類比人眼成像原理，機(jī)器視覺系統(tǒng)中，鏡頭的主要作用是利用光學(xué)原理將需要拍照的景物聚焦到CCD成像面上。機(jī)器視覺的鏡頭一般由若干個(gè)具有一定厚度的透鏡組成。但是在大多數(shù)情況下，可以將整個(gè)鏡頭等效為一片薄透鏡來(lái)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，來(lái)作為選型鏡頭的依據(jù)。鏡頭是機(jī)器視覺光學(xué)成像系統(tǒng)中必不可少的組成部分。

視覺鏡頭包含許多性能參數(shù)，如焦距、光圈、分辨率、景深、畸變、靶面等，這些參數(shù)直接影響成像質(zhì)量（對(duì)比度、清晰度等）的優(yōu)劣，近而影響算法的實(shí)現(xiàn)和效果，最終影響到機(jī)器視覺系統(tǒng)的整體性能。合理選擇光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

從開山鼻祖新月型相機(jī)鏡頭問(wèn)世至今，光學(xué)鏡頭已經(jīng)走過(guò)了二百多年的發(fā)展史。在世界范圍內(nèi)，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的光學(xué)鏡頭制造工藝較為領(lǐng)先，尤其是德國(guó)和日本在鏡頭的研究與制造方面擁有悠久的歷史與傳統(tǒng)，造就了萊卡（Leica）和卡爾蔡司（CarlZeiss）等光學(xué)巨頭，其中卡爾蔡司鏡頭至今仍為世界鏡頭制造技術(shù)的典型代表。日本光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)自二戰(zhàn)后飛速發(fā)展，憑借更高性能價(jià)格比，在全球鏡頭行業(yè)市場(chǎng)逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)，其主要生產(chǎn)企業(yè)有佳能（Canon）、尼康（Nikon）、富士（Fuji）、奧林巴斯（Olympus）等。

機(jī)器視覺從上世紀(jì)80年代萌芽，這一時(shí)期的機(jī)器視覺鏡頭主要來(lái)自各種攝影及安防鏡頭,主要集中在德國(guó)和日本。至2002年機(jī)器視覺技術(shù)邁入發(fā)展期，全球范圍內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)專業(yè)的機(jī)器視覺鏡頭及鏡頭廠商。日本的CBC和Myutron公司在2003年相繼推出了百萬(wàn)像素級(jí)鏡頭；針對(duì)線陣相機(jī)市場(chǎng)，德國(guó)的施奈德公司推出了最高支持4K線陣芯片的線掃描工業(yè)鏡頭，加速線掃描相機(jī)方案的廣泛應(yīng)用。我國(guó)民用光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)起步較晚，2000年后才有部分光學(xué)企業(yè)涉足民用光學(xué)鏡頭市場(chǎng)。

在安防領(lǐng)域，海康威視、大華股份等國(guó)內(nèi)安防龍頭企業(yè)與博世、安訊士等世界知名安防企業(yè)展開充分競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)產(chǎn)化替代正在加速。在高分辨率定焦、星光級(jí)定焦、大倍率變焦、超高清、光學(xué)防抖、安防監(jiān)控一體機(jī)鏡頭等中高端光學(xué)鏡頭方面，以舜宇光學(xué)、聯(lián)合光電、宇瞳光學(xué)等為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)持續(xù)研發(fā)積累，逐步打破了日本、德國(guó)技術(shù)壟斷，迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。2013年~2015年間，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺進(jìn)入高速發(fā)展期，出現(xiàn)了以福建浩藍(lán)光電、廣州長(zhǎng)步道、深圳視清為代表的一批國(guó)內(nèi)鏡頭廠商，憑借高性價(jià)比在中低端市場(chǎng)與國(guó)外品牌競(jìng)爭(zhēng)并逐漸取得優(yōu)勢(shì)。

在國(guó)產(chǎn)鏡頭廠商崛起的同時(shí)，機(jī)器視覺鏡頭產(chǎn)品本身也向著高性能和精細(xì)化分工方向發(fā)展。傳統(tǒng)的FA鏡頭性能進(jìn)一步提升，從分辨率、靶面和光圈鏡頭三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)上可以知道從二十一世紀(jì)初的百萬(wàn)像素鏡頭，發(fā)展到了5百萬(wàn)像素鏡頭，千萬(wàn)像素鏡頭也開始出現(xiàn)；鏡頭的靶面主流視覺面陣鏡頭普遍可以做到1”，最大可以做到2”以上；光圈隨著工業(yè)自動(dòng)化的提速而增大，動(dòng)態(tài)成像應(yīng)用中，通光量增加了1倍以上。還根據(jù)應(yīng)用市場(chǎng)的不斷細(xì)分，在不同的細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域等出現(xiàn)專業(yè)功能的鏡頭，如：遠(yuǎn)心鏡頭、短波紅外鏡頭、顯微鏡頭等。

隨著工業(yè)4.0的推進(jìn)，機(jī)器視覺整體向著智能化方向發(fā)展，鏡頭發(fā)展也符合這一趨勢(shì)。相對(duì)于傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭，最新一代自動(dòng)化的鏡頭可以將調(diào)焦、變倍、調(diào)光圈等功能進(jìn)行自動(dòng)反饋控制，徹底消除人工干預(yù)，提升圖像質(zhì)量，成為新一代智能鏡頭。國(guó)內(nèi)工業(yè)鏡頭市場(chǎng)領(lǐng)域，已經(jīng)開始涉足高端產(chǎn)品，如深圳東正光學(xué)、昆山慕藤光等，其中東正光學(xué)的線掃系列鏡頭已應(yīng)用在比亞迪、富士康的生產(chǎn)檢測(cè)當(dāng)中。以高性價(jià)比擠進(jìn)賽道的國(guó)產(chǎn)，在中低端市場(chǎng)上，國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)上的絕對(duì)占比。從目前情況看，國(guó)內(nèi)的機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用還處于一個(gè)高速增長(zhǎng)階段，尤其在生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，鏡頭的市場(chǎng)遠(yuǎn)未飽和。

把握新的光學(xué)技術(shù)提升生產(chǎn)工藝，是中國(guó)研發(fā)自主品牌的機(jī)器視覺鏡頭的必經(jīng)之路。掌握新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高端產(chǎn)品空缺。高速調(diào)焦技術(shù)，毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)不同深度位置物體的深度成像；光學(xué)精密鍍膜技術(shù)，提升鏡頭良率；加工與自動(dòng)化技術(shù)，提升鏡頭生產(chǎn)效率與加工精度。在未來(lái)國(guó)產(chǎn)高端鏡頭的設(shè)計(jì)及制造上，還有較長(zhǎng)的路要走，作為基建狂魔的中國(guó)正在從中國(guó)制造走向中國(guó)品牌，多給國(guó)產(chǎn)一點(diǎn)時(shí)間，一定可以看到中國(guó)品牌樹立在全球樹立旗幟。