镜头、光源、相机构成了视觉图像采集的完整系统，相机采集到什么区域的图像，区域的大小和精度主要取决于用什么样的镜头，这个区域内图像的特征表现（亮暗、灰度反差等）主要取决于用什么样的光源。这就好像我们的眼睛，只能看到特定角度和区域内的图像，这个区域内图像的亮度和细节特征主要取决于环境光。所以要解决在特定区域内采集到特定细节特征的图像的要求就必须选择好最恰当的镜头和光源。
    那我们知道几乎所有的光学镜头都会有一定的视场角，远心镜头的视场角非常小，趋近于零度。这样的光学特性就产生了一个规律，常规的光学镜头只能捕捉到一定角度范围内的光线，除过这个范围内的光线是无法直接通过镜头成像的。

镜头视角区域（广角镜头可以有更大的视角变化角度）
    虽然广角镜头有更大的视角变化角度，但延展角度的方向是朝着与镜头烛光轴更大的两侧夹角方向扩大的，趋近平行与主光轴的方向不会改变。这几乎是所有常规光线镜头成像的规律。我们人眼也类似有这样的规律特性。在有些特定的视觉检测案例中，往往有些检测项目很简单，但因为需要采集的光线角度不在上述的角度范围内，所以好像用常规的镜头方案就没办法采集到图像。在很多这样的案例里往往会用多组相机的方案来替代，这样往往大大增加了硬件成本，也对软件算法的协同工作带来了困难，降低了检测效率。
    针对这一类的视觉检测，我们好像没办法直接利用市场上现有的产品来完成任务。光学辅助设计的意义就凸显出来了，我们利用现有标准成像镜头的成像规律，结合实际检测工件的尺寸和外形的特点，设计一套辅助的光学机构。利用通过这个光学机构改变进入镜头成像的光线的角度的方法来解决我们的问题。
下面我们通过饮料瓶盖是否打标的案例检测需求来说明。

俯视看的饮料瓶盖

侧视看的饮料瓶盖

  当饮料瓶盖封盖打标后，会出现漏打的问题，在流水线上瓶盖标贴的转动角度是随机的，我们俯视看是无法看到圆周侧面一圈的图案的。镜头也是一样无法拍到侧周一圈的图像。下面我们针对这类瓶盖的高度和直径，设计了一款光学机构来解决这个问题。

橙汁瓶盖

奶茶瓶盖

    我们从上图可以看到，通过加装专门设计的辅助光学系统我们可以实现利用传统的定焦镜头拍摄瓶盖一周图像的任务，虽然图像有些拉伸，但我们还是可以完成侧周是否打标的检测任务。
    这种检测方式的好处是一组相机就可以实现，无论成本和效率都可以实现最好的效果。这种实现方式是通过定向的光学设计开发实现的，我们后面还会针对一些特定的检测案例通过光学设计的方式，提供一些特殊的光学检测方案供大家参考。