远心镜头分为物方远心镜头、像方远心镜头和双侧远心镜头。它们主要是为纠正传统工业镜头近大远小的视差而设计的。远心镜头可以在一定物距范围内，使得到的图像放大倍率不发生变化，这对被测物有较大深度变化的情况非常有用。

物方远心镜头的光路如图3-18所示。图中将主平面P 与P′简化重合，并在像方焦点处设置了孔径光阑。从主光线可以看出，两个物距不同但大小相同的被测物成像在相同位置，也就是有相同的放大率。与普通镜头一样，不在焦平面上的物点在像面上会产生弥散斑。

图3-18　物方远心镜头原理图

孔径光阑由其前方光学系统在物方所成的像被称为入瞳，而物方远心镜头的孔径光阑位于像方焦点F′处，则可以推断物方远心镜头的入瞳位于物方无穷远，其大小为无穷大。由于入瞳中心为投射中心，而投射中心位于非常远处，因此这种平行投射方式被称为远心。当投射中心位于物方无穷远处时，镜头系统便被称为物方远心镜头，而此时镜头的出瞳即为孔径光阑。

物方远心镜头的优点是不论物体远近（在一定范围内），像的放大倍率是一定的，缺点是放大倍数与像距直接相关。实际使用时，相机安装的远近会影响放大倍数，所以每个镜头系统都要单独标定放大倍数。

像方远心镜头的孔径光阑位于物方焦点。像方主光线平行于光轴，主光线的会聚中心位于像方无限远。由于光路是可逆的，物方远心镜头的光路反向后就成了像方远心镜头的光路，其特点是放大倍率与像距无关。

双侧远心镜头结合了物方远心和像方远心的特点，在物方远心镜头孔径光阑后面再加上像方远心镜头系统，使第一个镜头的像方焦点F′1与第二个镜头的物方焦点F 2重合，如图3-19所示。根据成像定律可以得出第一个镜头将入瞳移到了无穷远，第二个镜头将出瞳也移到了无穷远，因此也称作双远心镜头。其特点是物体离的远近或相机离的远近都不影响放大倍数，所以被广泛应用在机器视觉检测领域。

图3-19　双远心镜头原理图