远心镜头原理简介及选型

1)远心镜头原理:

远心镜头(telecentriclens)是为纠正传统镜头的视差而设计的。它可以使图像放大倍率在一定的物距范围内不会改变。简单来说，这个镜头拍的图像没有大大小小的关系。

远心镜头分为远心镜头，如远心镜头和双远心镜头。以下是两个远心镜头的实物照片。

关于远心镜头的原理，网上有一些介绍，但写作非常模糊。事实上，几句话可以说清楚，核心是远心镜头是普通镜头和孔成像原理的结合。

本文试图用三张图来解释远心镜头的原理。

1.物方远心镜头(Telecentriclens)

传统镜头的光路:

如果我们在像方焦点处放一个小孔，光路就会变成这样:

这个小孔的作用是只让平行入射的物方光达到像平面成像。从几何关系可以看出，此时没有近大远小的关系。物方远心镜头的原理是如此简单。之所以叫物方远心，是因为接收平行光成像，相当于物体在不断远处。

远心镜头的缺点是放大倍数与图像距离直接相关。在实际使用中，相机安装的距离会干扰放大倍数。因此，每个镜头系统应单独校准放大倍数。

2.像方远心镜头(image-spacelecentric)

我们知道光路是可逆的，所以物方远心镜头的光路反过来变成了方远心镜头的光路。

这种镜头的特点是放大倍数与像距无关，相机是远是近都不干扰放大倍数。

3.双侧远心镜头(doubletelecentric，bi-telecentric)

光路与方圆心相结合，成为双侧远心镜头。以下是光路:

该镜头的特点是物体或相机不干扰放大倍数。因此，它广泛应用于机器视觉测量和检测领域。

当然，实际圆心镜头中的小孔不能无限小，所以光线太小。所以实际的圆心镜头还是会有一定的近距离关系(这个指标叫远距离，远距离镜头通常小于0.1°)。距离不是任何的，但它比普通镜头的景深要大得多。

2)远心镜头的选择方法:

事实上，远心镜头的选择方法与普通光学系统中的镜头相似，需要注意以下几点：

①兼容CCD靶面尺寸。

这类似于普通镜头的选择，要求远心镜头的CCD靶面大于或等于相机靶面，否则会浪费分辨率。

②.接口类型。

目前远心镜头提供的接口类型与普通镜头类似，有C口、F口等，只需要配套相机即可使用。

③.放大倍率，或成像范围。

当确定放大率和CCD靶面时，成像范围即确定，反之亦然。

④.工作距离。

一般来说，在选择上述三点时，工作距离已确定在一个范围内，由其成像光路决定。需要注意的是，工作距离是否符合实际使用要求。当选择远心系统进行测试时，建议根据其工作距离选择镜头，设计其他机械结构。

⑤.景深范围。

在满足上述使用条件的前提下，景深范围越大，远心系统的光学特性越好，可作为选型的参考。