導讀

 工業鏡頭是機器視覺中用于成像的組件，其主要功用是將目的成像到圖像傳感器上，其成像質量直接影響到機器視覺系統的整體性能。不同的應用需求選擇不同類型的工業鏡頭，機器視覺行業內通常將工業鏡頭分為定焦鏡頭、變焦鏡頭、線掃鏡頭、遠心鏡頭號，這些分類并沒有嚴厲的界線。

概念

 根據焦距能否調理，可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類。根據焦距的長短，定焦距鏡頭又可分為魚眼鏡頭、短焦鏡頭、規范鏡頭、長焦鏡頭四大類。定焦鏡頭具有固定的視場角，但這種鏡頭依然能夠在不同工作間隔處對焦，最常見的做法改動鏡頭與傳感器之間的間隔。由于這種鏡頭運用靈敏，且具有優良的性能，因而在大多數機器視覺應用中，通常采用定焦鏡頭。

 定焦距鏡頭設計成具有固定視場角度，而變焦鏡頭是在一定范圍內能夠變換焦距、從而得到不同寬窄的視場角。變焦鏡頭特別合適運用過程中需求最大限度的靈敏性，但不需求高分辨率的應用。

原理

 關于變焦距系統來說，由于系統焦距的改動，必然使物像之間的倍率發作變化，所以變焦距系統也稱為變倍系統。多數變焦距系統除了請求改動物像之間的倍率之外，還請求堅持像面位置不變，即物像之間的共軛距不變。

 對一個肯定的透鏡組來說，當它對固定的物平面做相對挪動時，對應的像平面的位置和像的大小都將發作變化。當它和另一個固定的透鏡組組合在一同時，它們的組合焦距將隨之改動。如圖2所示，假定第一個透鏡組的焦距為f′1， 第二個透鏡組對第一個透鏡組焦面f1′的垂軸放大率為β2，則它們的組合焦距f′為

分類

依據鏡頭的控制方式，變焦鏡頭可分為手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭和電動三可變鏡頭。

（1）手動變焦鏡頭：焦距和光圈能夠手動調理，通常在運用過程中一次性停止調整。

 （2）自動光圈電動變焦鏡頭，這種鏡頭增加了兩個微型電機，其中一個微型電機控制變焦環的轉動以改動焦距，另一個微型電機控制聚焦環的轉動使鏡頭完成聚焦。電機可由人工經過施加電壓來控制，故而又稱“兩可變”鏡頭。

 （3）電動三可變鏡頭：三個可調參數（光圈、焦距、聚焦）都是電動可變的，相比于“兩可變”鏡頭，僅僅是將光圈的調整方式從自動控制變為遙控控制，目前該類鏡頭的應繳鏡頭，由于不再是自動光圈，減少了自動控制電路局部。

結語

 變焦鏡頭在成像質量上還無法與定焦鏡頭相媲美，因而工業上應用較多的仍是定焦鏡頭，目前只是在較少的應用場景中運用小變倍比的手動變焦鏡頭。但隨著光學設計和加工技術的不時進步，以及機器視覺中檢測需求的不時增加，工業用變焦的鏡頭也正朝向大變倍比和高清化開展。由于變焦鏡頭具有可以改動觀測視場的優勢，在機器視覺中能夠運用一個鏡頭替代多個鏡頭，有利于簡化系統機構，因而變焦鏡頭在將來機器視覺中的應用中會越來越普遍。