機器視覺系統中使用的工業相機、鏡頭和照明都對圖像的整體質量做出了重要貢獻，而在工業鏡頭設計中有許多重要的特性，鏡頭分辨率、鏡頭畸變和光照均勻性等，直接影響機器視覺系統性能。

機器視覺鏡頭的主要特性及選擇

鏡頭畸變：除了分辨率的變化外，所有透鏡也會受到一定的空間畸變。

圖中顯示了如何以非線性方式拉伸或壓縮圖像，使整個傳感器的精確測量變得非常困難。雖然有一些軟件方法可以解決這個問題，但它們無法考慮物體的物理深度，因此最好選擇質量好的低失真鏡頭，而不是試圖在軟件中糾正這些錯誤。

作為一般規則，較短焦距的鏡頭將具有比具有較長焦距的鏡頭更大的失真，因為光從更大的角度照射到傳感器。使用更復雜的鏡頭設計，可以保持低失真，并且許多鏡頭制造商一直在努力研究他們的光學設計，使他們能夠將空間失真降低到0.1％的數量級。

提示：為了以最小的成本最小化失真，較長的工作距離將提供最佳的效果。

照明均勻性：所有來自鏡頭的圖像都存在漸暈，即從圖像中心到邊緣的光照強度降低，這可能會影響透鏡應用的適用性。

鏡頭暈渲是由于光束被機械地遮擋(通常是被透鏡支架遮擋)而導致的對圖像邊緣的暈渲，這主要發生在透鏡的圖像圓(或格式)對于傳感器的尺寸太小時。

所有的鏡頭都受到“Cos4漸暈”的影響，這是由于光線必須經過更遠的距離到達圖像邊緣，并以淺角度到達傳感器。當角度將光線聚焦到傳感器的非敏感部分時，在每個像素上都有微透鏡的鏡頭上。也可以最小化，如果鏡頭是由兩個f停止下來。通過提高整個傳感器的照明均勻性，鏡頭制造商可以消除對光強度補償的需求，因為光強度補償可能會在圖像中引入噪聲。

環境影響

許多視覺系統被部署在制造環境中，這意味著它們暴露在各種各樣的環境影響下，從污垢、濕度和溫度到機械和電磁效應。有許多可用的防護罩，可以防止灰塵和濕氣的侵入。鏡頭組件的機械穩定性對于避免模糊和確保可靠和可重復的測量至關重要。

大多數用于機器視覺應用的鏡頭都是用金屬外殼和聚焦機制制造的，以保證鏡頭的穩定性。許多鏡頭也提供了抗沖擊和振動特性，使他們適用于最惡劣的環境。鏡頭制造商已經提出了一系列的設計方案，其中一些獲得了專利，以限制鏡頭玻璃由于振動和沖擊而移動所產生的圖像位移。這些包括使用鎖定螺釘來防止焦點和光圈的移動，甚至是固定光圈的移動，以及透鏡體中所有元件的粘接。

鏡頭接口

將鏡頭固定到相機上是通過使用不同標準的鏡頭接口來實現的。機器視覺應用中最常用的是C-mount，它可以從各種鏡頭和配件中受益，包括提供計算機控制的光圈和聚焦的能力。

CS安裝座并不太常用與C-mount安裝座基本相同，但法蘭焦距縮短了5mm。較小的鏡頭卡口系統（如S-mount）通常用于板級相機和微型相機，這些鏡頭只允許最小的調整。

對于大幅面傳感器和線掃描應用，可以使用更大尺寸的F-mount系統，盡管越來越多地使用更強大的M42安裝座（有時稱為T-mount）。但大幅面鏡頭不支持自動控制光圈和對焦的能力。長焦鏡頭也在機器視覺中得到應用，最長焦距可達600毫米。這些大幅面鏡頭主要為專業攝影師開發，也包括電動光圈和變焦，需要專門的EF鏡頭安裝座。

目前，越來越多的機器視覺相機采用EF安裝功能和EF鏡頭制造，其新穎的光學功能通過最近的直接分銷協議提供給更廣泛的機器視覺市場。

如何選擇鏡頭

有了如此多的機器視覺鏡頭選項，為特定的應用選擇最好鏡頭并不簡單。所以將系統作為一個整體來考慮非常重要。例如，許多現代的百萬像素相機使用小的傳感器尺寸來降低成本，但由此產生的小像素尺寸需要更高的質量，因此光學器件也更昂貴。對于某些應用來說，選擇更昂貴、像素更大、光學要求更低的相機可能會有好處，從而降低整個系統的成本。