遠(yuǎn)心鏡頭,，由Telecentric Lens翻譯而來?！皌ele”是far,，即中文的“遠(yuǎn)”;“centric”，翻譯為“中心的”,?！癟elecentric Lens”直譯即“遠(yuǎn)心鏡頭”。但按照字面,，用戶是比較難理解其準(zhǔn)確含義,。

    從光學(xué)上定義，遠(yuǎn)心鏡頭是一種主軸主光線與光軸平行的成像鏡頭,，其主要指標(biāo)為遠(yuǎn)心度,。

    其光學(xué)定義比較抽象，我們可以從應(yīng)用角度了解其特點,。在應(yīng)用端,，即精密測量領(lǐng)域，遠(yuǎn)心鏡頭的特點是可以在一定的物距范圍內(nèi),，圖像放大倍率不發(fā)生變化,，消除了其他光學(xué)鏡頭測量不準(zhǔn)的狀況。

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,，即入瞳位于物方無窮遠(yuǎn)處,，所有進(jìn)入鏡頭的物方發(fā)光點的主光線都和鏡頭的光軸平行，如圖2所示,。

該光路可以消除物方由于調(diào)焦不準(zhǔn)確帶來的讀數(shù)誤差,，即在一定距離范圍內(nèi),，物距發(fā)生改變,，但像高不變，即測得的物體尺寸不會發(fā)生變化,。物方遠(yuǎn)心鏡頭用于工業(yè)精密測量,，畸變極小,，高性能的可以達(dá)到無畸變。

像方遠(yuǎn)心鏡頭

像方遠(yuǎn)心鏡頭,，是通過在物方焦平面上放置孔徑光闌,，即出瞳位于像方無窮遠(yuǎn)處，所有經(jīng)過鏡頭進(jìn)入到CCD的成像點的主光線都和鏡頭的光軸平行,，如圖3所示,。

該光路可以消除像方調(diào)焦不準(zhǔn)引入的測量誤差，即在一定范圍內(nèi),，雖然CCD的安裝位置有改變,，在CCD上成像大小不變。

雙遠(yuǎn)心鏡頭

雙遠(yuǎn)心鏡頭,，綜合了物方遠(yuǎn)心鏡頭與像方遠(yuǎn)心鏡頭二者的優(yōu)點,，避免了兩種方法產(chǎn)生的測量誤差，保證了測量數(shù)據(jù)的精確度,，如圖4所示,。雙遠(yuǎn)心鏡頭主要用于機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域。

遠(yuǎn)心鏡頭由于設(shè)計原理,，具有高分辨率,、超大景深，超低畸變等光學(xué)特征,。選擇遠(yuǎn)心鏡頭時,，通常需要關(guān)注放大倍率、景深,、遠(yuǎn)心度,、畸變、分辨率等技術(shù)指標(biāo),。

    遠(yuǎn)心鏡頭的放大倍率,，β=感光器直徑/視野直徑，感光器尺寸如圖5所示,，在選擇遠(yuǎn)心鏡頭時,，要求遠(yuǎn)心鏡頭兼容的傳感器靶面大于或等于配套的相機(jī)靶面,否則會造成分辨率的浪費。

分辨率指遠(yuǎn)心鏡頭能分辨的兩點的最小距離或1mm內(nèi)可以分辨觀察到黑白條紋的線對數(shù),。也可用傳感器能分辨的最高空間頻率表示,，遠(yuǎn)心鏡頭的分辨率=1 / 2 x 像元尺寸。

如：傳感器像元大小3um,，遠(yuǎn)心鏡頭的分辨率則是166lp/mm,，根據(jù)高分辨率的要求，鏡頭的MTF需要在166lp/mm大于0.3,。

   由于遠(yuǎn)心鏡頭具有技術(shù)優(yōu)勢,，目前,，在機(jī)械零件測量、塑料零件測量,、玻璃制品與醫(yī)藥零件測量,、電子元件測量等高精度檢測方面均有應(yīng)用。遠(yuǎn)心鏡頭與光源,、相機(jī)一起構(gòu)成一個圖像采集系統(tǒng),，因此遠(yuǎn)心鏡頭的選擇受到整個系統(tǒng)要求的制約，在進(jìn)行選擇時要綜合判斷：

1. 鏡頭的視場≥被測物大??；同時考慮鏡頭放大倍率和兼容傳感器尺寸；

2. 鏡頭的景深大小≥被測物表面起伏高度,；

3. 鏡頭的分辨率,、畸變、遠(yuǎn)心度匹配檢測系統(tǒng)的檢測精度,；

4. 鏡頭的工作距離,、外形尺寸匹配安裝的尺寸空間；

5. 鏡頭的接口匹配相機(jī)接口,；

6. 還需要考慮系統(tǒng)的打光照明方式,，有非同軸和同軸兩種遠(yuǎn)心鏡頭可供選擇，同時要考慮到鏡頭F數(shù)和照明接口尺寸,。