【光学知识】像方远心、物方远心、双远心镜头的区别
工业镜头是机器视觉系统中十分重要的成像元件，系统若想完全发挥其作用，工业镜头必须能够满足要求才行。随着机器视觉系统在精密测量领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足要求，而远心镜头应运而生。
远心镜头主要为矫正传统工业镜头视差而设计，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不变，从而弥补普通工业镜头“近大远小”的视觉效果，满足精密测量的要求。远心镜头按设计原理可分为：像方远心光路、物方远心光路和双侧远心光路。
光路原理
1）像方远心光路
像方远心光路的光路图如下图 。它是将孔径光阑放置在物方焦平面上，像方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于像方无穷远。这种镜头的特点是放大倍率与像距无关，可以消除像方调焦不准引入的测量误差。
2）物方远心光路
物方远心光路的光路图如下图。它是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于物方无限远。这种镜头的特点是在合理的活动范围内，物体的放大倍率与物距无关。即使物距发生改变，像高也并不会发生改变，即测得的物体尺寸不会变化。根据这个原理设计出来的镜头为物方远心镜头，简称远心镜头。
3）双侧远心光路
双侧远心光路就是我们常说的双远心光路，光路图如下图。它综合了像方远心和物方远心的双重优点，在景深范围内，物体离得远近或者相机离得远近，都不会影响到成像系统的放大倍数，即像不随物距和相距的变化而变化。根据双侧远心光路设计出来的镜头为双远心镜头。
镜头原型
正所谓“弱水三千，只取一瓢饮”。在远心镜头选型过程中，需要我们根据实际情况，从百万只镜头中，挑选出适合我们的那一个。在了解了远心镜头的光路原理之后，让我们来看看镜头参数的含义吧！
（1）物方远心镜头
前面提到，物方远心镜头简称为远心镜头。远心镜头常用参数包括倍率、工作距离、物方分辨率、景深、数值孔径NA等。在众多参数中，可能会让大家困惑的参数，应该是数值孔径NA了吧。
远心镜头中提到的数值孔径NA指像方数值孔径，数值孔径NA值越大，镜头分辨率和亮度越佳。数值孔径NA与物方分辨率的对应关系为：
一般远心镜头参数中，也会给出镜头可匹配的像元大小。如果参数中并没有给出镜头的良配怎么办呢？不慌，不慌，一个公式解决烦恼：
（2）双远心镜头
双远心镜头常用参数相对于远心镜头来说更容易理解。它包括倍率、物方分辨率、工作距离、景深、远心度等。在这些参数中，各参数的对应关系与远心镜头的对应关系相一致。需要特别解释的一下，应该只有远心度了。它是评价远心镜头和双远心镜头好坏的重要参数之一。
远心度是指主光线偏离光轴的角度。角度越小，远心度越好，镜头的倍率误差越小。在测量过程中的表现为：在景深范围内，保证不同工作距下，物体的放大率是一样的。它是弥补普通工业镜头“近大远小”这一弊端的重要因素。
双远心镜头优势
远心镜头和双远心镜头常用于精密测量领域。在解释完他们的光路原理和参数意义后，大家有没有困惑，远心镜头和双远心镜头在景深范围内，工作距离都不会影响成像倍率，且畸变值都很小。那在选型过程中，如何取舍呢？双远心镜头当然是靠实力取胜啦。
双远心镜头相对于远心镜头景深更大。当其他参数相同的情况下，双远心镜头的工作范围比远心镜头的工作范围要大，可观测的范围更广。当我们需要观测的物体高度差比较大时，可以优先考虑双远心镜头。
双远心镜头相对于远心镜头远心度也更高。在精密测量的选型过程中，如果对观测物体精度要求很高时，双远心镜头会是一个更好的选择。
【来源：光虎光学内部培训资料】
双远心工业镜头的优势及应用
远心镜头是一种高端的工业镜头，具有出众的像质，特别适合用于精密视觉检测的应用。远心镜头可分为三类：像方远心镜头、物方远心镜头以及双远心镜头，其中双远心镜头是物方和像方双远心设计，光透射率高，具有远心度小、低畸变、分辨率高、在景深范围内，没有放大倍率的变化等优质的光学性能，可以解决普通工业镜头在精密测量系统中存在的很多问题。
1.普通工业镜头在成像过程中,当工作距离发生变化时,其所成图像大小会相应地发生变化,造成的结果便是同一个焦距的镜头,对应不同的物距,将会有不一样的放大倍率,这一现象跟人类视觉系统的近大远小视觉差相似。这一特性在精密测量项目中,会成为极大的阻碍。
2.普通工业镜头都存在一定范围的景深,当被测物体不在镜头的景深范围内时,图像就会变得模糊,没有办法清晰聚焦。
3.伴随着如今成像芯片分辨率的不断地提高,用户对测量精度的要求也越来越苛刻,普通的镜头受制于其光学成像的原理,最好的也只能做到10um左右,视觉检测领域需要精度更高的成像产品。
双远心镜头可以有效解决以上问题。普密斯作为机器视觉及工业自动化核心产品供应商，可量身为您定制远心工业镜头、工业相机、视觉光源、图像处理系统等软硬件，并为您提供一站式技术顾问服务，使您更简单、更快速地建立自己的机密视觉检测系统。
相关问答
500万像素2/3英寸的 远心镜头 有哪些?1.MGTL069VM镜头:调焦类型为其他,分辨率5M,sensor尺寸为2/3英寸,光圈范围为F6.6,畸变率为-0.04%,镜头接口为C口。2.FLXF-MT镜头:标准工作距离为65mm-110...
工业远心镜头 有哪些作用[回答]远心镜头主要用在精密光学测量系统中,在精密光学测量系统中,由于普通光学镜头会存在一定的制约因素,如影像的变形、视角选择而造成的误差、不适当光...
工业远心镜头 有哪些优势[回答]远心镜头对比度提高,使得黑白图像之间产生更清晰的界限。远心镜头,即使是配合小像素图像传感器,也能生成高分辨率图像。远心测量镜头能提供优越的...
工业远心镜头 景深为何不能很长?慕藤光工业远心镜头设计时即考虑到景深、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。慕藤...
工业 相机后焦距怎样调节? - 白小白小白小洁 的回答 - 懂得工业相机的后焦距进行的调节步骤如下:1、将镜头正确安装到工业相机上;2、将镜头光圈尽可能开到最大(目的是缩小景深范围,以准确找到成像焦点);3、通...
网络那些卖 工业镜头 的，到底是做什么的镜头?哪来的?谢谢邀请,这些镜头主要是各种仪器设备上取下来的,比如监控摄像,工业探伤的仪器仪表,使用一段时间更新淘汰下来了。因为大多数是采用摄影机的C口标准,所以一...谢...
佳能 工业镜头 是什么?佳能工业镜头是由佳能公司生产的专业摄像镜头,广泛用于工业视觉、机器视觉和相机系统中。这些镜头采用先进的光学技术,具有高清晰度、高对比度和色彩还原度,能...
选择 工业 相机 镜头 时，需要注意什么?镜头是机器视觉系统中的重要组件,对成像质量有着关键性作用,它对成像质量的几个最重要指标都有影响,包括:分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多...
国产 工业镜头 有哪些?[回答]工业镜头也分好多种,变倍镜头,远心镜头,变焦镜头等等,具体看您要求什么样的镜头?物距是多少?CCD芯片多大?视场多大?这样便于选择。国产工业镜头品...
