各種類型的物鏡，如用于光學(xué)儀器的望遠(yuǎn)鏡、攝影物鏡和激光掃描儀，都具有遠(yuǎn)心設(shè)計(jì)。物鏡的遠(yuǎn)心本質(zhì)上意味著對于遠(yuǎn)處的觀察者來說它具有正投影視角。這意味著主光線水平于光學(xué)系統(tǒng)的左側(cè)和右側(cè)，入瞳和出瞳在無窮遠(yuǎn)處。通過使用適當(dāng)放置的光學(xué)孔徑（如光闌）來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心。在某些情況下，由于對入射光線已經(jīng)給出了限制，這甚至是不必要的。 xW]65iav  
人們區(qū)分物側(cè)和像側(cè)或兩側(cè)的遠(yuǎn)心度；下一節(jié)將解釋這些情況。 $ nHD,h  
實(shí)際上，遠(yuǎn)心條件（例如，通過水平主光線形成的條件）從未完全滿足。因此，遠(yuǎn)心鏡頭可能有一個(gè)關(guān)于遠(yuǎn)心角的附加規(guī)范，它表征與完美遠(yuǎn)心的偏差。 i(_A;TT6  
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物方遠(yuǎn)心透鏡 NSBcYObX  
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通過在后焦平面插入光闌（光圈），可以使透鏡或物鏡在物方空間具有遠(yuǎn)心，如圖1所示為簡單的單透鏡配置。（同樣的原理可以很容易地應(yīng)用于多鏡頭物鏡——它也有一個(gè)后焦平面。）只有部分光線（顯示為藍(lán)色）可以穿過光闌并對圖像產(chǎn)生影響。 ]Axz}:  
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現(xiàn)在考慮一個(gè)距離更遠(yuǎn)的物體(見圖2)，在不調(diào)整焦點(diǎn)的情況下觀察。在這里，透射光線不再在原像面上相遇；如果圖像傳感器停留在原平面上，圖像會有些模糊。然而，模糊區(qū)域的中心與之前保持一致。這是因?yàn)楣怅@只選擇那些在透鏡前近似水平的光線。在這些條件下，物體的位置只影響圖像的清晰度，而不影響其位置；模糊關(guān)于常量中心是對稱的。然而，需要注意的是，只有當(dāng)光闌放置在透鏡的焦平面上時(shí)，這種方法才有效。 mBE&>}G<  
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盡管光圈不會像圖1中那樣影響真實(shí)焦點(diǎn)的位置，但在散焦的情況下，它會影響模糊區(qū)域的大小和中心。以同樣的方式解釋了攝影鏡頭的孔徑光闌對景深的影響。若以所選像平面(獨(dú)立于像平面的真實(shí)位置)上的尺寸定義放大率，則放大率與物距無關(guān)。如果將物體移到離鏡頭較近或較遠(yuǎn)的位置，只會損失圖像的清晰度，但表觀尺寸保持不變。通過減小光圈直徑可以減小(即增加了景深)的模糊效應(yīng)，但這會降低圖像的亮度。 Bp3E)l  
需要注意的是，如果改變鏡頭的調(diào)焦，放大率當(dāng)然會發(fā)生變化。因此，人們通常不會使用這種帶有自動對焦裝置的鏡頭。 &!OEd]  
通過將光闌向左成像得到透鏡的入瞳和出瞳。由于光闌在焦平面內(nèi)，因此入瞳在無窮遠(yuǎn)處。這再次強(qiáng)調(diào)了所獲得的正字法視角：對于無窮遠(yuǎn)處的觀察者而言，物體縱向位置的變化無關(guān)緊要。 DzQ  
相比之下，大多數(shù)其他（非遠(yuǎn)心）透鏡或物鏡（就像人眼一樣）的入瞳更靠近光學(xué)入口的中心，因此看到的物體就像是從該平面上的參考點(diǎn)看到的一樣（內(nèi)中心透視）。結(jié)果是更遠(yuǎn)的物體看起來比更近的物體小。此外，一個(gè)小的近距離物體可以完全隱藏一個(gè)更大但更遠(yuǎn)的物體。遠(yuǎn)心系統(tǒng)不是這種情況。 DY9]$h*y  
所解釋的操作原理有一些限制: 'E+"N'M|  
•它要求像平面離光闌有一段距離。因此，設(shè)備不能聚焦到無限遠(yuǎn)，而是要聚焦到更近的平面。因此，人們不能通過使用超焦距獲得大的景深；相反，必須限制孔徑大小。 iaCV8`&q%  
•視場——這里定義的不是角度范圍，而是距離，最多與鏡頭的入口直徑一樣大。因此，物方空間遠(yuǎn)心透鏡通常必須相對較大，并且相應(yīng)地較重和昂貴。對于較大物體的攝影，遠(yuǎn)心鏡頭通常不可用——除非是非常大的型號，可以通過在入口處安裝菲涅耳鏡頭來實(shí)現(xiàn)。 xM(H4.<  
物方遠(yuǎn)心鏡頭的一個(gè)重要應(yīng)用是機(jī)器視覺，其中正投影視角(具有低失真和無視差誤差)可以大大簡化圖像處理。也有遠(yuǎn)心測量望遠(yuǎn)鏡，它允許測量真實(shí)物體的大小，而對它們的距離沒有顯著的敏感性。 B\v+C!/f|  
一些遠(yuǎn)心鏡頭中含有同軸照明的附加裝置。從本質(zhì)上講，這意味著準(zhǔn)直光通過光學(xué)元件被傳送到成像物體上。在其他情況下，當(dāng)檢查透明物體(例如,用于檢驗(yàn)光學(xué)玻璃)時(shí)，使用來自相反方向(即朝向成像系統(tǒng))的準(zhǔn)直光。注意，此時(shí)相機(jī)并沒有對光源成像；取而代之的是光源對像面的均勻照明。 l?=\9y  
使用這種定向照明，有時(shí)也被稱為遠(yuǎn)心照明，當(dāng)涉及到精確捕獲邊緣和表面結(jié)構(gòu)時(shí)，最精確的遠(yuǎn)心成像是可能的。此時(shí)曝光時(shí)間可以相對較短，因?yàn)榇蟛糠值娜肷涔饩�都在相機(jī)可以使用的方向上。 p[(I5p:L  
注意到遠(yuǎn)心照明并不一定需要遠(yuǎn)心鏡頭；通過使用相對較小的光源(例如一個(gè)小型的發(fā)光二極管)和準(zhǔn)直透鏡，可以簡單地獲得準(zhǔn)直光束。 tq}45{FH3  
顯微物鏡有時(shí)也被制成物空間遠(yuǎn)心物鏡。這就避免了厚試樣中離焦面的明顯尺寸變化。還有具有遠(yuǎn)心光學(xué)的光學(xué)輪廓儀。 -
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像空間遠(yuǎn)心透鏡   s2#Ia>5!  
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通過在前焦平面上放置合適的光闌，也可以在圖像空間中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心。這一點(diǎn)在圖2中顯示，再加上一個(gè)包含單個(gè)透鏡的簡化設(shè)置。由于引入了光闌，當(dāng)光闌孔徑較小時(shí)，光線在透鏡后基本上是水平的。 #{vC =m73  
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到達(dá)像素的垂直位置與圖像傳感器的選定縱向位置無關(guān)；如果只是傳感器失焦，像素會有點(diǎn)模糊。當(dāng)然，可以通過簡單地減小光圈直徑來增加景深，但這會導(dǎo)致圖像亮度的損失。 wWy;dma#  
圖2假設(shè)來自遠(yuǎn)處物體的平行入射光線，但同樣的配置也適用于較近的物體，只是焦點(diǎn)位置略微向右移動。