关于远心镜头的原理，你了解多少？
      远心镜头通常被分为三类：分别为物方远心镜头、像方远心镜头以及双侧远心镜头，在实际的不同应用场景及需求中会面临对不同远心镜头的选择。

下面，先对两个参数进行解析：

孔径光阑与主光线

孔径光阑：在光学系统中，用一些中心开口的薄金属片对成像光束的宽度和位置进行合理的限制，这些中心开口的薄金属片便称为孔径光阑。
      主光线：物点发出的通过孔径光阑中心的光线。

图1

如图1中的多处标记所代表的含义：L为透镜，A,B,C分别为孔径光阑的不同位置，红、黄、蓝代表为成像的光束，粗线为主光线。观察图1可发现，当孔径光阑处在位置A时，由物点Q发出的各个方向的光，只有蓝色光束参与成像;当孔径光阑放置在位置B时，只有黄色光束参与成像;当孔径光阑在位置C时，只有红色光束参与成像。虽然物点Q经透镜成像后，像点在Q’处，但因为孔径光阑的位置不同，导致了参与成像的光束是不一样的。了解了这两个参数之后，我们就能更好地理解远心光路。

远心光路

对比普通光路来看远心光路：假设测量物体长度，普通光路情况下，镜头本身充当孔径光阑的情况（图2(a)），当物体位于AB时，其像在成像平面上是A’B’，当物体移至A1B1时，其像是A1’B1’，由于其主光线通过透镜中心，所以在成像平面上的投影点A1’’B1’’< A’B’，这就是所谓的近大远小现象，造成了测量的不准确。   为了解决这个问题，我们把孔径光阑放置在透镜像方的焦平面上，如图2(b)，此时由于孔径光阑选择成像光束的作用，只有物体发出的主光线平行于光轴的很细的一束光参与成像，所以，无论物体位于位置AB还是A1B1，他们的主光线是重合的，其在成像平面上的投影中心点是相同的，因此，虽然物体位于A1B1时，其像仍然是A1’ B1’，但在成像平面上的弥散斑的中心间距A1’’ B1’’=A’B’，这样就解决了上述因近大远小，导致测量不准的问题。这个光路的特点是入瞳位于无穷远，物方参与成像光束的主光线平行于光轴，故称此光路为“物方远心光路”，而用“物方远心光路”设计的镜头称“物方远心镜头”。

图2(a)

图2(b).

对物方远心光路的原理有一个大概的了解后，也能理解选择物方远心镜头的原因了。最根本的目的既是为了消除由于物体位置变化进而导致的对像大小变化的潜在后果。比如：1、实际工业应用中由于环境导致调焦不准； 2、需要测量有厚度的物体；3、要检测的物体不在同一平面内物方远心的缺点是放大倍率与成像平面的位置有关。要解决这个问题，就设计了“像方远心”。将孔径光阑放在物方的焦平面上，仅允许像方主光线平行于光轴的光束成像，此时的光路称为“像方远心光路”，镜头则是“像方远心镜头”。“像方远心光路”解决了由于相机位置的不确定带来的放大倍率不同的问题。而物方远心和像方远心结合在一起的，就是“双侧远心”。
 

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