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概念

　　大家都有這種經(jīng)歷，一個(gè)物體在人眼看來，會有近大遠(yuǎn)小的現(xiàn)象。這是因?yàn)槲矬w近的時(shí)候，在視網(wǎng)膜上投影大，遠(yuǎn)的時(shí)候，投影小。鏡頭也是一樣，因?yàn)榻筮h(yuǎn)小的原因，會產(chǎn)生誤差。為了解決這個(gè)問題，就出現(xiàn)了遠(yuǎn)心鏡頭。

　　遠(yuǎn)心鏡頭(Telecentric lens)，是為糾正傳統(tǒng)鏡頭視差而設(shè)計(jì)的，是普通鏡頭與小孔成像原理的結(jié)合。它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率保持一致。簡單地說，這種鏡頭拍出來的圖像沒有近大遠(yuǎn)小的現(xiàn)象。

分類

　　遠(yuǎn)心鏡頭主要分為物方遠(yuǎn)心鏡頭、像方遠(yuǎn)心鏡頭和雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭。

　　1)物方遠(yuǎn)心鏡頭

　　物方遠(yuǎn)心鏡頭是將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平面上，當(dāng)孔徑光闌放在像方焦平面上時(shí)，即使物距發(fā)生改變，像距也發(fā)生改變，但像高并沒有發(fā)生改變，即測得的物體尺寸不會變化。物方遠(yuǎn)心鏡頭用于工業(yè)精密測量，畸變極小。

　　光路如下：

　　2)像方遠(yuǎn)心鏡頭

　　像方遠(yuǎn)心鏡頭，通過在物方焦平面上放置孔徑光闌，使像方主光線平行于光軸。即使CCD芯片的安裝位置有改變，但在CCD芯片上投影成像大小不變。

　　像方遠(yuǎn)心鏡頭的優(yōu)點(diǎn)是，使相機(jī)的芯片獲得均勻的光線，因?yàn)橹挥衅叫杏诠廨S的光線才能入射在CCD/CMOS芯片前面的微型鏡片上，從而使圖像不會出現(xiàn)陰影。

　　光路如下：

　　3)雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭

　　雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭兼于上面兩種遠(yuǎn)心鏡頭的優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)圖像處理/機(jī)器視覺這個(gè)領(lǐng)域里，一般只使用物方遠(yuǎn)心鏡頭和雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭。

　　光路如下：

應(yīng)用優(yōu)勢

　　遠(yuǎn)心鏡頭主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差而特殊設(shè)計(jì)的鏡頭，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化，這對有高低差的物料是非常重要的應(yīng)用。

　　普通工業(yè)鏡頭，目標(biāo)物體越遠(yuǎn)離鏡頭(工作距離越長)，所成的像就越大。

　　在使用普通鏡頭進(jìn)行尺寸測量時(shí)，會存在如下問題：

　　1)由于被測量物體不在同一個(gè)測量平面，而造成放大倍率的不同;

　　2)鏡頭的畸變大

　　3)當(dāng)物距變大時(shí)，對物體的放大倍率也改變;

　　4)鏡頭的解析度不高;

　　5)由于視覺光源的幾何特性，而造成的圖像邊緣位置的不確定性。

　　而遠(yuǎn)心鏡頭就可以有效解決普通鏡頭存在的上述問題,因此遠(yuǎn)心鏡頭已經(jīng)成為精密光學(xué)量測系統(tǒng)決定性的組件，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。

　　遠(yuǎn)心鏡頭和普通鏡頭的簡單對比如下：

　　普通鏡頭

　　優(yōu)點(diǎn)：成本低，實(shí)用，用途廣。

　　缺點(diǎn)：放大倍率會有變化，有視差。

　　應(yīng)用：大物體成像。

　　遠(yuǎn)心鏡頭

　　優(yōu)點(diǎn)：放大倍率恒定，無視差。

　　缺點(diǎn)：成本高，尺寸大，重量重。

　　應(yīng)用：高精度物體測量。