機(jī)器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)鏡頭相當(dāng)于人的眼睛,，其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器（相機(jī)）的光敏面陣上,。視覺系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過工業(yè)鏡頭得到，工業(yè)鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺系統(tǒng)的整體性能,。下面對機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭的相關(guān)專業(yè)術(shù)語做以詳解,。
一、遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)：
指主光線平行于工業(yè)鏡頭光學(xué)軸的光學(xué)系統(tǒng),。而光從物體朝向鏡頭發(fā)出,，與光學(xué)軸保持平行，甚至在軸外同樣如此,，則稱為物體側(cè)遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng),。
二、遠(yuǎn)心鏡頭：
遠(yuǎn)心鏡頭指主光線與鏡頭光源平行的工業(yè)鏡頭,。有物方遠(yuǎn)心,，像方遠(yuǎn)心，雙側(cè)遠(yuǎn)心,。普通工業(yè)鏡頭
主光線與鏡頭光軸有角度,，因此工件上下移動時，像的大小有變化,。
雙側(cè)遠(yuǎn)心境頭主物方,，像方均為主光線與光軸平行光圈可變，可以得到高的景深,，比物方遠(yuǎn)心境頭更能得到穩(wěn)定的像最適合于測量用圖像處理光學(xué)系統(tǒng),，但是大型化成本高物方遠(yuǎn)心境頭 只是物方主光線與鏡頭主軸平行工件上下變化,，圖像的大小基本不會變化 使用同軸落射照明時的必要條件,，小型化亦可對應(yīng) 像方遠(yuǎn)心境頭 只是像方主光線與鏡頭光軸平行
相機(jī)側(cè)即使有安裝個體差，也可以吸收攝影倍率的變化
用于色偏移補(bǔ)償,，攝像機(jī)本應(yīng)都采用這種鏡頭
三,、遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的特色：
優(yōu)點(diǎn)：更小的尺寸。減少鏡頭數(shù)量,，可降低成本,。
缺點(diǎn)：上下移動物體表面時，會改變物體尺寸或位置,。
優(yōu)點(diǎn)：上下移動物體表面時,，不會改變物體尺寸或位置,。使用同軸照明時?？墒褂酶〉某叽?/span>
缺點(diǎn)：未使用同軸照明時,，大于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的尺寸
四、遠(yuǎn)心：
遠(yuǎn)心度是指物體的倍率誤差,。倍率誤差越小,，遠(yuǎn)心度越高。遠(yuǎn)心度有各種不同的用途,，在鏡頭使用前,，把握遠(yuǎn)心度很重要。遠(yuǎn)心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行,，遠(yuǎn)心度不好,，遠(yuǎn)心鏡頭的使用效果就不好；遠(yuǎn)心度可以用下圖進(jìn)行簡單的確認(rèn),。
五,、分辨率（μm）：
光學(xué)系能力的尺度，表示黑白格狀圖案通過鏡頭觀察時,，1mm中可以分辨觀察到黑白條紋的最多對數(shù),。分辨率為兩點(diǎn)間在無法識別前，能靠近的最近距離測量值,，例如1μm的分辨率代表兩點(diǎn)間在無法識別前,，能靠近的最近距離為1μm。以下為根據(jù)鏡頭的無相差光衍射情況計算理論分辨率的公式,。
六,、分辨力(Lines／mm)：
分辯力指黑白網(wǎng)線圖鏡頭里影像內(nèi)1mm面積，可識別的黑白兩色條紋數(shù),。分辨力的單位為線條/mm,，例如100線條/mm代表可識別黑白間距1/100mm(10μm)。黑白線條的寬度為1/200mm(5μm),。
七,、水平TV分辨率（TV線條）：
寬度里的黑白水平線總條數(shù)，相當(dāng)于電視機(jī)屏幕垂直高度的高度值,。屏幕的垂直與水平長度比率通常為3:4,，因此水平寬度里的總條數(shù)為3/4。電視機(jī)水平分辨率為240TV條線,，電視機(jī)屏幕水平寬度的總條數(shù)為320條線,。測量鏡頭的分辨率時，一組黑色與白色線條應(yīng)視為一條線，但是在電視機(jī)分辨率線條方面,，一組視為2TV線條,。
八、失真（%）：
失真為光學(xué)軸外的直型物體,，呈現(xiàn)曲線時的鏡頭像差,。鏡頭失真也稱為鏡頭畸變，即光學(xué)透鏡固有的透視失真的總稱,，可分為枕形失真和桶形失真,，直線朝向中心的失真情況為枕形失真(Pincushion Distortion），向外擴(kuò)張的失真稱為桶形失真(BarrelDistortion),。
九,、TV失真（%）：
TV屏幕上的影像失真。數(shù)值越接近零,，牲能越高,。
十、電視失真：
實(shí)際邊長的歪曲形狀與理想的形狀的百分比算出的值,。
十一,、孔徑效率邊際光量（%）：
孔徑效率為使用鏡頭拍攝均勻亮度的物體時，成像盤光學(xué)軸與四周區(qū)域之間的亮度差異,，單位為百分比（%）,，假設(shè)中央亮度為100，為鏡頭的光學(xué)特征之一,。
十二,、遮蔽（%）：
遮蔽為使用鏡頭與CCD-TV鏡頭拍攝均勻亮度的物體時，電視機(jī)屏幕中央與邊緣之間的亮度差異,，單位為百分比（%）,。通常使用受光組件與CCD組件的功率比計算此百分比。遮蔽意指鏡頭與TV鏡頭的整體表現(xiàn),，可使用遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)以縮小遮蔽的情況,。
十三、色差：
在鏡頭光學(xué)統(tǒng)中,，形成影像的位置與影像放大倍率隨光線波長的不同而不同,。不同波長的光線有不同的顏色，這叫做色彩失真,。光學(xué)軸上的失真叫做色彩失真,。放大倍率的差異則叫做放大倍率色彩失真,。
十四,、工作距離（WD）（mm）：
工作距離指鏡頭第一個工作面到被測物體的距離。
十五,、物像間距離O/I（Object to Imager）
OI指物體到結(jié)像平面的距離,。
十六,、焦距f（mm）后焦距/前焦距
焦距為光學(xué)系統(tǒng)的主光點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離。從最后一片鏡頭的頂點(diǎn)到后焦點(diǎn)的距離,，為后焦距,。從第一片鏡頭的頂點(diǎn)到前焦點(diǎn)的距離，為前焦距,。
十七,、景深：
深度為與物體從最佳焦點(diǎn)前后移動時．出現(xiàn)最銳利焦點(diǎn)的最近點(diǎn)與最遠(yuǎn)點(diǎn)之間的距離。物體側(cè)的深度范圍稱為景深,。同樣,，照相機(jī)側(cè)的范圍稱為焦點(diǎn)深度。具體的景深的值多少略有不同,。景深（Depthof Field）可以用以下的計算式計算出來：
景深= 2 x Permissible COC x 實(shí)效F/ 光學(xué)倍率2 = 允許誤差值/ (NA x 光學(xué)倍率)(使用的是0.04mm的PermissibleCOC)
通過鏡頭的影像理論土?xí)纬牲c(diǎn)狀,。清晰影像上出現(xiàn)可接受的摸糊情況，稱為可接受的彌散圓,。
十八,、焦深：
深度為當(dāng)CCD從最佳焦點(diǎn)前后移動時，出現(xiàn)最銳利焦點(diǎn)的最近點(diǎn)與最遠(yuǎn)點(diǎn)之間的距離,。影像側(cè)的深度范圍稱為焦深,。
十九、后截距（mm）：
從鏡頭安裝座盤前端到影像的距離,。
二十,、C安裝座規(guī)格：
名稱標(biāo)準(zhǔn)外徑螺絲螺紋數(shù)(25.4mm用)后截距
U1 25.4000mm32Threads 17.526mm
二十一、數(shù)值孔徑 NA,，NA'：
當(dāng)物體在入射光孔上產(chǎn)生的半角為u,，且折射率為n，nx sinu為物體側(cè)數(shù)值孔經(jīng)（NA）,。
當(dāng)物體在出射光孔上產(chǎn)生的半角為u',，且折射率為n'，n'x sinu' 為影像側(cè)數(shù)值孔徑{NA'）,。
NA=n x sinuNA'=n'x sin u'
NA越高,，鏡頭的分辨率與亮度越佳。如下圖所示入射角度 u, 物體側(cè)折射率n,成像側(cè)的折射率' n'：NA= NA' x 放大率
對于Macro鏡頭,，NA=M/2 xFNA' = 1/2 xFNA=NA'x光學(xué)倍率 NA'=NA x光學(xué)倍率
二十二,、F值F No：
此值指鏡頭的亮度。將鏡頭對焦距離除以物體側(cè)的有效直徑（入射光孔直徑Dmm),，即可得到此數(shù)值,，也可使用NA與鏡頭的光學(xué)放大倍率(β)計算。數(shù)值越小，鏡頭越明亮,。FNo=焦距/入射孔徑或有効口徑=f／D
二十三,、有效F No：
此值為具體在有限距離內(nèi)的鏡頭亮度，指實(shí)際操作時的亮度,。光學(xué)放大倍率越高(β),，鏡頭越暗。
實(shí)效F= (1 +光學(xué)倍率) x F#,，實(shí)效F= 光學(xué)倍率 / 2NA
二十四,、光學(xué)放大倍率β：
物體尺寸與影像尺寸的比例。
β =y'／y
=b／a
=NA／NA'
=CCD鏡頭元件尺寸／視野實(shí)際尺寸
二十五,、光學(xué)倍率：
放大倍率（Magnification）指的是通過鏡頭的調(diào)整能夠改變拍攝對象原本成像面積的大小,。光學(xué)倍率就是通過光學(xué)鏡頭變倍的放大倍率。主要點(diǎn)與成像的關(guān)系：放大率是指成像大小與物體的比,。
二十六,、電子放大倍率：
電子放大倍率為影像在顯示器屏幕上顯示時與在CCD上顯示相比的放大倍率。
二十七,、顯示器放大倍率：
顯示器放大倍率為通過鏡頭在顯示器呈現(xiàn)物體的放大倍率,。
顯示器放大倍率=(光學(xué)放大倍率β)x (電子放大倍率)
(計算范例)光學(xué)放大倍率=02x,，CCD尺寸1/2"(對角線8mm),，顯示器1/4"：
電子放大倍率=14x25.4/8=44.45
顯示器放大倍率=0.2x44.45=8.89(倍)(1英寸=25.44mm)
※有時根據(jù)TV監(jiān)視器的掃描狀態(tài)，以上的簡易計算將有一些變化,。
二十八,、視野(FOV)：
視野指使用照相機(jī)以后看到的物體側(cè)的范圍。
照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長度（V）/光學(xué)倍率（M）＝視野（V）
照相機(jī)有效區(qū)域的橫向長度（H）/光學(xué)倍率（M）＝視野（H）
照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長度（V）or（H）=照相機(jī)一個畫素的尺寸×有効畫素數(shù)（V）or（H）來計算,。
（計算范例) 光學(xué)放大倍率=0.2x,，CCD尺寸1／2"（長4.8mm，寬6.4mm}：
視野尺寸長度=4.8／0.2=24(mm)
寬度=6.4／0.2=32{mm)
二十九,、解析度：
表示了所能見到了2點(diǎn)的間隔0.61x使用波長(λ)/ NA=解析度(μ),以上的計算方法理論上可以計算出解析度,，但不包括失真。※使用波長為550nm
三十、解像力：
１mm中間可以看到黑白線的條數(shù),。單位（lp）/mm
三十一,、MTF（Modulation TransferFunction）：
成像時再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對比度,。
三十二、成像圈：
成像尺寸φ,，要輸入相機(jī)感應(yīng)器尺寸。
三十三,、照相機(jī) Mount：
C-mount: 1"diameter x 32 TPI: FB: 17.526mm,，CS-mount:1" diameter x 32 TPI: FB: 12.526mm，F-mount:FB:46.5mm,，M72-Mount:FB 廠家各有不同,。
三十四、邊緣亮度：
相對照度是指中央的照度與周邊的照度的百分比,。
三十五,、通風(fēng)盤及解析度：
Airy Disk（通風(fēng)盤）是指通過沒有失真的鏡頭在將光集中一點(diǎn)時，實(shí)際上形成的是一個同心圓,。這個同心圓就叫做AiryDisk,。Airy Disk的半徑r可以通過以下的計算公式計算出來。這個值稱為解析度,。ｒ=0.61λ/NA Airy Disk的半徑隨波長改變而改變,，波長越長，光越難集中于一點(diǎn),。例：NA0.07的鏡頭波長550nmr=0.61*0.55/0.07=4.8μ
三十六,、 MTF 及解析度：
MTF（ModulationTransfer Function) 是指物體表面的濃淡變化，成像側(cè)也被再現(xiàn)出來,。表示鏡頭的成像性能,，成像再現(xiàn)物體的對比度的程度。測試對比性能,，用的是具有特定空間周波數(shù)的黑白間隔測試,。空間周波數(shù)是指１mm的距離濃淡變化的程度,。
黑白矩陣波,，黑白的對比度為100%.這個對象被鏡頭攝影后，成像的對比度的變化被定量化,?；旧希还苁裁寸R頭,，都會出現(xiàn)對比度降低的情況,。最終對比度降低至0%。,，不能進(jìn)行顏色的區(qū)別,。
顯示了物體側(cè)與成像側(cè)的空間周波數(shù)的變化,。橫軸表示空間周波數(shù)，縱軸表示亮度,。物體側(cè)與成像側(cè)的對比度由A,、B計算出來。MTF由A,B的比率計算出來,。
解析度與MTF的關(guān)系：解析度是指2點(diǎn)之間怎樣被分離認(rèn)識的間隔,。一般從解析度的值可以判斷出鏡頭的好壞，但是實(shí)際是MTF與解析度有很大的關(guān)系,。圖4顯示了兩個不同鏡頭的MTF曲線,。鏡頭a解析度低但是具有高對比度。鏡頭b對比度低但是解析度高,。
三十七,、微距鏡頭：
不用近接環(huán)或特寫鏡頭而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大攝影，為近接攝影而設(shè)計的鏡頭,，有限遠(yuǎn)（=從物鏡出射的光,，在一定距離處聚焦）
三十八、CCTV鏡頭：
適合于廣范圍的擴(kuò)大觀察,，需要嚴(yán)格精度時不適合,，無限遠(yuǎn)（=從物鏡出射的光，不聚焦,，平行前進(jìn)）
三十九,、變倍鏡頭：
焦距可變鏡頭，倍率,，攝像范圍等可以簡單改變,。適合于需要尋找最合適攝影條件（攝影距離，鏡頭的焦距）以便于操作的場合使用,。不產(chǎn)生聚焦位置移動的稱為變倍鏡頭,，產(chǎn)生焦距位置移動的稱為變焦鏡頭。
四十,、成像圓：
光學(xué)系統(tǒng)中成像圓的尺寸,，成像圓的尺寸=CCD對角尺寸，和CCD尺寸同樣意義,。
四十一,、后變倍鏡頭：
安裝在CCD前面，不改變工作距離,，擴(kuò)大視野范圍,。F值下降，分辨率,、對比度下降,，聚焦會有些不準(zhǔn),。
四十二、前變倍鏡頭：
安裝在鏡頭前面,，工作距離會變化,，亮度不變，擴(kuò)大視野范圍,。