在机器视觉和光学测量技术中，远心镜头因其独特的成像能力而得到广泛应用，尤其在消除透视误差和尺寸测量偏差方面。以下是三种主要类型远心镜头的详细区分及其应用场景：

1. 物方远心镜头

光路设计：该镜头确保物体空间中的主光线与光轴平行。

核心特性：物体沿光轴移动时，成像尺寸保持不变，适用于高精度尺寸测量。

成像限制：像方主光线不平行，传感器位置偏移可能导致图像模糊。

典型应用：适用于检测圆柱、球体等三维物体的尺寸，以及表面高度变化较大的场合。

2. 像方远心镜头

光路设计：镜头确保图像空间中的主光线与光轴平行。

核心特性：即使相机位置存在轻微偏移或对焦不准确，图像也能保持清晰，适用于显微成像。

成像限制：物体高度变化将影响成像尺寸。

典型应用：适用于需要严格对焦的显微成像，或相机位置可能发生抖动的动态环境。

3. 双远心镜头

光路设计：该镜头同时满足物方和像方主光线平行于光轴的要求。

核心特性：物体高度变化和相机安装偏移都不会影响成像尺寸，适合高精度测量。

缺点：成本高、体积大、重量重，且视场通常较小。

典型应用：适用于精密光学测量，如芯片引脚间距检测和医疗器件尺寸测量。

三者的关键区别在于它们对主光线平行性的处理以及对成像尺寸稳定性的影响，这些特性决定了它们在不同应用场景中的适用性。

选型建议

1.选择物方远心：

适用于需测量高度波动较大的三维物体（例如金属件厚度、圆柱直径）。

在预算有限的情况下，仍需消除透视误差。

2.选择像方远心：

对对焦精度有较高要求（例如显微镜下的晶圆检测）。

相机安装可能存在机械振动（例如生产线动态拍摄）。

3.选择双远心：

对测量精度要求极高（例如±1μm误差）。

物体和相机位置均可能变化（例如多工位检测系统）。

实际应用案例

物方远心：用于手机外壳螺丝孔直径检测（避免高度误差影响）。

像方远心：应用于PCB焊点显微成像（确保对焦偏移时图像清晰）。

双远心：用于航天发动机叶片尺寸的全检（满足微米级精度要求）。

在选择远心镜头时，需综合考虑测量需求、环境稳定性和成本。尽管双远心性能最佳，但需权衡其高昂的价格和体积限制。