工业镜头的成像质量影响因素及像差分类

Posted By: Dz Optics In: 镜头知识 On: Thursday, March 29, 2018 Comment: 0 Hit: 321

  工业镜头泛指应用于工业领域的各种变倍镜头,远心镜头,定倍镜头等。不同工业镜头的成像质量有着有着千差万别, 就算是同一类型的工业镜头也是如此,今天就带来工业镜头的成像质量影响因素及像差分类。

12K线扫描远心镜头

  一、工业镜头的成像质量

  不同工业镜头的成像质量有着有着千差万别, 就算是同一类型的工业镜头也是如此,这主要是由于材质、加工精度和镜片结构的不同等因素造成的,同时也导致不同档次的工业镜头镜头价格从几百元到几万元的巨大差异。

  比较著名的如四片三组式天塞镜头、六片四组式双高斯镜头。对于镜头设计及生产厂家,一般用光学传递函数OTF (Optical Transfer Function)来综合评价镜头成像质量,光学系统传递的是亮度沿空间分布的信息,光学系统在传递被摄景物信息时,被传递之各空间频率的正弦波信号,其调制度和位相在成实际像时的变化,均为空间频率的函数,此函数称为光学传递函数。

  OTF一般由调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)与位相传递函数PTF(Phase Transfer Function )两部分组成。

  二、像差的分类

  像差是影响图像质量的重要方面,常见的像差有如下六种:

  1)球差:由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,若原光束不同孔径角的各光线,不能交于主轴上的同一位置,以至在主轴上的理想像平面处,形成一弥散光斑(俗称模糊圈),则此光学系统的成像误差称为球差。

  2)慧差:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,若在理想像平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的慧星形光斑,则此光学系统的成像误差称为慧差。

  3)像散:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的斜射单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,不能结成一个清晰像点,而只能结成一弥散光斑,则此光学系统的成像误差称为像散。

  4)场曲:垂直于主轴的平面物体经光学系统所结成的清晰影像,若不在一垂直于主轴的像平面内,而在一以主轴为对称的弯曲表面上,即最佳像面为一曲面,则此光学系统的成像误差称为场曲。当调焦至画面中央处的影像清晰时,画面四周的影像模糊;而当调焦至画面四周处的影像清晰时,画面中央处的影像又开始模糊。

  5)色差:由白色物体向光学系统发出一束白光,经光学系统折射后,各色光不能会聚于一点上,而形成一彩色像斑,称为色差。色差产生的原因是同一光学玻璃对不同波长的光线的折射率不同,短波光折射率大,长波光折射率小。

  6)畸变:被摄物平面内的主轴外直线,经光学系统成像后变为曲线,则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状,而不影响影像的清晰度。这是畸变与球差、慧差、像散、场曲之间的根本区别。

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