機器視覺設計者如何選擇合適的
工業變焦鏡頭
為了實現具有成本效益的機器視覺系統，開發人員必須從眾多可用的變焦鏡頭中選擇最合適的產品。
對于機器視覺系統設計者來說，由于市場上存在諸多不同類型、不同分辨率和不同圖像失真特性的鏡頭產品可供選擇，因此針對某一特定應用，在選擇鏡頭時進行性價比權衡，變得更加復雜。
定焦鏡頭由于成本低廉，仍然是許多機器視覺系統的中流砥柱；同時市場上也存在著其他諸多鏡頭選擇，包括變焦距、縮放、遠心、360°光學和液體等鏡頭產品，每種鏡頭都在滿足特定應用方面具有自身的獨特優勢。
確定鏡頭焦距
在選擇任何特定的鏡頭之前，必須確定其焦距。焦距的選擇取決于成像缺陷所要求的分辨率、被成像物體的大小以及物體與相機的距離。這里所說的焦距，是指鏡頭的光心和相機的圖像傳感器之間的距離。
通過改變鏡頭的焦距，可以獲得不同大小的視場（FOV）。選擇鏡頭的正確焦距，取決于物體距相機/鏡頭系統的工作距離、所要求的視場和圖像傳感器的尺寸，鏡頭的焦距可由以下公式確定：
焦距=放大倍數×工作距離/（1+放大倍數）
其中，放大倍數= 傳感器尺寸/FOV。
因此，對于相同的工作距離，傳感器尺寸越大，產生的視場也越大。例如，相機的傳感器尺寸為2/3英寸，對于50mm（水平）的FOV和200mm的工作距離，估算鏡頭的焦距為29.93mm。
在選擇鏡頭時，鏡頭的分辨率必須要與相機圖像傳感器的特性相匹配。因此，系統開發人員必須要在相機和鏡頭之間進行仔細地匹配。
要做到這一點，必須要了解相機中使用的圖像傳感器的特性。相機的分辨率取決于圖像傳感器的像素尺寸，其可以按照線對/mm（lp/mm）的方式計算如下：
1000（lp/mm）/2×像素尺寸（μm）
比如一部圖像傳感器的相機，像素尺寸為6.4μm×6.4μm，圖像傳感器的最大分辨率為78.125 lp/mm。
為給該相機配備一款鏡頭，開發者需要研究不同鏡頭的調制傳遞函數（MTF）。MTF可以衡量鏡頭“以特定分辨率將對比度從物體傳輸到圖像的”能力。ICX625傳感器大小為2/3英寸，像素尺寸為3.45μm，最大分辨率為145lp/mm，配備焦距12mm的鏡頭（見圖1）。在這里，理論上可能獲得的最大對比度接近70％（在150 lp/mm時），尚沒有鏡頭設計可以達到更高的水平。因此，將高性能的百萬像素級相機與分辨率差的鏡頭相匹配、或是為低端相機配備高性能鏡頭，都會導致最終獲得低對比度的圖像。
定焦or變焦？
定焦鏡頭因為使用更少的光學元件、具有低光學失真和相對便宜等優點，在機器視覺系統中被廣泛使用。然而，在某些應用中，可能需要改變視場，特別是系統設計可能會隨時間而改變的情況，或是系統集成商需要為某一應用確定合適的焦距的情況。在這種情況下，可以選擇變焦距鏡頭。不同于縮放鏡頭（zoom）在焦距改變時保持焦點位置不變，變焦距鏡頭需要重新對焦，同時允許對不同的視場進行成像。
相比于定焦鏡頭，變焦鏡頭更為昂貴，因為它們需要來回滑動的中間組件或后部組件、以及一個單獨的前部單元焦點調節機構。《為視覺系統選擇鏡頭Selecting a Lens for a Vision System》一文中指出，如果系統中使用的相機事先已經選定，那么明智的做法是：考慮購買便宜（低質量）的變焦鏡頭來確定合適的焦距。
與需要重新聚焦的變焦鏡頭不同，縮放鏡頭或齊焦鏡頭（YAMAKO）在焦距改變時保持焦點位置不變。雖然許多公司使用縮放鏡頭這一術語來描述他們的產品，但其中許多產品實際上是需要手動再聚焦的變焦鏡頭。
例如，yamako鏡頭具有0.3至1倍的放大率和90mm的工作距離，在網站上被列為縮放鏡頭。然而，它實際上是一個變焦鏡頭，因為它具有一個可變的焦點設置機制。Zoom 7000鏡頭被命名為縮放鏡頭，它是一款近聚焦手動縮放鏡頭，用于對直徑超過1英寸的物體進行成像，在其縮放范圍內是齊焦的，因此所捕獲的圖像在縮放范圍內保持在焦平面上，并不需要手動重新聚焦。
放大
盡管縮放鏡頭在機器視覺應用中并不常見，但這類鏡頭常常被用于顯微成像等應用中，以提供手動或電機控制的圖像放大。通過使用這種縮放鏡頭，操作人員無需更換鏡頭就能在需要的放大率下檢查零件；或者不需要在一個鏡頭盤上安裝多種類型的鏡頭（這樣能在不裝卸鏡頭的情況下改變放大率）。使用縮放鏡頭，可以實現檢測系統的自動化，從而系統可以被編程，進而無需更換鏡頭或旋轉鏡頭盤，就能在低放大率下觀察整個場景、并放大特定細節。
這種縮放鏡頭既可以手動調節，也可以通過計算機控制自動調節。例如，YAMAKO鏡頭，就在設計中使用兩個直流電機沿一條直線軸驅動變倍鏡頭和補償鏡頭。當變倍鏡頭改變圖像的放大倍數時，補償鏡頭補償圖像的位移，以使被觀察的物體位于焦平面上。
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