工业相机是机器视觉系统中的关键部件，它最本质的功能是将光信号转换为小型高清工业相机的有序电信号。在机器视觉系统中，工业相机的镜头相当于人类的眼睛，主要功能是将目标光学图像聚焦在图像传感器（工业相机）的光敏面上。

视觉系统处理的所有图像信息都可以从工业相机的镜头中获得。工业相机镜头的质量将直接影响视觉系统的整体性能。作为一种成像设备，工业相机镜头通常与电源、摄像机等组成完整的图像采集系统。因此，工业相机镜头的选择受到整个系统要求的制约。一般可以从以下几个方面进行分析和考虑：

一、波长和变焦镜头与否

工业相机镜头是否需要变焦镜头或定焦镜头是比较容易确认的，首先要确定工业相机镜头的工作波长是否对焦，在成像过程中，如果需要改变放大倍数，应使用变焦镜头，否则使用定焦镜头就足够了。

对于工业相机镜头的工作波长，可见光波段是最常见的，也有其他波段的应用。是否需要额外的滤光措施？是单色光还是多色光？是否能够有效避免杂散光的影响？需要综合权衡以上问题后，再确定镜头的工作波长。

如何为工业相机选择合适的镜头

二、优先满足特殊要求

结合实际应用，可能会有特殊要求。特殊要求必须首先确认，例如，是否有测量功能，如果需要使用远心镜头，图像焦深是否很大等等。焦深通常不被重视，但任何图像处理系统都必须考虑到这一点。

三、工作距离和焦距

工作距离和焦距通常是一起考虑的。一般是采取这样的思路：先确定系统的分辨率，再结合CCD像素大小了解放大率，再结合空间结构约束了解可能的物像距离，从而进一步估算出工业相机镜头的焦距。因此，工业相机镜头的焦距与工业相机镜头的工作距离和相机分辨率（以及CCD像素大小）有关。

四、图像尺寸和图像质量

要选择的工业相机镜头的图像尺寸应与工业相机的感光面尺寸相适应，应遵循“以大兼容小”的原则，即相机的感光面不能超过镜头指示的图像尺寸，否则将无法保证边缘视场的图像质量。对成像质量的要求主要看MTF和畸变，在测量应用中，畸变应引起高度重视。

如何为工业相机选择合适的镜头

五、光圈和镜头卡口

工业相机镜头的光圈主要影响成像面的亮度，但在目前的机器视觉中，最终的图像亮度是由光圈、相机颗粒、积分时间、光源等众多因素共同决定的。因此，为了获得所需的图像亮度，需要经过多个步骤的调节。

工业相机镜头卡口是指其与相机的安装接口，两者必须匹配。一旦两者不匹配，就应该考虑更换。

六、成本和技术成熟度

如果在综合考虑以上因素后，有多个方案满足要求，则可以考虑综合成本和技术成熟度等，优先选择。

PS：选择镜头的示例

下面我们举例说明如何为工业相机选择镜头。例如，硬币检测的机器视觉系统需要配工业相机镜头，已知约束条件：工业相机CCD 2/3英寸，像素大小4.65μm，C接口，工作距离大于200mm，系统分辨率0.05mm，光源采用白光LED光源。

选择镜头的基本分析如下：

1.配合白色LED光源使用的镜头应为可见光段，无变焦要求，可选用定焦镜头。

2.用于工业检测，需要有测量功能，因此所选用的镜头要求畸变较低。

3.工作距离和焦距

成像放大率：M=4.65/(0.05 x 1000)=0.093

焦距：F= L*M/(M+1)= 200*0.093/1.093=17mm

如果要求物镜距离大于200mm，则所选镜头的焦距应大于17mm。

4.所选镜头的图像尺寸应不小于CCD格式，即至少为2/3英寸。

5.镜头的卡口要求为C口，以便与工业相机配合。暂时对光圈没有要求。

通过以上因素的分析和计算，可以初步得到工业相机镜头的“轮廓”：焦距大于17mm、定焦、可见光段、C口、能与至少2/3英寸CCD像素尺寸协调，图像畸变小。根据这些要求，可以进行进一步的选择。如果几款镜头都能满足这些要求，建议进一步优化，选择一款最佳的镜头。