機器視覺雖然發(fā)展了這么多年，但很多人認識機器視覺工業(yè)鏡頭或工業(yè)相機還是用民用數(shù)碼相機的概念來直接套用，造成認知誤差，甚至導致重要項目或研究因為硬件的選型不到位而失敗，走了很多彎路，浪費財力、物力、精力耽擱時間。

機器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CMVU）以不同形式正式對外（國內(nèi)）發(fā)布的《工業(yè)數(shù)字相機術語》和《工業(yè)鏡頭術語》標準。據(jù)專家介紹，這兩項“標準”的制定填補了國內(nèi)行業(yè)的空白，必將在國內(nèi)外產(chǎn)生較大反響，將有力提升中國產(chǎn)品的國際地位和產(chǎn)品競爭力。據(jù)了解，2018 年初，機器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟牽頭組織聯(lián)盟 18 家會員單位，開展了為期 2 年的“標準”聯(lián)合編寫工作，從起初討論術語標準的編寫原則，明確編寫思路和框架結構，到開始進行廣泛查閱同類產(chǎn)品的國內(nèi)外企業(yè)標準、團體標準和大量走訪調(diào)研，并根據(jù)查閱收集相關國外先進國家的團體標準做法，最終形成了初步的“標準”版本，通過起草成員單位多次不同階段的討論和修改，并經(jīng)中國標準化研究院基礎所專家審查核對，最終完成了《工業(yè)數(shù)字相機 術語》和《工業(yè)鏡頭 術語》編寫工作。這兩項“標準”的制定，既避免了與現(xiàn)有的國標術語產(chǎn)生沖突，同時又兼顧到實際使用者的技術訴求以及未來標準的導向性和科學性。

機器人視覺目前已成為實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的核心關鍵點之一，尤其在中國，科技發(fā)展日新月異，機器視覺行業(yè)伴隨制造業(yè)的強勢崛起，受到各行業(yè)的廣泛關注和充分的工業(yè)應用，所以機器視覺工業(yè)鏡頭的相關專業(yè)術語我們不得不了解。

一、遠心光學系統(tǒng)：

指主光線平行于鏡頭光學軸的光學系統(tǒng)。而光從物體朝向鏡頭發(fā)出，與光學軸保持平行，甚至在軸外同樣如此，則稱為物體側(cè)遠心光學系統(tǒng)。光從鏡頭朝向影像，與與光學軸保持平行，甚至在軸外同樣如此，則稱為影像側(cè)遠心光學系統(tǒng)。

二、遠心鏡頭：

遠心鏡頭指主光線與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側(cè)的遠心，成像側(cè)的遠心，兩側(cè)的遠心行頭等方式。

通常的鏡頭

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。

兩方遠心境頭

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系統(tǒng)，但是大型化成本高

物方遠心境頭

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

像方遠心境頭

只是像方主光線與鏡頭光軸平行

相機側(cè)即使有安裝個體差，也可以吸收攝影倍率的變化

用于色偏移補償，攝像機本應都采用這種鏡頭

三、遠心光學系統(tǒng)的特色：

優(yōu)點：更小的尺寸。減少鏡頭數(shù)量，可降低成本。

缺點：上下移動物體表面時，會改變物體尺寸或位置。

優(yōu)點：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。可使用更小的尺寸。

缺點：未使用同軸照明時，大于標準鏡頭的尺寸。

優(yōu)點：與 MML 相似，但鏡頭凸緣后端的尺寸出現(xiàn)極大差異時，會改善精確度。

缺點：與 MML 相似，但成本比 MML 更高。

四、遠心：

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。遠心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行，Telecentricity 不好，遠心鏡頭的使用效果就不好；Telecentricity 可以用下圖進行簡單的確認。

五、分辨率（μm）：

光學系能力的尺度，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)，相當于電視機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。電視機水平分辨率為 240TV 條線，電視機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視為一條線，但是在電視機分辨率線條方面，一組視為 2TV 線條。

八、失真（％）：

失真為光學軸外的直型物體，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），向外擴張的失真稱為桶形失真（Barrel Distortion）。如下圖示：

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，成像盤光學軸與四周區(qū)域之間的亮度差異，單位為百分比（％），假設中央亮度為 100，為鏡頭的光學特征之一。

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)，可使用遠心光學系統(tǒng)以縮小遮蔽的情況。

十三、色差：

在鏡頭光學統(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 指物體到結像平面的距離。

十六、焦距 f（mm）后焦距／前焦距

焦距為光學系統(tǒng)的主光點到焦點的距離。從最后一片鏡頭的頂點到后焦點的距離，為后焦距。從第一片鏡頭的頂點到前焦點的距離，為前焦距。

編輯：hfy