工業(yè)鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中十分重要的成像元件，系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其作用，工業(yè)鏡頭必須能夠滿足要求才行。隨著機器視覺系統(tǒng)在精密測量領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，普通工業(yè)鏡頭難以滿足要求，而遠心鏡頭應(yīng)運而生。

遠心鏡頭主要為矯正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設(shè)計，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不變，從而彌補普通工業(yè)鏡頭“近大遠小”的視覺效果，滿足精密測量的要求。遠心鏡頭按設(shè)計原理可分為：像方遠心光路、物方遠心光路和雙側(cè)遠心光路。

1）像方遠心光路

像方遠心光路的光路圖如下圖 。它是將孔徑光闌放置在物方焦平面上，像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無窮遠。這種鏡頭的特點是放大倍率與像距無關(guān)，可以消除像方調(diào)焦不準引入的測量誤差。

2）物方遠心光路

物方遠心光路的光路圖如下圖。它是將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平面上，物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠。這種鏡頭的特點是在合理的活動范圍內(nèi)，物體的放大倍率與物距無關(guān)。即使物距發(fā)生改變，像高也并不會發(fā)生改變，即測得的物體尺寸不會變化。根據(jù)這個原理設(shè)計出來的鏡頭為物方遠心鏡頭，簡稱遠心鏡頭。

3）雙側(cè)遠心光路

雙側(cè)遠心光路就是我們常說的雙遠心光路，光路圖如下圖。它綜合了像方遠心和物方遠心的雙重優(yōu)點，在景深范圍內(nèi)，物體離得遠近或者相機離得遠近，都不會影響到成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，即像不隨物距和相距的變化而變化。根據(jù)雙側(cè)遠心光路設(shè)計出來的鏡頭為雙遠心鏡頭。

正所謂“弱水三千，只取一瓢飲”。在遠心鏡頭選型過程中，需要我們根據(jù)實際情況，從百萬只鏡頭中，挑選出適合我們的那一個。在了解了遠心鏡頭的光路原理之后，讓我們來看看鏡頭參數(shù)的含義吧！

（1）物方遠心鏡頭

前面提到，物方遠心鏡頭簡稱為遠心鏡頭。遠心鏡頭常用參數(shù)包括倍率、工作距離、物方分辨率、景深、數(shù)值孔徑NA等。在眾多參數(shù)中，可能會讓大家困惑的參數(shù)，應(yīng)該是數(shù)值孔徑NA了吧。

遠心鏡頭中提到的數(shù)值孔徑NA指像方數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑NA值越大，鏡頭分辨率和亮度越佳。數(shù)值孔徑NA與物方分辨率的對應(yīng)關(guān)系為：

一般遠心鏡頭參數(shù)中，也會給出鏡頭可匹配的像元大小。如果參數(shù)中并沒有給出鏡頭的良配怎么辦呢？不慌，不慌，一個公式解決煩惱：

雙遠心鏡頭常用參數(shù)相對于遠心鏡頭來說更容易理解。它包括倍率、物方分辨率、工作距離、景深、遠心度等。在這些參數(shù)中，各參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系與遠心鏡頭的對應(yīng)關(guān)系相一致。需要特別解釋的一下，應(yīng)該只有遠心度了。它是評價遠心鏡頭和雙遠心鏡頭好壞的重要參數(shù)之一。

遠心度是指主光線偏離光軸的角度。角度越小，遠心度越好，鏡頭的倍率誤差越小。在測量過程中的表現(xiàn)為：在景深范圍內(nèi)，保證不同工作距下，物體的放大率是一樣的。它是彌補普通工業(yè)鏡頭“近大遠小”這一弊端的重要因素。

【來源：光虎光學(xué)內(nèi)部培訓(xùn)資料】