機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，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(jué)系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過(guò)鏡頭得到，鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺(jué)系統(tǒng)的整體性能。下面對(duì)機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭的相關(guān)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)做以詳解。

一、失真

可分為枕形失真和桶形失真，如下圖示：

二、電視失真

實(shí)際邊長(zhǎng)的歪曲形狀與理想的形狀的百分比算出的值。

三、光學(xué)倍率

四、監(jiān)視放大

計(jì)算方法

五、解析度

表示了所能見(jiàn)到了2點(diǎn)的間隔0.61x 使用波長(zhǎng)(λ)/ NA=解析度(μ)

以上的計(jì)算方法理論上可以計(jì)算出解析度，但不包括失真。

※使用波長(zhǎng)為550nm

六、解像力

1mm中間可以看到黑白線(xiàn)的條數(shù)。單位(lp)/mm。

七、MTF(Modulation Transfer Function)

成像時(shí)再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對(duì)比度。

八、工作距離(Working Distance)

鏡頭的鏡筒到物體的距離'

九、O/I(Object to Imager)

物像間距離即物體到像間的長(zhǎng)度。

十、成像圈

成像尺寸φ,要輸入相機(jī)感應(yīng)器尺寸。

十一、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(chǎng)家各有不同

十二、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(zhǎng)度(V)/光學(xué)倍率(M)=視野(V)

照相機(jī)有效區(qū)域的橫向長(zhǎng)度(H)/光學(xué)倍率(M)=視野(H)

*技術(shù)資料上的視野范圍是指由光源及有效區(qū)域的一般數(shù)值計(jì)算出來(lái)的值。

照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長(zhǎng)度(V)or(H)=照相機(jī)一個(gè)畫(huà)素的尺寸×有効畫(huà)素?cái)?shù)(V)or(H)來(lái)計(jì)算。

十三、景深

景深是指成像后物體的距離。同樣，照相機(jī)側(cè)的范圍稱(chēng)為焦點(diǎn)深度。具體的景深的值多少略有不同。

十四、焦距 (f)

f(Focal Length)光學(xué)系的后主點(diǎn)(H2)到焦點(diǎn)面的距離。

十五、FNO

鏡頭從無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，亮度表示的數(shù)值，值越小越亮。FNO=焦距/入射孔徑或有効口徑=f/D

十六、實(shí)效F

有限距離時(shí)鏡頭的明亮度。

實(shí)效F = (1 +光學(xué)倍率) x F#

實(shí)效F = 光學(xué)倍率 / 2NA

十七、NA(Numerical Aperture)

物體側(cè)的 NA = sin u x n

成像側(cè)的NA' = sin u'x n'

如下圖所示 入社角度 u, 物體側(cè)折射率n, 成像側(cè)的折射率' n'

NA = NA' x 放大率

十八、邊緣亮度

相對(duì)照度是指中央的照度與周邊的照度的百分比。

十九、遠(yuǎn)心鏡頭

主光線(xiàn)與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側(cè)的遠(yuǎn)心，成像側(cè)的遠(yuǎn)心，兩側(cè)的遠(yuǎn)心行頭等方式。

二十、遠(yuǎn)心

Telecentricity是指物體的倍率誤差。倍率誤差越小，Telecentricity越高。

Telecentricity有各種不同的用途，在鏡頭使用前，把握Telecentricity很重要。遠(yuǎn)心鏡頭的主光線(xiàn)與鏡頭的光軸平行，

Telecentricity不好，遠(yuǎn)心鏡頭的使用效果就不好;Telecentricity可以用下圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的確認(rèn)。

二十一、景深 (DOF)

景深(Depth of Field)可以用以下的計(jì)算式計(jì)算出來(lái)：

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Permissible COC)

二十二、通風(fēng)盤(pán)及解析度

Airy Disk是指通過(guò)沒(méi)有失真的鏡頭在將光集中一點(diǎn)時(shí)，實(shí)際上形成的是一個(gè)同心圓。這個(gè)同心圓就叫做Airy Disk。Airy Disk的半徑r可以通過(guò)以下的計(jì)算公式計(jì)算出來(lái)。這個(gè)值稱(chēng)為解析度。r= 0.61λ/NA Airy Disk的半徑隨波長(zhǎng)改變而改變，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光越難集中于一點(diǎn)。 例：NA0.07的鏡頭 波長(zhǎng)550nm r=0.61*0.55/0.07=4.8μ

二十三、 MTF 及解析度

MTF(Modulation Transfer Function) 是指物體表面的濃淡變化，成像側(cè)也被再現(xiàn)出來(lái)。表示鏡頭的成像性能，成像再現(xiàn)物體的對(duì)比度的程度。測(cè)試對(duì)比性能，用的是具有特定空間周波數(shù)的黑白間隔測(cè)試�？臻g周波數(shù)是指1mm的距離濃淡變化的程度。

圖1所示，黑白矩陣波，黑白的對(duì)比度為100%。這個(gè)對(duì)象被鏡頭攝影后，成像的對(duì)比度的變化被定量化�；�本上，不管什么鏡頭，都會(huì)出現(xiàn)對(duì)比度降低的情況。最終對(duì)比度降低至0%。,不能進(jìn)行顏色的區(qū)別。

圖2、3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(duì)比度由A、B計(jì)算出來(lái)。MTF由A,B的比率計(jì)算出來(lái)。

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(shí)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(gè)不同鏡頭的MTF曲線(xiàn)。鏡頭a 解析度低但是具有高對(duì)比度。鏡頭b對(duì)比度低但是解析度高。

燦銳光學(xué)成立于2009年，是國(guó)內(nèi)一家研發(fā)、生產(chǎn)遠(yuǎn)心鏡頭的企業(yè)，在行業(yè)內(nèi)有著不錯(cuò)的地位，也是目前國(guó)內(nèi)為數(shù)不多有著完整產(chǎn)業(yè)鏈配套的工業(yè)鏡頭企業(yè);經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展，經(jīng)歷四次全新的升級(jí)換代，燦銳光學(xué)的產(chǎn)品品質(zhì)和等級(jí)已經(jīng)是行業(yè)靠前水準(zhǔn)，燦銳僅用了10年的時(shí)間，走完了歐美50年發(fā)展所走的歷程;目前燦銳已完成了四代產(chǎn)品更新，已實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)外技術(shù)水平的追趕，并且于歐美市場(chǎng)同步跨入工業(yè)鏡頭時(shí)代。燦銳擁有完整的光和電設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，和當(dāng)今技術(shù)前沿高校做產(chǎn)學(xué)研究，擁有自己的精密光學(xué)和精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈，在核心競(jìng)爭(zhēng)力方面已經(jīng)完全趕超歐美，是目前國(guó)內(nèi)工業(yè)鏡頭領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。燦銳光學(xué)擁有多個(gè)系列的工業(yè)鏡頭和遠(yuǎn)心鏡頭，給用戶(hù)提供了超多選擇，更多可上官網(wǎng)“燦銳光學(xué)”了解。(推廣)

【編輯：郭飛穎】

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