焦距（Focal Length）是指镜头的光学中心到成像平面（相机传感器面）之间的距离，通常以毫米（mm）为单位。

背焦距（Back Focal Distance/BFD）背焦距是镜头的最后一个镜片到成像平面（相机传感器面）之间的距离。

法兰焦距（Flange Focal Distance）是镜头安装接口的法兰面（即镜头与相机机身的接触面）到相机传感器面之间的距离。

定焦镜头的 工作距离通常以“最小工作距离 -∞”的形式表示 ，例如“250mm -∞”表示镜头的工作距离范围从250毫米到无穷远，可以在不同工作距离处聚集，而且各元件间距不会随着工作距离的变化而变化。

最小工作距离为镜头能够清晰对焦的最近距离，即镜头前端到被摄物体之间的最小距离。 当物体靠近镜头时，来 自物体的光线会以更大的角度进入镜头。 镜头内部的镜片必须将这些发散的光线聚焦到图像传感器或胶片上，以形成清晰的图像。 当物体过于靠近时，镜片无法再将光线有效地聚焦，这就产生了一个最小工作距离，表示镜头在该距离以内无法清晰对焦。

最小工作距离并不是一个简单的公式可以直接计算出来的，它涉及到镜头的具体设计参数。 通常，光学工程师通过设计软件模拟镜头在不同焦距下的光路，再结合物理限制，确定镜头的最小工作距离。

而无穷远对焦是定焦镜头的一个必须的基本功能，确保用户可以拍摄到清晰的远距离物体。 当一个物体距离镜头非常远时，来自这个物体的光线到达镜头时几乎是平行的。 平行光线进入镜头后，可以通过镜片组的折射作用，聚焦在传感器或胶片上，从而形成清晰的图像。 镜头在这种情况下的对焦位置则为无穷远。

定焦镜头的最大传感器尺寸参数，是指该镜头能够完全覆盖、并且能够有效工作于工作距离范围内的最大图像传感器尺寸。 工业定焦镜头通常会以1/6"，1/2"，2/3"的形式给出。

以2/3"（2/3英寸）为例，“2/3英寸”这种表示方法源于早期的摄像管，这些管的直径是用英寸来标记的，2/3英寸管的直径大约就是2/3英寸（16.93mm）。 但由于这些管子包含外围结构，实际的成像区域远小于管的直径。 随着技术的进步，这种标识法沿用了下来，但与现代传感器的实际物理尺寸已经不直接对应。 例如，虽然标称为“2/3英寸”，但实际的成像区域大小为8.8mm*6.6mm，对角线长度约为11mm。 下表对工业相机常用尺寸进行了汇总。

工业相机传感器尺寸各型号一览

镜头F数（F/#），也称为 光圈值或光圈系数，是描述镜头光圈大小的重要参数 。 它表示镜头的有效焦距与有效孔径直径（光圈直径）之比，即：\( F/\# =\frac{f}{D} \)

而我们知道透镜的NA值为：\( NA=\frac{D}{2f} \) ； 所以数值孔径NA与F数具有以下关系：\( NA=\frac{1}{2\cdot\left( F/\# \right)} \)

那么如何理解这个#值呢，其实F/2.8就意味着F数为2.8，即焦距与光圈直径的比值为2.8。 因此，较小的F数（如F/2.8）意味着光圈较大，较大的F数（如F/16）意味着光圈较小。 通过调节光圈的大小更直接的控制系统的进光量。

F数通常写作F/N的形式，例如f/2.8、f/4、f/5.6等，这些数字通常以√2的倍数增加。 因为以√2为系数增加f/#，镜头孔径即以√2为系数缩小，孔径区域面积减半，由此可以有效地以2为系数来降低镜头的光通量。 例如，设置从f/1更改为f/2，然后再从f/4更改为f/8时，每个间隔的镜头孔径D会对半缩小，而有效区域面积将以4为系数缩小。

视场角在光学工程中又称视场（Field of View，FOV），视场角的大小决定了镜头的视野范围。 描述视场角时通常会分为水平视场角（Horizontal Field of View，HFOV）、垂直视场角（Vertical Field of View，VFOV）、对角视场角（Diagonal Field of View，DFOV）。 下图展示了传感器、镜头与视场视野的对应关系，以及镜头的水平视场角。

视场角与定焦镜头的焦距、工作距离、成像区域高度（传感器尺寸）、垂直视野高度范围有着密不可分的联系（图中f为定焦镜头焦距，WD为定焦镜头工作距离）。 当传感器尺寸一定时，焦距越短，视场角越大； 焦距越长，视场角越小。

以图中垂直视场角为例，其计算方式为：\( VFOV=2\cdot arctan\frac{H}{2\cdot f} \)

在许多选型应用中，被成像物体所需的距离与所需的视场（垂直视野范围），以及所使用的传感器尺寸（成像区域高度）皆为已知量。 对此需要选型一个合适的镜头，则可以通过以下方式计算得出： \( 定焦镜头f=\frac{工作距离WD\times成像高度H}{垂直视野范围} \)

定焦镜头的分辨率是指镜头能够解析的最小细节或图像的清晰度，通常以每毫米的线对数量（LP/mm，Line pairs per millimetre）为单位来衡量。 一个线对由一条黑线和一条白线组成，光学成像系统能分辨的每毫米线对数越多，分辨能力越好，分辨率越高。

但有些厂商定焦镜头的分辨率会以像素数给出，例如2MP就表示200万像素数（像素数为1600*1200=1920000）。 当定焦镜头的分辨率标注为2MP（200万像素）时，这意味着镜头的光学性能能够支持或解析相当于200万像素的图像传感器（相机）所需的分辨率。 如果使用的相机是200万像素或更低，那么一个标注为2MP的镜头则能够很好地匹配和提供足够的细节解析。

我们来看下像素数与分辨率之间的关系：\( 分辨率\left( \frac{lp}{mm} \right)=\frac{1lp}{2\cdot 像素尺寸\left( mm \right)} \)

在工业成像领域，C接口和CS接口是最常用的两种光学接口。 它们因其标准化和广泛的兼容性，成为工业相机和镜头的主流接口。

C接口的螺纹直径为1英寸（约25.4毫米），法兰焦距为17.526毫米。 C接口镜头具有良好的兼容性，可以与多种不同尺寸的传感器配合使用，提供灵活的成像解决方案。

CS接口的螺纹直径与C接口相同，但法兰焦距较短，为12.5毫米。 由于CS接口的法兰焦距较短，镜头可以更靠近传感器，有时可以减少光学畸变并提高成像质量。

镜头与相机不同接口的关键差异与兼容性如下表所示。 C接口镜头到CS接口相机可以通过增加5毫米的适配器或垫圈来安装，使得镜头的法兰焦距匹配CS接口相机。 CS接口镜头到C接口相机则无法直接安装，因为CS接口镜头的法兰焦距较短，即使使用适配器，也不能达到正确的焦距，导致无法对焦。

LBTEK 提供的定焦镜头具有体积小、高分辨率、小畸变（光学畸变小于1%）等特点。 包含16mm、25mm、35mm及50mm四种固定焦距可选，可手动调整光圈大小及对焦，工作距离250mm-inf不等。 其适用传感器最大尺寸为2/3''，采用C Mount光学接口，便于与相机配合使用，选择合适的相机与之配合，可以达到良好的成像质量。