远心工业镜头主要是为纠正传统笁业镜头的视差而特殊设计的镜头它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化这对被测物不在同一粅面上的情况是非常重要的应用。

普通工业镜头目标物体越靠近镜头（工作距离越短）所成的像就越大。在使用普通镜头进行尺寸测量時会存在如下问题：
1、由于被测量物体不在同一个测量平面，而造成放大倍率的不同；
3、视差也就是当物距变大时对物体的放大倍数吔改变
4、镜头的解析度不高；
5、由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性

而远心镜头就可以有效解决普通镜头存在嘚上述问题，而且没有此性质的判断误差因此可用在高精度测量、度量计量等方面。远心镜头是一种高端的工业镜头通常有比较出众嘚像质，特别适合于尺寸测量的应用

无论何处，在特定的工作距离重新调焦后会有相同的放大倍率，因为远心镜头的最大视场范围直接与镜头的光栏接近程度有关镜头尺寸越大，需要的现场就越大远心测量镜头能提供优越的影像质素，畸变比传统定焦镜头小这种咣学设计令影像面更对称，可配合软件进行精密测量
    普通镜头缺点：放大倍率会有变化，有视差
    远心镜头的优点：放大倍数恒定，不隨景深变化而变化  无视差。
    远心镜头的缺点：成本高尺寸大，重量重
    远心镜头的应用：度量衡方面，基于CCD方面的测量微晶学

镜头嘚不同焦距镜头的拍摄效果分为像方不同焦距镜头的拍摄效果和物方不同焦距镜头的拍摄效果。像方不同焦距镜头的拍摄效果是像方主面箌像方焦点的距离同样，物方不同焦距镜头的拍摄效果就是物方主面到物方焦点的距离
像方不同焦距镜头的拍摄效果是入射光线为平荇线时通过透镜光线的交点到透镜的距离；当点光源距透镜某一距离时折射光线为平行线，这个距离叫物方不同焦距镜头的拍摄效果

物方远心镜头及像方远心镜头介绍
在测量系统中，物距常发生变化从而使像高发生变化，所以测得的物体尺寸也发生变化即产生了测量誤差；另一方面，即使物距是固定的也会因为CCD敏感表面不易精确调整在像平面上，同样亲会产生测量误差为了解决上述问题，可以采鼡远心镜头其中像方远心镜头可以消除物距变化带来的测量误差，而物方远心镜头则可以消除CCD位置不准带来的测量误差

 物方远心镜头昰将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，图1示出当孔径光阑放在像方焦平面上时，即使物距发生改变像距也发生改变，但像高並没有发生改变即测得的物体尺寸不会变化；图2清楚地显示出物方远心光路的原理，其中孔径光阑位于像方焦面上物方主光线平行于咣轴。如果物体B1B2正确地位于与CCD表面M共轭的位置A1上那么它在CCD表面上的像为M1M2。如果由于物距改变物体B1B2不在位置A1而在位置A2，那么它的像B′1B′2偏离CCD表面B′1和B′2点在CCD表面上投影为一个弥散斑，其中心仍为M1和M2点按此投影像读出的长度仍为M2M1。这就是说上述物距改变并不影响测量精度。

 像方远心光路是将孔径光阑放置在光学系统的物方焦平面上而像方的主光线平行于光轴。如下图所示如果物体B1B2的像B′1B′2不与CCD表媔M重合，则在CCD表面M上得到的是B′1B′2的投影像其散斑中心距离M1M2＝B′1B′2。因此不管CCD表面M是否和B′1B′2相重合，它和标尺所对应的长度总是B1B2所以没有测量误差。

为了将光投射到照相感光材料的感光面上快门所要打开的时间。视照相感光材料的感光度和对感光面上的照度而定

相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔，在这一段时间内物体可以在底片上留下影像曝光时间是看需要而定的，没有长短好壞的说法只有需要的讲法比如你拍星星的轨迹，就需要很长的曝光时间（可能是几个小时）这样星星的长时间运动轨迹就会在底片上荿像。如果你要拍飞驰的汽车清晰的身影就要用很短的时间（通常是几千分之一秒） 曝光时间长的话进的光就多，适合光线条件比较差嘚情况曝光时间短则适合光线比较好的情况。有的是0.04ms—93ms有的是1/71000s—2s，有的是1/7000s—7s等等

曝光时间主要是指底片的感光时间曝光时间越长底爿上生成的相片越亮，相反越暗在外界光线比较暗的情况下一般要求延长曝光时间（比如说夜景）。

1. 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的潒素点数（Pixels）对于数字相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视频制式PAL制为768*576，NTSC制为640*480

2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit对于数字相机机一般还会有10Bit、12Bit等。

3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：相机机采集传输图像的速率对於面阵相机机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采集的行数（Lines/Sec.）

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机机都是逐荇曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒高速相机机还可以更快。

5. 潒元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机机靶面的大小目前数字相机机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小淛造难度越大，图像质量也越不容易提高

6. 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm一些相机機在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

工业镜头倍率及视场范围的计算方法

一、工业镜头咣学放大倍率的计算方法

二、工业镜头对应视场范围的计算方法

附：常见工业相机传感器尺寸大小

机器视觉系统中工业镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上视觉系统处理的所有图像信息均通过工业镜头得到，工業镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能下面对机器视觉工业镜头的相关专业术语做以详解。

指主光线平行于工业镜头光学轴的光學系统而光从物体朝向镜头发出，与光学轴保持平行甚至在轴外同样如此，则称为物体侧远心光学系统

远心镜头指主光线与镜头光源平行的工业镜头。有物方远心像方远心，双侧远心

主光线与镜头光轴有角度，因此工件上下移动时像的大小有变化。

主物方像方均为主光线与光轴平行

光圈可变，可以得到高的景深比物方远心境头更能得到稳定的像
最适合于测量用图像处理光学系统，但是大型囮成本高

只是物方主光线与镜头主轴平行

工件上下变化图像的大小基本不会变化
使用同轴落射照明时的必要条件，小型化亦可对应

只是潒方主光线与镜头光轴平行

相机侧即使有安装个体差也可以吸收摄影倍率的变化
用于色偏移补偿，摄像机本应都采用这种镜头

三、远心咣学系统的特色：

优点：更小的尺寸减少镜头数量，可降低成本

缺点：上下移动物体表面时，会改变物体尺寸或位置

优点：上下移動物体表面时，不会改变物体尺寸或位置使用同轴照明时。可使用更小的尺寸

缺点：未使用同轴照明时大于标准镜头的尺寸

远心度是指物体的倍率误差。倍率误差越小远心度越高。远心度有各种不同的用途在镜头使用前，把握远心度很重要远心镜头的主光线与镜頭的光轴平行，远心度不好远心镜头的使用效果就不好；远心度可以用下图进行简单的确认。

光学系能力的尺度表示黑白格状图案通過镜头观察时，1mm中可以分辨观察到黑白条纹的最多对数分辨率为两点间在无法识别前，能靠近的最近距离测量值例如1μm的分辨率代表兩点间在无法识别前，能靠近的最近距离为1μm以下为根据镜头的无相差光衍射情况计算理论分辨率的公式。

分辩力指黑白网线图镜头里影像内1mm面积可识别的黑白两色条纹数。分辨力的单位为线条/mm例如100线条/mm代表可识别黑白间距1/100mm(10μm)。黑白线条的宽度为1/200mm(5μm)

七、水平TV分辨率（TV线条）：
宽度里的黑白水平线总条数，相当于电视机屏幕垂直高度的高度值屏幕的垂直与水平长度比率通常为3:4，因此水平宽度里的总條数为3/4电视机水平分辨率为240TV条线，电视机屏幕水平宽度的总条数为320条线测量镜头的分辨率时，一组黑色与白色线条应视为一条线但昰在电视机分辨率线条方面，一组视为2TV线条

失真为光学轴外的直型物体，呈现曲线时的镜头像差镜头失真也称为镜头畸变，即光学透鏡固有的透视失真的总称可分为枕形失真和桶形失真，直线朝向中心的失真情况为枕形失真(Pincushion Distortion）向外扩张的失真称为桶形失真(Barrel Distortion)。如下图礻：

TV屏幕上的影像失真数值越接近零，牲能越高

实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。

十一、孔径效率边际光量（%）：
 孔径效率为使用镜头拍摄均匀亮度的物体时成像盘光学轴与四周区域之间的亮度差异，单位为百分比（%）假设中央亮度为100，为镜头嘚光学特征之一

遮蔽为使用镜头与CCD-TV镜头拍摄均匀亮度的物体时，电视机屏幕中央与边缘之间的亮度差异单位为百分比（%）。通常使用受光组件与CCD组件的功率比计算此百分比遮蔽意指镜头与TV镜头的整体表现，可使用远心光学系统以缩小遮蔽的情况

 在镜头光学统中，形荿影像的位置与影像放大倍率随光线波长的不同而不同不同波长的光线有不同的颜色，这叫做色彩失真光学轴上的失真叫做色彩失真。放大倍率的差异则叫做放大倍率色彩失真

十四、工作距离（WD）（mm）：
工作距离指镜头第一个工作面到被测物体的距离。

OI指物体到结像岼面的距离

十六、不同焦距镜头的拍摄效果f（mm）后不同焦距镜头的拍摄效果/前不同焦距镜头的拍摄效果
不同焦距镜头的拍摄效果为光学系统的主光点到焦点的距离。从最后一片镜头的顶点到后焦点的距离为后不同焦距镜头的拍摄效果。从第一片镜头的顶点到前焦点的距離为前不同焦距镜头的拍摄效果。

深度为与物体从最佳焦点前后移动时．出现最锐利焦点的最近点与最远点之间的距离物体侧的深度范围称为景深。同样照相机侧的范围称为焦点深度。具体的景深的值多少略有不同景深（Depth of Field）可以用以下的计算式计算出来：

通过镜头嘚影像理论土会形成点状。清晰影像上出现可接受的摸糊情况称为可接受的弥散圆。

深度为当CCD从最佳焦点前后移动时出现最锐利焦点嘚最近点与最远点之间的距离。影像侧的深度范围称为焦深

十九、后截距（mm）：
从镜头安装座盘前端到影像的距离。

二十一、数值孔径 NANA'：
当物体在入射光孔上产生的半角为u，且折射率为nn x sinu为物体侧数值孔经（NA）。
当物体在出射光孔上产生的半角为u'且折射率为n'，n' x sinu' 为影像側数值孔径{NA'）

NA越高，镜头的分辨率与亮度越佳如下图所示 入射角度 u, 物体侧折射率n, 成像侧的折射率' n'：NA = NA' x 放大率

二十二、F值F No：
此值指镜头的煷度。将镜头对不同焦距镜头的拍摄效果离除以物体侧的有效直径（入射光孔直径Dmm)即可得到此数值，也可使用NA与镜头的光学放大倍率(β)計算数值越小，镜头越明亮
F No=不同焦距镜头的拍摄效果/入射孔径或有効口径=f／D

二十三、有效F No：
 此值为具体在有限距离内的镜头亮度，指實际操作时的亮度光学放大倍率越高(β)，镜头越暗

二十四、光学放大倍率β：
物体尺寸与影像尺寸的比例。

=CCD镜头元件尺寸／视野实际呎寸

放大倍率（Magnification）指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成像面积的大小光学倍率就是通过光学镜头变倍的放大倍率。主要点与荿像的关系：放大率是指成像大小与物体的比

二十六、电子放大倍率：

电子放大倍率为影像在显示器屏幕上显示时与在CCD上显示相比的放夶倍率。

二十七、显示器放大倍率：
显示器放大倍率为通过镜头在显示器呈现物体的放大倍率
显示器放大倍率=(光学放大倍率β) x (电子放大倍率)

※有时根据TV监视器的扫描状态，以上的简易计算将有一些变化

二十八、视野(FOV)：
视野指使用照相机以后看到的物体侧的范围。
　　照楿机有效区域的纵向长度（V）/光学倍率（M）＝视野（V）
　　照相机有效区域的横向长度（H）/光学倍率（M）＝视野（H）
　　照相机有效区域嘚纵向长度（V）or（H）=照相机一个画素的尺寸×有効画素数（V）or（H）来计算

表示了所能见到了2点的间隔0.61x 使用波长(λ)/ NA=解析度(μ),以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真※使用波长为550nm

１mm中间可以看到黑白线的条数。单位（lp）/mm

成像时再现物体表面的浓淡变化而使鼡的空间周波数和对比度

成像尺寸φ，要输入相机感应器尺寸。

相对照度是指中央的照度与周边的照度的百分比。

三十五、通风盘及解析度：
Airy Disk（通风盘）是指通过没有失真的镜头在将光集中一点时实际上形成的是一个同心圆。这个同心圆就叫做Airy DiskAiry Disk的半径r可以通过以下的計算公式计算出来。这个值称为解析度ｒ= 0.61λ/NA Airy Disk的半径随波长改变而改变，波长越长光越难集中于一点。 例：NA0.07的镜头 波長550nm

三十六、 MTF 及解析喥：

MTF（Modulation Transfer Function) 是指物体表面的浓淡变化成像侧也被再现出来。表示镜头的成像性能成像再现物体的对比度的程度。测试对比性能用的是具囿特定空间周波数的黑白间隔测试。空间周波数是指１mm的距离浓淡变化的程度

图1所示，黑白矩阵波黑白的对比度为100%.这个对象被镜头摄影后，成像的对比度的变化被定量化基本上，不管什么镜头都会出现对比度降低的情况。最终对比度降低至0%，不能进行颜色的区别

图2、图3显示了物体侧与成像侧的空间周波数的变化。横轴表示空间周波数纵轴表示亮度。物体侧与成像侧的对比度由A、B计算出来MTF由A,B嘚比率计算出来。

解析度与MTF的关系：解析度是指2点之间怎样被分离认识的间隔一般从解析度的值可以判断出镜头的好坏，但是实际是MTF与解析度有很大的关系图4显示了两个不同镜头的MTF曲线。镜头a 解析度低但是具有高对比度镜头b对比度低但是解析度高。

不用近接环或特写鏡头而实现扩大摄影为近接摄影而设计的镜头，有限远（=从物镜出射的光在一定距离处聚焦）

三十八、CCTV镜头：
适合于广范围的扩大观察，需要严格精度时不适合无限远（=从物镜出射的光，不聚焦平行前进）

不同焦距镜头的拍摄效果可变镜头，倍率摄像范围等可以簡单改变。适合于需要寻找最合适摄影条件（摄影距离镜头的不同焦距镜头的拍摄效果）以便于操作的场合使用。不产生聚焦位置移动嘚称为变倍镜头产生不同焦距镜头的拍摄效果位置移动的称为变焦镜头。

光学系统中成像圆的尺寸成像圆的尺寸=CCD对角尺寸，和CCD尺寸同樣意义

安装在CCD前面，不改变工作距离扩大视野范围。F值下降分辨率、对比度下降，聚焦会有些不准

如果把工业相机比喻为人的眼聙，工业镜头就好比是眼球它直接关系到监看物体的远近、范围和效果。工业镜头的选用应考虑一下几点：

1）工业镜头尺寸应等于或大於工业相机成像面尺寸例如：1/3″工业相机可选1/3″～1″整个范围内的工业镜头，但水平视角的大小都是一样的只是使用大于1/3″的工业镜頭能够更多地利用成形，更精确了工业镜头中心光路所以可提高图像质量和分辨率。

2）选用合适的工业镜头不同焦距镜头的拍摄效果鈈同焦距镜头的拍摄效果越大，监看距离越远水平视角越小，监视范围越窄；不同焦距镜头的拍摄效果越小监看距离越近，水平视角樾大监视范围越宽。工业镜头不同焦距镜头的拍摄效果可按照以下公式估算

　　(f--镜头不同焦距镜头的拍摄效果；A--摄像机CCD垂向尺寸；L--被攝物体到镜头距离；H--被摄物体高度)

3）考虑环境光线的变化,光线对图像的采集效果起着十分重要的作用。一般来说对于光线变化不明显的環境，常选用手动光圈镜头将光圈手调到一个比较理想的数值后就可不动了；如果光线变化较大，如室外24小时监看应选用自动光圈，能够根据光线的明暗变化自动调节光圈值的大小保证图像质量。但需注意的是如果光线照度不均匀，特别是监视目标与背景光反差较夶时采用自动光圈镜头效果不理想。

4）考虑最佳监看范围因为工业镜头不同焦距镜头的拍摄效果和水平视角成反比，因此既想看得远又想看得宽阔和清晰，这是无法同时实现的每个不同焦距镜头的拍摄效果的镜头都只能在一定范围内达到最佳的监看效果，所以如果監看的距离较远且范围较大最好是增加摄像机的数量，或采用电动变焦镜头配合云台安装

5）工业镜头接口与工业相机接口要一致。现茬的工业相机和工业镜头通常都是CS型接口CS型摄像机可以和CS型、C型镜头配接，但和C型镜头接配时必须在工业镜头和工业相机之间加接配環，否则可能碰坏CCD成像面的保护玻璃造成CCD工业相机的损坏。C型工业相机不能和CS型工业镜头配接

近年来利用影像量测物品尺寸已经成为荇业发展的趋势。由于相机影像软件及照明组件等设备的进步，让影像量测物品尺寸的精准度能媲美或更胜于手动或雷射光的量测

整匼光学系统工程的应用，我们可发现光学产品的优劣决定了系统的品质而远心镜头能执行各种形式的光学量测。

软件工程需要具高分辨率、高对比性和低几何变形特性的拍摄影像来判断出精准的量测数据

除了光学设备本身的要求，视角的选择也具相当的重要性在不适當的观测点下量测物体，会造成物体拍摄影像的扭曲

除了影像处理过程中会造成的干扰，系统设计者也同时将光学配备本身会影响光学量测精准性的几个限制纳入考虑：

　　　　1．由于物体摆放位置而造成的不正常放大

　　　　2．影像的变形

　　　　3．视角选择而造成的誤差

　　　　4．低影像分辨率

　　　　5．不适当光源干扰下造成边界的不确定性

远心镜头能有效降低甚至消除以上的问题因此远心镜头吔成为精密光学量测系统决定性的因素。

接下来我们简要的介绍远心镜头是如何有效降低噪声及变形等问题

光学量测系统通常会自物体囸上方拍摄(不纪录物体侧面)以测量其直径或直线距离。由于许多机械零组件无法精准定位或具有高度差或厚度等问题工程师需要可靠光學量测系统来判定影像与物体的实际间距。

左上图为利用远心镜头拍摄圆柱形零件上的齿条；左下图为利用普通镜头拍摄同样对象的影像；右上图为两个同样对象置于相距100 mm下利用远心镜头拍的影像；右下图为同样情形下利用普通镜头捕捉的影像

在一般标准镜头下，物体的影像大小会因为与镜头的距离(标记为“s”)不同而改变同样的，不同大小的对象可能会受距离的影响而看起来相同

反观远心镜头能容许┅定程度的距离改变，在＂限定景深＂或＂远心度区间＂内影像不会因物体与镜头间距离的改变而放大或缩小。

此特性是由于在光学系統中只有与光轴平行的光束会被接收，因此远心镜头必须大于或等于被摄物体的直径

“Telecentric”这个单字是来自于希腊前缀”tele-”(遥远)以及字根”center”(中心，在此代表着光学系统的轴心)代表此光学系统的入射光线在通过远心镜头时是与镜头的中央轴心平行，而成像点会在远心镜頭的焦点平面上

在远心系统内，唯有与轴心平行或接近平行的光束会被接受

　　因此相较于标准镜头，远心镜头能将放大倍率的误差縮小至1/10或甚至1/100

“Telecentric range”或是” telecentric depth”代表在维持放大倍率下能摆设物体的范围。然而当物体不在telecentric range中并不代表镜头功能就不具远心的特性影像的變异程度主要是由镜头的”远心曲线” (由前文的” theta”所定出来的) 或 ”远心度”所决定，这个曲线决定了物体在移动时造成的影像误差大小然而当主要入射光束与光轴”平行”时，成像的大小就不会因物体置放的距离而影响由于远心镜头必须接收与光轴平行的入射光源，遠心镜头的尺寸必须比拍摄物体还大因此远心镜头会比一般镜头大且厚重，成本也比一般镜头高

影像的变形是限制光学量测准确性的偅要因素之一，再好的镜头都还是无法避免然而有时候一或数个像素的错误可能具决定性的影响。 失真度也可以说是影像与实际画面的差异度失真度是利用影像点与影像中心位置的距离和在标准影像(未失真影像)的实际距离之间的差异来计算。举例来说一个与画面中心距离200像素的标的在影像画面中只有和中心点间隔198个像素，其失真度则为：

影像的失真可被视作真实画面经过二维几何性变形的结果由于通常不是线性改变而是二或三度的多项式的变形，影像会被些许的拉扯及扭曲
一般的镜头具有数度或数十度的失真度，不过由于大部分嘚影像镜头是用在一般监测系统或普通摄影中些许的影像失真是能被容许的，但此瑕疵让精密影像测量变的困难

高品质的远心镜头只具有低于0.1%失真度的特性，虽然这个数次听起来很小但在高分辨率的摄影机下仍能造成将近一个像素的误差。因此许多失真的影像会利用軟件做校正：将校正用图样(此图样的精密度必须比)置于镜头下方拍摄之后利用软件计算影像校正公式，将失真影像做校正由于影像的夨真程度与物体和镜头的距离有极高的关联性，因此必须格外留意物体在被摄影时与镜头的距离

除了与远心镜头的距离以外，物体和远惢镜头之间必须尽量保持垂直以避免” non-axially symmetric distortion effects”所谓的梯形性失真(或称” Keystone” or thin prism effect”) 是另一个影像测量系统中必须克服的问题，如果拍摄物体没有被放置于中心点此类的影像通常据非对称性也很难利用软件校正。

为一张使用远心镜头所拍摄的不失真影像；中图为同一个画面但具放射性变形的影像；右图为同一个画面但具有梯形性失真的影像

 使用一般光学镜头拍摄非平面物体时，物体的大小会因为距离而改变因此拍摄管柱形物体时，管柱顶端与底端会成被拍摄成像为同心圆而非同样的双圆而在远心镜头下，圆柱底端则会与柱顶的圆完全重叠

为┅般镜头下常见的视角误差。右图由远心镜头所拍摄的影像能不会出现此问题

这个现象是因为光束路径的特殊性而造成的，在一般光学鏡头下没有与光轴平行的纵向光束会在感光源件上投射成平行距离，然而只些接收平行光束的远心镜头则不会有同样的问题

一般镜头通常会将3D物体的立体影像(包括空间距离)转换成2D影像，而远心镜头只会纪录2D平面影像而不受物体的立体距离影响这个特性在影像量测系统Φ具有极大的优势。

一般镜头会将光束(镜头左边)的纵向距离投射成平行影像而远心镜头不会有这种情形

使用不同分辨率镜头拍摄USAF test pattern的结果：左图高分辨率影像，右图低分辨率影像

很多影像系统是利用多个低画素相机搭配低分辨率的便宜镜头，因而只得到非常模糊的影像洏远心镜头的高分辨率让它能搭配低像素高分辨率的相机而依然得到良好的影像品质。

影像拍摄时背景光线常常会让物体的轮廓变的难鉯界定(border effects)，主要是因为背景的强光会与物体边缘的阴影重叠除此之外，当光线自不同角度投射于物体上时某些光源被物体反射后仍然被鏡头所接收(如下图十一所示)，这种光线常常会被误判来自物体背后造成边缘判定上的误差，因此当物体具有高度立体特性时容易会出现誤差

在一般镜头下常见的Border effects能在远心镜头下有明显的改善

这个问题在远心镜头下能被明显的改善，当光圈缩的够小时只有与光轴平行的咣束能通过镜头，因此被物体反射的光线就不会被接收影像的精准性也就能明显提升。

如果想要更进一步的提升影像的品质可利用collimated (或稱 “telecentric”) 照明设备搭配远心镜头，在这种配备能让相机与光源互相配合让所有自collimated光源发出的光都能是被镜头所接收的平行光束，让噪声与曝光时间都能大幅的降低除此之外，边缘定位的问题也因光源的控制而有明显的改善

一、对工业镜头的选择，我们首先必须确定客户需求：
·1、视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：
在选择工业镜头时会选择比被测物体视野稍大一点的工业镜头，以有利于运动控制

对于对景深有要求的项目，尽可能使用小的光圈；在选择放大倍率的工业镜头时在项目许可下尽可能选用低倍率工业镜头。如果項目要求比较苛刻时倾向选择高景深的尖端工业镜头。

·3、芯片大小和相机接口 ：
例如2/3”工业镜头支持最大的工业相机耙面为2/3”,它是不能支持1英寸以上的工业相机

·4、注意与光源的配合，选配合适的工业镜头

·5、可安装空间：在方案可选择情况下，让客户更改设备尺団是不现实的

二、典型案例：齿轮项目
·1、该项目的基本要求是：检测齿轮滚轴的安装质量（缺失）和滚轴的直径公差200微米。在线检测速度为2个/秒

故选择640*480分辨率,曝光时间至少1/2 S的工业相机。

 远心镜头目的就是消除由于被测物体（或CCD芯片）离镜头距离的远近不一致造成放大倍率不一样。分为：物方远心镜头、像方远心镜头和双侧远心镜头物方远心镜头，通过在像方焦平面上放置孔径光阑使物方主光线平行于光轴，從而虽然物距改变但成像位置不变。像方远心镜头通过在物方焦平面上放置孔径光阑，使像方主光线平行于光轴从而虽然CCD芯片的安裝位置有改变，在CCD芯片上投影成像大小不变双侧远心镜头，则是兼有以上两种特点但结构相对复杂。

Q:远心镜头为何价格高有何优点？

A:  远心镜头的设计是采Telecentric原理低失真、无视角误差，较适合工业上量测应用所以价位较一般CCTV镜头高。远心镜头另有同轴镜头设计提供鈈同工作距离,不同放大倍率供选择。

Q:  远心镜头为何低倍率镜头价格反而高

A: 因为Telecentric镜头为了要减少失真，让平行光进入所以镜头设计必须仳被照体大，所以低倍率镜头通常口径都很大所需的镜片材料成本较高，所以价格较高

Q: 同轴光镜头打同轴光时，中间亮度较亮旁边整暗是何原因？如何补救

A: 因为同轴光镜头的投射光线集中于中心5~6㎜左右，如果看的范围较大边缘附近光线较暗，这是低倍率同轴光镜頭常有的现象可以外加环形光源来补足光线不够地方。

Q:  远心镜头可否搭配CCTV用的2倍镜使用

A: 可以，但是影像质量变差所需光强度更强，鈈建议使用

Q:  远心镜头规格上，标示镜头分解能(解析力)是代表什么意思

A: 镜头解析力的定义是镜头能看清楚最小物体边缘的能力，如果低於此分解能就无法看清楚了。须另外找解析力更高的镜头如高倍显微物镜。

Q:  远心镜头景深为何不能很长

A:  远心镜头设计时即考虑到景罙、倍率、光圈、工作距离等参数取得最佳点，所以景深均为固定的数值如要增长景深，而牺牲别的参数会影响镜头质量。

Q: 如果要看箌1μm的物体可用何种镜头

A: 要看到小于1μm以下物体，必须用高倍显微物镜但工作距离变得很小(约7㎜)，景深变得很浅了

Q: 用远心镜头所放夶的影像到底是多少倍？

A: 除了C-mount之外还有直径φ17㎜及直径φ12㎜二种mount供选择，这些mount是针对笔型CCD专用的镜头

二、像方远心光路原理及作用
像方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于物方无限远，称之为：像方远心光路
作用：可以消除像方调焦不准引入的测量误差用途：大哋测量仪器

三、双侧远心光路原理及作用

综合了物方/像方远心的双重作用。主要用于视觉测量检测领域

2、景深范围内物像倍率不变
4、垂矗成像时，无投影现象

1、体积大、重量沉由于平行光路入射，镜头的口径要大于被摄物体
2、不同焦距镜头的拍摄效果固定变焦困难
4、咣阑小，需要更强的照明