产线上的电路板飞快移动，一颗米粒大的电子元件正被高精度工业相机检视着，连一根虚焊的引脚都逃不过它的“眼睛”。
机器视觉如今在工业界可以说无处不在，从精密电子装配到食品包装识别，它们如同产线上的“质检员”。
镜头作为工业相机的“眼睛”，它的选择直接决定着视觉系统的“视力”好坏-1。有数据显示，超过40%的企业在视觉系统部署中因镜头选型不当导致识别率下降或误检频发-4。
如果说工业相机是视觉系统的“大脑”，那么镜头就是它的“眼睛”。人眼通过晶状体将光线聚焦到视网膜，而机器则依靠镜头将外部图像投射到传感器的感光芯片上-1。
与普通摄影镜头不同，工业相机中的镜头是为特定工业任务而专门设计的。
普通镜头对畸变容忍度一般在2-3%左右，这个值刚好低于人眼能察觉的极限，所以照片看起来“正常”-1。但在机器视觉中，2-3%的畸变足以让计算机做出错误判断。这玩意儿对精度要求很严格，通常畸变率必须低于1%-1。
工业镜头的结构通常更坚固，采用高质量金属或合金材料制造，能承受高温、高湿和振动等恶劣工作环境-1。
市场上的工业镜头种类繁多，每种都有其特长领域。定焦镜头是最基础的类型，比如Opto Engineering的EN5MP系列，专为5百万像素高分辨率相机设计-3。
远心镜头可以理解为视觉领域的“专业测量师”，它具有较大的景深，能保证在景深范围内任何距离都有一致的图像放大率-1。举个例子，普通镜头看东西像人眼一样会有“近大远小”的现象，而远心镜头则能消除这种透视误差。
远心镜头特别适合检测厚度超过视场直径1/10的物体，如带孔径的三维物体-1。
液体镜头则是近年来兴起的一项新技术，通过电润湿效应等原理，让液体充当镜片介质-1。
液态镜头真是给工业自动化带来了革命性的变化，它能在毫秒级内完成变焦，无需机械运动部件，体积也更紧凑-1。
工业镜头选型可不是凭感觉的活儿，它涉及多个参数的精确匹配。焦距、视场角和工作距离三者之间存在着紧密的关系-1。
有一个很实用的公式可以参考：焦距 = 工作距离 × 传感器尺寸 / 视野大小-1-7。举个例子，如果你需要检测一个200毫米的视场，工作距离为2000毫米，相机传感器尺寸为4.8毫米，那么所需焦距就是2000乘以4.8再除以200，等于48毫米-7。
分辨率当然是越高越好，但同时也需要考虑传感器的像素大小。镜头分辨率通常以lp/mm（每毫米线对数）为单位衡量，一个参考公式是：镜头分辨率 = 1000/(2×像元尺寸μm)-7。
光圈的选择也很关键。在工业相机中的镜头配置中，F值越小，光圈越大，进光量越多，图像越亮，但景深越短；F值越大，光圈越小，进光量少，但景深更长-7。
即使选择了合适的镜头，也需要精细调校才能发挥最佳性能。工业相机的后焦距调节是很多人容易忽略的环节。
当机器视觉镜头的对焦环调整到极限位置，图像仍然不清晰时，就需要调整工业相机的后焦距了-5。调节过程有章可循：先安装镜头，然后将镜头光圈开大以缩小景深，便于找到焦点-5。
接下来通过变焦距调整拍摄远处物体的特写，并调整聚焦使图像清晰，再拉回广角状态-5。这时松开工业相机前端的固定螺钉，旋转后焦调节环直到图像最清晰-5。
光源和镜头的搭配也值得注意。用偏振镜头时，搭配偏振光源可以消除金属表面的反光；检测低对比度物体时，背光或同轴照明能显著提升边缘清晰度-4。有实验数据表明，优化光源布局可使图像信噪比提升25%以上-4。
镜头技术也在不断演进，电动镜头和液体镜头正成为新的发展方向。像BVS CA-GX2工业相机支持的电动镜头，允许用户远程调整焦距、变焦和光圈等设置-8。
电动镜头有啥好处？它让视觉系统能适应变化的环境条件，比如户外应用中光线、视野和焦距都可能需要灵活调整-8。
液体镜头则更加先进，它通过施加电压改变液体与固体表面的接触角，从而调节液体曲率-2。这种镜头没有机械运动部件，响应速度可达毫秒级，寿命更长且抗震性更强-2。
尼康最近推出的“Digital Sight 100”显微镜数码摄像头，能提供1770万像素的高分辨率，展现了高端工业相机镜头在精细结构捕捉方面的潜力-9。
在半导体工厂的无尘车间里，带着蔡司远心镜头的工业相机正以微米级精度扫描硅晶圆表面，任何细小瑕疵都逃不过它的“法眼”。
随着智能工厂的发展，工业相机镜头已不再是简单的光学元件。在测量或检测任何带有厚度的三维物体时，尤其是当目标物面变化超过视场直径1/10的情况下，人们会倾向于采用能够消除透视误差的远心镜头-1。
