你是否曾遇到这样的困扰：传统镜头下，零件位置或高度的微小变化，竟导致成像尺寸“忽大忽小”，测量结果飘忽不定？这正是由镜头固有的透视误差造成的痛点。而远心镜头正是为解决这一核心难题而生的精密光学利器。

A、远心镜头原理

远心镜头的革命性设计在于其独特的光路控制。它确保进入镜头的主光线平行于光轴。这与普通镜头光线呈锥形汇聚或发散的特性截然不同。这种“平行光设计”带来两大核心优势：

① 恒定放大倍率：无论物体在景深范围内沿光轴方向（Z轴）如何移动，其在相机传感器上的成像大小几乎不变。

② 无透视畸变：物体在垂直于光轴方向（XY平面）移动时，其边缘在图像中的位置不会发生偏移，避免了“近大远小”的失真现象。

正是这些特性，使远心镜头成为高精度尺寸测量和显微观测不可或缺的选择。

B、远心镜头的三种类型

1.1 物方远心镜头原理：孔径光阑位于镜头的像方焦平面处。这使得从物方发出的主光线在通过光阑后，变得平行于光轴进入成像系统。

1.2 物方远心镜头特点：对物距变化不敏感（物体Z向移动，成像大小不变）。但像距变化（如相机传感器位置不准）会导致成像尺寸变化和视场边缘光线角度变化。

1.3物方远心镜头应用：相对较少单独使用于机器视觉测量。常用于需要精确控制投影光线角度的场景，如逆向工程投影测量、某些照明系统。

2.1 像方远心镜头原理：孔径光阑位于镜头的物方焦平面处。这使得到达像面（相机传感器）的主光线平行于光轴。

2.2 像方远心镜头特点：对像距变化不敏感（相机传感器位置轻微偏移不影响成像大小和边缘光线角度）。但物距变化会导致成像尺寸变化。

2.3 像方远心镜头优势：边缘成像质量优异。即使物体不在景深中心，其边缘轮廓依然锐利清晰，无普通镜头常见的边缘模糊或位置偏移。

2.4 像方远心镜头应用：显微观测、表面检测、定位。

3.1 双远心镜头原理：孔径光阑同时位于镜头的物方焦平面和像方焦平面（通常是一个光阑满足两个条件）。这使得物方主光线平行于光轴进入镜头，且像方主光线平行于光轴到达像面。

3.2 双远心镜头特点：兼具物方远心和像方远心的优点。对物距和像距的变化都不敏感，提供最极致的恒定放大倍率和无透视畸变性能。通常具有更大的景深。

3.3 双远心镜头优势：最高精度、最大景深、最佳成像稳定性。

3.4 双远心镜头应用：高精度尺寸测量。

C、远心镜头的优势

① 消除透视误差，实现高精度、高重复性的尺寸测量。

② 提供恒定放大倍率，简化标定和测量算法。

③ 像方远心提供优异的边缘成像质量。

④ 双远心提供大景深，适应不同高度的物体。

⑤ 对物体位置或相机位置的微小变化不敏感（双远心）。

D、远心镜头局限：

① 通常比同等焦距的普通工业镜头更大更重。

② 设计制造复杂，价格显著高于普通镜头。

③ 选定镜头后，工作距离范围相对固定，不如普通镜头变焦范围灵活。

④ 其平行光路设计通常需要较长的物理长度和足够的工作距离空间。