过电动马达驱动变化，有效的保证了输出图片的清晰度。