光學鏡頭是機器視覺系統中必不可少的部件，直接影響成像質量的優劣，影響演算法的實現和效果。另外選擇合適的工業鏡頭，降低機器視覺系統成本，是產業興旺發達的唯一出路，而對於機器視覺是否能發揮應有的作用也是非常重要的。
在機器視覺系統中工業相機、分析軟體和機器視覺光源固然很重要，但是最關鍵的元件還是成像鏡頭。系統若想完全發揮其功能，工業鏡頭必須要能夠滿足要求才行。當為控制系統選擇鏡頭的時候，機器視覺整合商應該考慮四個主要因素：可以檢測物體類別和特性、景深或者焦距、載入和檢測距離、執行環境。分析這四個因素，可以針對具體應用確定合適的鏡頭選擇。早期我們也介紹過環境因素對鏡頭選擇的影響，那麼今天中國機器視覺**（www.china-vision.com.cn）就圍繞其他三個因素來具體說明。
在為機器視覺系統選擇工業鏡頭之前，系統整合商必須確定物體和分析環境。這個可視區域叫做無遮擋視場（fov），它可以使用豎直和水平兩個角度進行測量。通常，豎直方向和水平方向尺寸的比例是4：3，這個比例取決於照相機感測器工作區域的尺寸。感測器的大小對於確定無遮擋視場所需要的主要放大率（pmag）是非常重要的。pmag是由感測器尺寸與fov相比得到，是鏡頭的工作成效。當確定鏡頭是否合適的時候，這一點需要考慮。
鏡頭放大率對於不同尺寸晶元照相機匹配鏡頭相當重要，然而，不要把鏡頭放大率和顯微鏡放大率搞混了，後者是由光管長度和實際物鏡焦距決定的。而工業鏡頭放大率主要考慮的是照相機感測器的尺寸。
系統放大率（smag）是監視器尺寸與感測器尺寸的比例與pmag的乘積結果。它是從物體到監視器影象的總體放大率，也就是整個系統的「工作」結果。考慮物體的螢幕尺寸時，系統放大率是有用的。
物體的特性也很重要。工業鏡頭對於物體特徵的解析能力依賴於特徵的對比是否強烈。確定系統解析度、或者物體最小更解析特徵的方法，可以使用諸如倫奇刻線法這樣的解像力方法。這些刻線法以線耦（等寬度的一條黑線和一條白線）來決定特徵。其他的解像力方法還可以用圓圈和點狀網格。
鏡頭在指定光線條件下辨識特定寬度的線耦或者點距的能力，決定了它的解析度。解析度通常被模組轉換功能（mtf）以影象的方式顯示出來。
在極限範圍內，通過鏡頭重新對焦，可以改變工作距離。無限共軛鏡頭的對焦距離可以從最小工作距離一直到無限遠，有限共軛鏡頭則有乙個特定工作距離範圍。
存放和載入限制，包括用於艱苦環境的保護外殼，必須具有足夠的柔性，可以根據工作距離進行調整。比如在很多安裝場合，感興趣的產品區域和產品線可能在檢測過程中發生變化，這就要求視覺系統和視覺元件可以根據若干種感測條件進行調整。很多相機鏡頭需要平穩載入，但是當物體空間（物體和鏡頭之間的距離）受到限制，改變像空間（image space，鏡頭與影象之間的距離），就可以改變工作距離。
光學系統的效能取決於允許的影象模糊程度，模糊可能源於物體平面或者影象平面的位置漂移。景深是指由探測器移動引起的可以接受的模糊範圍，它依賴於工作f數（f/#），可以用來衡量鏡頭的聚光能力。f/#在鏡頭孔徑減小時增加。減小鏡頭孔徑，就意味著增加f/#，也就是增加系統景深，但是卻減少了感測器的進光量，所以要提高照明等級進行補償。
景深效果（dof）是指由於物體移動導致的模糊。dof是完全在焦距範圍內最大的物體深度，它也是保持理想對焦狀態下物體允許的移動量（從最佳焦距前後移動）。當物體的放置位置比工作距離近或者遠的時候，它就位於焦外了，這樣解析度和對比度都會受到不好的影響。出於這個原因，dof同指定的解析度和對比度相配合。當景深一定的情況下，dof可以通過縮小鏡頭孔徑（也就是增加f/#值）來變大，同時也需要光線增強。
鏡頭的dof範圍取決於有效焦距、可接受的模糊直徑。有一些鏡頭被設計成超焦或者可超焦的，這就意味著焦內的遠點可以拓展到無限遠。這種技術通常應用在定焦鏡頭上，景深效果很深，但是卻可以通過虹膜的幫助進行調整。
需要注意的是不要把遠心鏡頭和大景深鏡頭弄混了。遠心鏡頭可以使機器視覺系統控制放大率、消除潛在誤差，所以同尺寸的物體在**上高度都是一致的，無論它距離工業相機有多遠。這種鏡頭乙個實際應用的例子是分析計算機電路板。遠心鏡頭通常有乙個工作距離範圍，在每乙個工作距離點形成有限的景深。整合商在為乙個專案選擇遠心鏡頭的時候，既需要考慮工作距離範圍，還需要考慮景深效果。
工業鏡頭對於機器視覺系統有著深遠的影響，而根據實際應用來選擇符合系統要求的鏡頭，才能確保系統的穩定性，最終發揮其優勢之所在。
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