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有一类光学系统，将其入瞳或出瞳设到无穷远，这样的光学系统称之为远心光学系统。其中，如果入瞳位于无穷远，物方主光线（即通过入瞳中心的光线）平行于光轴，这样的系统称之为物方远心光学系统；同样，如果出瞳位于无穷远，则像方主光线（即通过出瞳中心的光线）平行于光轴，这样的系统称之为像方远心光学系统；如果入瞳和出瞳都处于无穷远，则称之为双远心光学系统。
对于一个光学系统，由于景深的存在，要精确调焦到物体的像和传感器靶面重合，很难做到，这就难免要产生误差。如图 7（a）所示，如能将物体 B1B2 调焦到正确位置A1，则它与传感器靶面严格共轭，测得物体的精确尺寸为M1M2； 而当调焦不准，如果物体在位置 A1 之前 A2 时，其像在传感器靶面之后而不与之重合，此时，像点 B1'、B2' 在靶面上反映成觉察不出其不清晰的弥散斑，实际读得的尺寸是像点 B1'、B2' 的主光线与靶面的交点间距离N1N2 ，显然它比 M1M2 略长。反之，当物体调焦于正确位置之后时，所测尺寸偏短。
如果使用物方远心系统，则可以消除或大大减小这种由于调焦不准引起的测量误差。如图 7（b）所示，物面上各点发出的主光线平行于光轴，经过光学系统后，都将通过像方焦点。如果物体 B1B2 正确地位于位置 A1，那么，它成像在传感器靶面上，可获得精确的尺寸 M1M2，如果由于调焦不准，物体不在位置 A1 而在位置 A2，那么，它的像B1'B2' 将偏离于靶面，在靶面上得到的是真实像 B1'B2' 的投影像斑。但由于物体上同一物点的成像光束的主光线都是平行于光轴，不随物体的位置而变，因此主光线过系统后在靶面上仍然通过 M1 和 M2 ，按此读出的尺寸仍为 M1M2。这就是说，上述调焦不准并不影响测量结果。
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