lp镜头？单反镜头的基本知识

vnshog9462 2024-04-26

一、单反镜头的基本知识

最简单的摄影不需要镜头，针孔就可以，它的光圈一般是f/128或更小。

单镜片镜头在早期的相机使用，成像可以比针孔锐利，光圈也更大，基本可以手持拍摄。工作光圈大概在f/12左右。由于当时使用大底片，效果可以接受。

从双镜片再到三镜片，镜头的光圈更大，成像也相当锐利，Cooke Triplet是目前已知的最好设计。如果是四片镜片，成像已经相当好，比如Zeiss Tessar（天塞），四片三组结构，其中两片粘在一起形成一组。四片结构的天塞镜头唯一的问题是光圈不能做得太大，不然像质会下降。对于35毫米相机，天塞结构的顶限是f/2.8，即使使用当前最好的光学玻璃。要光圈更大，就要更多镜片。

速度（即最大光圈）不是唯一的问题。视角越大，需要的镜片越多。一支低速小视角镜头，例如Leitz 560mm f/6.8 Telyt，只用了两片镜片。50mm f/1.4一般需要6或7片，21mm f/4.5 Zeiss Biogon使用了8片。更多的镜片使镜头更大更重也更贵。

到此为止，我们只是考虑了制造一个锐利、快速或广角的镜头需要的镜片数目，但还有另一个问题要担心，就是镜头的实际尺寸。上面560mm Telyt镜头中的两片镜片当聚焦在无限远时，必须距离胶片560mm，因此镜头有60厘米长！相反的，21mm Biogon全长为45毫米，当聚焦无限远时，镜头的光心必须距离胶片21毫米，这21毫米基本被镜片占据，使最后一片镜片离胶片只有5毫米。这就是为什么Biogon不能用于单反相机，因为没有给反光镜的空间！

远摄和倒置远摄结构

（Telephoto and Reverse-Telephoto)

解决上述两个问题的办法惊人的相似。为了缩短长焦镜头的长度，一组新的镜片－－称为“远摄组”－－被放在主镜组的后面。这就是一个远摄镜头（telephoto）和一个长焦镜头（long-focus）的区别。

另一方面，为了使广角镜头后面有足够空间，一组新镜片加在了主镜组的前面，被称为“倒置远摄”组，因为产生的效果和远摄镜头刚好相反。

新加入的镜片组只是改变后组与胶片的距离，并不能提高镜头的锐度，甚至会产生负作用。一支普通长焦镜头可以比远摄镜头更锐利，一支普通广角镜头也可能比“倒置远摄”结构的镜头更锐利。因此有些长焦和广角镜头仍在生产，而广角镜头用在单反机身上时必须锁起反光镜，对焦要靠另外的取景器。有些成像质量相当好，比如Zeiss和Nikon的21mm，以及Canon的19mm。不过远摄镜头和“倒置远摄”镜头的方便性是毋庸置疑的。

变焦镜头

上面讨论的都是定焦镜头。如果镜头使用的透镜数目够多，透镜的相对位置又可以移动，就可以产生不同的焦距，也就是变焦镜头。到了这一步，透镜总数通常都是 10多片，但并不是所有透镜都为了提高镜头的锐度。细心的设计，使用高级光学玻璃，可以使变焦镜头的成像相当好，但他们仍比不上最好的定焦镜头。

为达到一定水平的锐度，变焦范围越大，需要的透镜越多。对变焦范围的衡量，通常使用变焦比。一般焦距越长，变焦比可以越大；而广角端焦距越短，就越难提供大变焦比。

大光圈需要更多，广角需要更多透镜，变焦需要更多透镜，应此变焦镜头通常光圈较小并不奇怪。大部分变焦镜头在f/4左右，可能有些较大到f/3.5左右，有些较小只有f/4.5左右，不过f/4是一个较好的平均值。大光圈变焦头不成比例的巨大、沉重，且更昂贵：从f/4到f/2.8只有一档，但你可能要多花三倍的钱。问题不在广角端，而在于长焦端。一支200mm f/2.8已经很大很贵，而一支70-210mm f/2.8将更大更贵。

另一条路是选择变光圈变焦镜头。这种镜头的结构比恒定光圈变焦镜头简单，但长焦端的光圈会比较小，而且中间焦段的实际光圈不容易确定，不过使用通镜测光的话问题不大。

镜头的计算机辅助设计制作

计算机辅助设计使现代的镜头更优秀，即使便宜的变焦头效果也可以接受。使用计算机，设计、测试和修改可以在几小时或几天内完成，而以前需要几星期甚至几个月。

然而，CAD并不总是为了制造可能的最锐利的镜头。比如较便宜的镜头，通常在锐度和成本之间进行折中。聪明的程序仅使用廉价的光学玻璃、小曲率的曲面和球面透镜就可以设计出不错的镜头。但为了得到最佳成像，必须使用特殊玻璃、大曲率和非球面等更昂贵的技术。

3.1、特殊玻璃

由最昂贵的光学玻璃制成的透镜，象纯金一样，是按照重量计价的。设计师寻找的通常是高折射率低色散玻璃。色散使不同颜色（频率）的光线聚于不同的焦平面，这显然影响了锐度。将所有颜色的光线聚在同一焦平面，就是镜头光学设计设计中的“色差校正”。能做到这样的镜头被称为“achromats”或“achromatics”，意为“无色”。

实际上，“无色”镜头只是把红光和蓝光聚于同一平面，还有很大的校正空间。而“apochromat”（“away from colour”）可以把红、绿、蓝光聚于同一焦点，是成像锐度显著提高，这也是为什么很多镜头广告在宣传“Apo”。由于对于摄影镜头的消色差还没有严格的定义，因此很难不怀疑有些镜头的消色差比其他更好。类似的，尼康的“ED”（极低色散）显然是指ED镜头中使用的特殊玻璃。但玻璃怎样才变得特殊呢？

很少镜头使用玻璃以外的材料。实际上，萤石由于独特的光学性质被使用。然而，萤石镜片非常贵，也非常脆弱，一些极短的冲击就能令它破碎，并且如果不与空气隔绝的话，它会逐渐分解。如今，萤石已被特殊玻璃取代（除了在不计费用的军用镜头中）。

树脂不适于制造高级镜头，通常用于廉价镜头。但是Tamron曾推出的将树脂覆盖在玻璃上的“混和非球面”镜头却很特别。

3.2、大曲率

镜片的曲率越大，制造成本越高。大曲率的优势在于，与高折射率低色散玻璃配合时，可以代替两或三片普通透镜。对于一些超广角镜头和变焦头，曲率非常大的曲面是最好的设计。

3.3、非球面

绝大多数镜头使用的只是“普通”球面的透镜。虽然研磨非球面也是可能的，如抛物面或双曲面，但更昂贵。非球面的使用也可以减少透镜的总数：一个非球面透镜可以达到两个球面透镜的效果，或多个非球面镜可以达到球面镜不能达到的效果。

任何时候，非球面镜头都是屈指可数的，他们通常是同样的球面镜头价格的两到三倍。通常只有大光圈镜头使用非球面镜，并且通常只有一个镜片使用非球面。

随着镜头设计和玻璃制造的提高，非球面变的越来越不必要。然而，Tamron的“混和非球面”镜头提供了很好的校正，又避免了树脂的缺点，也许是非球面在为了存在的唯一方式。

3.4、反差和透镜数量

你现在可能认为，使用足够的透镜，正确的种类和正确的形状，就可以制造几乎任何镜头。大体上来说，就是这样。但一个不能逃避的事实是，更多的透镜，意味着更低的反差。虽然多层镀膜可以大幅度减小镜片表面的反光，但还无法完全消除，这些反射的杂光降低了反差。

早期无镀膜镜头在每个镜片表面可以反射百分之五到十的光线，这就是为什么要尽量减少镜片空气接触面的数量。比如，Zeiss 50mm f/1.5 Sonnar只有六个镜片空气接触面，而Leitz 50mm f/1.5 Summarit有十个。Summarit分辨率更高；但Sonnar的反差更大，以至看起来更锐利。

如今镜片表面的反光率只有大概百分之1.5到0.01。廉价镜头的镀膜效果也较差，而昂贵镜头虽然有较多镜片，但镀膜质量也更高，使得反差更高。

镀膜使用了光的“干涉”原理，镀膜的厚度必须是光波长的四分之一。显然，一层镀膜只能减弱一种波长（颜色）光线的反射。多层镀膜可以减弱多种波长光线的反射。不管其他厂商怎么说，Leitz看起来应该是最早使用多层镀膜的厂家，在五十年代晚期。

镀膜和多层镀膜似乎使遮光罩失去了以往的重要性，但有些情况下好的遮光罩仍然可以产生惊人的效果。理想的遮光罩应该适于底片的长宽比，并且可调长度。这在大中幅设备中很普遍，但在35毫米系统中几乎没有。有些人把中幅机的遮光罩用在35毫米镜头上。

3.5、制造工艺

无论你的镜头设计的多么好，理论上能到达多么高的水平，如果制造不当，一起都前功尽弃。精确的镜头到胶片距离是最明显，也是最容易做到的。还有，镜头的组装必须达到不可想象的精确；所有镜片的轴心都必须完全吻合；每一个镜片都必须精确的固定在镜桶上。固定必须非常牢固，不然镜头掉落或受到碰撞时就会改变结构。一支昂贵的镜头将得到非常精密的组装，以及在每一步的测试和试验。一支廉价镜头可能轴线没有完全对齐；或者虽然对齐了，但在日常使用中的碰撞就可能倒置镜片位移。

对焦机构必须精确和顺畅，并且耐用。光圈和叶片，以及相连接的机构也必须顺滑。所有螺丝和压环必须拧紧，并且保持不变。廉价镜头比昂贵的镜头更容易松动，虽然很大程度取决于你怎样保养镜头。比如说，骑摩托长途旅行，肯定对镜头不利。

3.6、材料

与使用方式比起来，镜头卡口使用的材质并不太重要。即使塑料也没什么不可以，因为那毕竟不是轴承表面，并且如果它的强度足够应付日常的积压和拉伸。轻金属合金可以替代黄铜，如果它们做得当的表面处理（通常是电镀），但钢（除了不锈钢）应该谨慎使用，如果有腐蚀的可能。对于接触面，特别是卡口，较硬的材质如不锈钢或厚镀层的黄铜，显然要比裸露的黄铜或轻金属合金更合适。

一个常识是，耐用意味着重量，虽然有很多中方法可以不使用黄铜制造耐用的镜头。一个真正优质的镜头如果正常使用，可以用上几十年，即使是专业人士的粗暴使用。一个廉价镜头，虽然刚开始还不错，但无法保持那么久。

3.7、分辨率

分辨率，即一个镜头可以表现的细节的多少，显然非常重要，并且基于平均的视力和图片尺寸，很容易设定锐度的标准。正常视力的人可以分辨约一分的弧度，或大约相当于在3米的距离看到白背景上的黑头发。使用传统摄影术语来讲，约等于在25厘米的距离观看照片上的8线对/毫米。因此，从扩印照片时的放大率就可以大致计算出底片上需要多大的分辨率，也就是用放大率乘以8 lp/mm（线对/毫米）。比如4x6英寸照片是4倍放大率，所以在底片上需要4x8=32 lp/mm的分辨率；6倍放大率（即8x10英寸或20x25厘米照片）就需要48 lp/mm。

在实际中，我们需要底片上的分辨率比上面的计算结果要稍微高一点，因为放大过程中要损失一些锐度；并且放大率越大，需要的“多余”的分辨率就越多。因此，如果理论计算需要32 lp/mm，那么实际上有35-40 lp/mm就应该可以；但如果理论上需要底片上有64 lp/mm，实际上可能需要80 lp/mm。很大程度取决于放大镜头，以及放大时对焦的精确；而对于扫描底片，扫描仪类似于一个完美的放大机，因此在过程中损失的分辨率较少。胶片本身也很重要，慢速、细颗粒的胶片比高速、粗颗粒胶片的分辨能力更强。

然而，分辨率在理论上还受到绝对的制约。撇开深奥的理论不说，一个明显的定律就是，衍射对分辨率的限制，以lp/mm为单位，在百分之五十的反差，分辨率的顶限是1000/n，这里n是光圈值。因此，在f/2衍射限制的分辨率是500 lp/mm；在f/4为250 lp/mm；而f/8就限制在125 lp/mm。实际上，100 lp/mm或稍微高一点，是普通用途胶片可以记录的最高分辨率，即使是用来获得最高的锐度。1000/n定律也解释了为什么35毫米相机的镜头很少用小于 f/16的光圈，因为在f/16分辨率已经限制在62.5 lp/mm。在f/22时，降低到45 lp/mm;而f/32时只有31 lp/mm。

另一方面，我们可能太注重这些数据了。其实45 lp/mm已经给予6x9英寸照片可以接受的效果，虽然再小的分辨率就可以看出差别。并且1000/n从理论上来讲可能被认为太苛刻，即使1500/n在某些情况下被认为是刚刚合适的标准。

为了制作一张16x20英寸（40x50厘米）的照片，一张35毫米底片需要放大约16倍，但128 lp/mm在底片上却是不可能的。然而，通常我们不会在25厘米的距离观看这么大的一张照片，很可能是在至少两倍的距离上观看。这使得分辨率的标准随着观看距离而改变，因此两倍的观看距离将使需要的分辨率减少一半，即64 lp/mm。这里很容易看出，为什么35毫米相机可以如此流行，因为它在各种情景下都刚好适应了这个“真实世界”的需求。

仍然使用上面16x20英寸的例子，如果底片是6x7厘米，只需放大约7倍。即使我们仍坚持照片上8 lp/mm的标准，底片上也只需要56 lp/mm而已；而且如果我们可以接受照片上的4 lp/mm，那么底片上只需要28 lp/mm的分辨率。如果我们使用4x5英寸的底片，放大率只有4倍，那么底片上只需32 lp/mm（严格标准）或16 lp/mm。这不只演示的大幅底片的显著优势，也同时解释了为什么大幅机的镜头可以收缩到比35毫米镜头更小的光圈。如果4x5底片上需要16 lp/mm的分辨率，那么用f/64才使衍射的限制刚刚达到。这也解释了另外一件事，就是一些镜头是怎样同时适用于35毫米和中幅相机的：当装在35毫米相机上时，使用的只是镜头像场的中央部分，也就是分辨率最高的部分；而当装在中幅相机上时，像场边缘的分辨率虽不高，但已经够用。

有了这些数据，你可以对分辨率图表加深理解，但分辨率不应被单独考虑。

3.8、反差

想象两支镜头同样拍摄64 lp/mm的标板，但反差不同。反差高的镜头成像是白和黑，而反差低的镜头成像是淡灰色和深灰色。高反差镜头的成像看起来更锐利。

这没有什么吃惊。令人吃惊的是，虽然高反差镜头的成像看起来更锐利，但低反差镜头可以到达更高的分辨率，比如80 lp/mm。前文提到过，在30年代，Leica镜头偏重于分辨率，而Contax镜头倾向于高反差，这就导致的双方支持者的论战。双方都说自己的镜头更“锐利”，当然，他们说得都对，或者说，都错。

这主要取决于镀膜，但也与新型玻璃或者新的光学设计有关。现代的镜头比早期镜头有更高的分辨率和更大的反差。但即使如此，分辨率和反差仍然需要折衷。镜头的镜片越多，反差越低，仍然是不变的定律，原因已经说明。

3.9、眩光和鬼影

“眩光”可以指两样东西。有些镜头是由于内部反光问题，被称为“flary”（意为闪耀着亮光，就是我们通常说的镜片反光白花花的）。但是，通常眩光是指内部反射依然可见，而不是指导致劣质的成像。典型的，眩光将导致高光向外溢出，因此亮部周围通常会围绕着一种光辉。也有时镜头会产生一个主像和一个附属的“鬼影”，比如日光灯管或路灯。现代的镀膜技术使其不再是一个大问题，但偶尔还是会发生，尤其是廉价的变焦镜头和超大光圈镜头。去除滤镜能减轻类似问题。

一种常见的内部反射是当光线直射入镜头时，产生光圈形状的影像。有些人喜欢这种效果，但有些人讨厌。对于内部反射，一个设计合理的较深的遮光罩将能有效减轻眩光和鬼影。

3.10、场曲

很少有镜头能把一个纯平的景物投射到一个纯平面上。相反的，它们会形成一个弯曲的或碟状的成像：中央距离镜头最远，边缘较近。有些早期相机为了配合这一点，将胶片平面做成曲面。不过，通常上，设计者尽量使镜头的像场更平，使其可以在平整的底片上的成像可以接收。

场曲是导致镜头成像从中央向四周逐渐变差的原因之一，这在超大光圈镜头和变蕉镜头上更严重。对于单反相机，通常以画面中央对焦，因此边缘可能会变软，但如果边缘没有什么主体的话，这就不成问题。

3.11、底片的平整

前提到过镜头成像在“平整”的底片上。有些相机的底片比其他的要平整很多；然而，不平整很可能会帮助提高锐度。如果把机身装上废片，使用B或T门从前方看，可以发现底片有一点点弯曲。如果碰巧的话，这刚好符合了像场的碗或碟状弯曲。这可能就是为什么战前的 Leica比它能够达到的还要锐利：底片不是绝对平整，并且Elmar镜头的像场弯曲，两者似乎可以经常完美结合。但有些机器的底片会比其他平整一些，这也就是旧Leica的个体差异大的原因。

3.12、畸变

主要有两种，即桶形畸变和枕形畸变。传统上，广角镜头会产生桶形畸变，鱼眼镜头是利用桶形畸变的例子；远摄镜头通常产生枕形畸变；廉价（或早期）变焦镜头可能两种都有，在广角段产生桶形畸变，在长焦端是枕形畸变。

如果你拍摄边缘有直线的景物，畸变就很容易被察觉。但通常你很难在取景器里发现，因为有时取景器本身的光学系统也是有畸变的，不过畸变确实产生在底片上。当然，严重的畸变可以从取景器中观察到。

使用24毫米或更广的超广角镜头，在边缘的圆圈将变成椭圆。使用网球可以很明显的验证，正如许多摄影书籍中的例子；但是当一个人的头产生这样的畸变时，可能会很恐怖。

对于这种畸变你无计可施，因为这是光学角度过大造成的。弯曲的焦平面可以解决这一问题，很难做到。绝大多数设计者都选择放弃寻找正确的像场弯曲度，而愿意保存这种危害不大的广角畸变。

3.13、照度

一支完美的镜头，像场各处的照度都是相同的。一个长焦镜头（非远摄结构）像场中照度的不均匀可能很难察觉；但对于广角镜头和一些变焦镜头的某些焦段，可能很明显。

成像边缘失光（暗角）可以由两种原因造成。一种是机械遮角，即由镜头的结构造成的：光线进入镜头的角度越斜，被透镜边缘、镜头卡口或内部遮挡的就越多。大的前组和后组镜片可以减轻这种遮角，这也是为什么一些变焦镜头的暗角很严重：为了体积和便携，成像照度被用来进行折衷。

另一种叫做cos4暗角，这个名称是因为一束光照射在一个平面上的亮度与入射角的余弦（cos）的4次方成正比。对于传统超广角镜头（非反远摄结构），成像边缘的光线相当斜，照度也随之减弱。解决cos4暗角的唯一方法是使用一种渐变滤镜，中央深色，边缘浅色。具我们所知，只有一只35毫米镜头使用过这种系统，就是Zeiss Hologon 15mm镜头，一支极少见的收藏品。

3.14、'X'因素（未知因素）

即使你考虑了以上所有因素，以及一些含糊不清的技术，镜头制造中仍有一小点魔力。对此曾有过多种多样的表达。我们的祖父曾谈起过一些镜头的“Plastic rendition”，意思说照片有三维空间感（当时“plastic”的意思）。现今，我们可能会说某一镜头有很好的“层次”（gradation）感，虽然，当被追问时，我们也很难解释那到底表示什么。但是，无可质疑的，确实有些镜头有着特殊的魔力，其中我们拥有的就包括了一支21mm f/4'mirror-up'（使用时需锁上反光镜） Nikon；另一支21mm f/4.5 Zeiss Biogon；一支58mm f/1.4，为Nikon F生产的第一款f/1.4；三支中的两支35-85mm f/2.8 Vivitar Series One varifocals变焦镜头；以及一支（大画幅）150mm f/6.3 Tessar。这种“魔力”甚至在同一款的不同个体上都不一定存在，但当你发现时，你会意识到。

二、MTF镜头怎么看急

红实线：f/1.4，弧矢曲线上10lp/mm黑白线对的还原（水平分辨率），红虚线：f/1.4，子午曲线上10lp/mm黑白线对的还原（垂直分辨率），蓝实线：f/1.4，弧矢曲线上30lp/mm黑白线对的还原，蓝虚线：f/1.4，子午曲线上30lp/mm黑白线对的还原。

横坐标：从中心到边缘成像。镜头是24mm，横坐标就是0-24，在APS-C机上，镜头有1.5倍折算率，即24/1.5=16，只要管16以前的曲线就可以了。

纵坐标：代表测试板上，黑白线对反差还原情况。1代表100%还原。10lp/mm（红线）：纵坐标越高，表示镜头反差越好。30lp/mm（蓝线）：纵坐标越高，表示镜头分辨率越好。实线与虚线：实线与虚线越接近越好，分开得比较远代表有像散。

所有线条，纵坐标都是越高越好，越接近一条直线越好。理想的情况，所有线条在1处重合呈一条水平直线（但没这样的镜头）。

此镜头：红线条：镜头中心反差不错，边缘有像散。蓝线条：中心分辨率尚可，边缘分辨率下降比较严重。对广角头来说，还是相当不错了。此MTF图只给出最大光圈的情况，没有给出缩两档光圈后的情况。

扩展资料

MTF曲线代表的意义：

1、任何线条都是越高越好，下降的趋势越慢越好。

2、粗线的位置越高，说明该镜头的反差和对比越高。

3、细线的位置越高，说明该镜头的锐利度越高。

4、黑线的位置越高，证明该镜头在全开光圈时表现越好。

5、蓝线的位置越高，证明该镜头在光圈收缩到8的时候表现越好。

6、蓝线如果和黑线很接近，说明这支镜头表现很出色，只有比较少的镜头有这种表现。

7、如果蓝线的位置都比较低，说明这支镜头相当差劲。

8、0.6以下一般画面就很糟糕，0.6-0.8画面还可以，0.8-0.9可以算良，0.9以上算非常优秀了，只有优秀镜头在适合的状态下才可能达到，但是具体的情况还是要看自己判断。

9、实线和虚线越接近，表示这支镜头的焦外成像越柔和自然，反之，差得越远，焦外成像就越差，差太多就会斑斑驳驳一块一块的很难看。

三、什么是远心镜头

发展历程

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功能，工业镜头必须要能够满足要求

远心镜头

才行。21世纪初，随着机器视觉系统在精密检测领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足检测要求，为弥补普通镜头应用之不足，适应精密检测需求，远心镜头应运而生。

远心镜头依据其独特的光学特性：高分辨率、超宽景深、超低畸变以及独有的平行光设计等，给机器视觉精密检测带来质的飞跃。世界知名的镜头厂商有美国Navitar、德国施乃德、意大利Opto Engineering、日本Kowa、中国艾菲特（Aftvision）等都已经有了自己品牌的远心镜头产品线。[1]

定义

远心镜头（Telecentric），主要是为纠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会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐，

原理优势

远心镜头设计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。根据远心镜头分类设计原理分别为：

1）物方远心光路设计原理及作用：

物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于像方无限远，称之为：物方远心光路。其作用为：可以消除物方由于调焦不准确带来的，读数误差。

2）像方远心光路设计原理及作用：

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。其作用为：可以消除像方调焦不准引入的测量误差。

3）两侧远心光路设计原理及作用：

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。

参数选择

技术参数

1）高影像分辨率

图像分辨率一般以量化图像传感器既有空间频率对比度的CTF（对比传递函数）衡量，单位为lp/mm（每毫米线耦数）。大部分机器视觉集成器往往只是集合了大量廉价的低像素、低分辨率镜头，最后只能生成模糊的影像。而采用AFT远心镜头，即使是配合小像素图像传感器（如5.5百万像素, 2/3"），也能生成高分辨率图像。

2）近乎零失真度

畸变系数即实物大小与图像传感器成像大小的差异百分比。普通机器镜头通常有高于1~2%的畸变，可能严重影响测量时的精确水平。相比之下， AFT光电公司的远心镜头通过严格的加工制造和质量检验，将此误差严格控制在0.1%以下。

3）无透视误差

在计量学应用中进行精密线性测量时，经常需要从物体标准正面（完全不包括侧面）观测。此外，许多机械零件并无法精确放置，测量时间距也在不断地变化。而软件工程师却需要能精确反映实物的图像。远心镜头可以完美解决以上困惑：因为入射光瞳可位于无穷远处，成像时只会接收平行光轴的主射线。

4）远心设计与超宽景深

艾菲特光电公司生产的AFT双远心镜头不仅能利用光圈与放大倍率增强自然景深，更有非远心镜头无可比拟的光学效果：在一定物距范围内移动物体时成像不变，亦即放大倍率不变。

如何选择

这些年机器视觉在中国发展迅速，大家在系统集成中对普通镜头的选型已经有了一定了解，但是对远心镜头的选型还经常是一头雾水，即便在技术人员的帮助下选择完镜头，在使用过程中还是不知道该注意哪些问题。针对这个问题，Aftvision光电公司技术部王经理介绍到，远心镜头和相机的匹配选择原则和普通工业镜头是一样的，只要其靶面的规格大于或等于相机的靶面即可。使用过程中请留意，在远心镜头的物镜垂直下方区域范围的都是远心成像，而超出此范围的区域，就不是严格意义上的远心成像了，这点在实际的使用中一定要注意，否则会产生不必要的偏差。

客户在选择远心镜头时，首先应明白在什么时候需要时选择远心镜头。根据远心镜头原理特征及独特优势，当检查物体遇到以下6中情况时，最好选用远心镜头：

1）当需要检测有厚度的物体时（厚度>1/10 FOV直径）；

2）需要检测不在同一平面的物体时；

3）当不清楚物体到镜头的距离究竟是多少时；

4）当需要检测带孔径、三维的物体时；

5）当需要低畸变、图像效果亮度几乎完全一致时；

6）当缺陷只在同一方向平行照明下才能检测到时。

选择远心镜头，首先应明白远心镜头相关指标对应使用条件：

1）物方尺寸------拍摄范围。

2）像方尺寸------使用的CCD的靶面大小。

3）工作距离------物方镜头前表面距离拍摄物的距离。

4）分辨率---------使用的CCD像素大小。

5）景深------------镜头能成清晰像的范围。像/物倍率越大景深越小。

6）接口------------照相机接口，多为C，T等接口。

根据使用情况（物体尺寸和需要的分辨率）选择物方尺寸合适的物方镜头和CCD或CMOS相机，同时得到像方尺寸，即可计算出放大倍率，然后根据产品列表选择合适的像方镜头。选择过程中还应注意景深指标的影响，因为像/物倍率越大景深越小，为了得到合适的景深，可能还需要重新选择镜头。

编辑本段基本分类

远心镜头主要分为物方远心镜头、像方远心镜头和两侧远心镜头。

物方镜头

物方远心镜头是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，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，但像高并没有发生改变，即测得的物体尺寸不会变化。物方远心镜头用于工业精密测量，畸变极小，高性能的可以达到无畸变。

像方镜头

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芯片的安装位置有改变，在CCD芯片上投影成像大小不变。

双侧镜头

双侧远心镜头兼于上面两种远心镜头的优点。在工业图像处理中，一般只使用物方远心镜头。偶尔也有使用两侧远心镜头的，（当然价格更高）。而在工业图像处理/机器视觉这个领域里，像方远心镜头一般来说不会起作用的，因此这个行业基本是不用它的。

编辑本段应用优势

远心镜头主要应用于精密测量。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、不适当光源干扰下造成边界的不确定性等问题，进而影响测量的精度。而远心镜头（Telecentric镜头）能有效降低甚至消除上述问题，因此Telecentric镜头已经成为精密光学量测系统决定性的组件，其应用领域也越来越广泛。

[2]

编辑本段与普通镜头对比

远心工业镜头主要是为纠正传统工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物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时，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；

2）镜头畸变大

3）视差也就是当物距变大时，对物体的放大倍数也改变；

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的上述问题，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，通常有比较出众的像质，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，这种光学设计令影像面更对称，可配合软件进行精密测量

普通镜头优点：成本低，实用，用途广。