东正光学:镜头的零畸变、无像差,真的能实现吗

In: 镜头知识 On: Tuesday, June 5, 2018 Hit: 865

  在设计一个光学系统(镜头)时,通常要用不同形状的镜片组合来尽量减小像差,从而提高镜头的MTF。那镜头的零畸变、无像差,真的能实现吗?首先来了解一下像散及场曲的概念及内容。

  一、像散:

  像散对于眼睛有散光的人理解起来会直观很多,散光者在看辐射型刻线时,某些方向是可以看清,而另一些方向则是模糊的(如下图)。

  对于镜片,轴外发出的一束极细光束(此时彗差将不再存在),入射到镜片一个曲率表面上时,光线在x方向和y方向的入射时间和角度都不相同(如下图左),这也造成了成像时无法在x和y方向同时能成清晰的像(如下 方右图)。yz方向先聚焦时,分辨率板上的横线会清晰而竖线模糊,到后面xz方向聚焦时则相反。此现象即为像散。

  实际像散的成像效果如下图,像散也是和视场相关的一个像差。

  二、场曲:

  如刚才像散所介绍,由于轴外子午和弧矢两个方向的聚焦位置在理想焦平面的前或后,也就是说,实际成像时,越靠视场边缘,实际成像位置就越偏离理想焦平面。我们把每个实际聚焦的位置连起来,会发现实际成像是 一个弯曲的像面,这种情况就是场曲。

      三、零畸变、无像差,真的能实现吗?

  在设计一个光学系统(镜头)时,通常要用不同形状的镜片组合来尽量减小像差,从而提高镜头的MTF。在MTF曲线中,有一条黑线总是最高的,那是代表了在当前的孔径下,镜头能达到的衍射极限;而实际的彩色MTF曲线与之的差距,就是由各种像差引起的。比如我们在用CCTV镜头,开最大光圈F1.4时的理论分辨率是最高的,但往往实际的成像却不如F4的时候清晰,就是因为大光圈时会同时带来和孔径相关的像差(如球差,彗差等)。

  当然,即使设计出了极小像差的光学系统,装配的工艺也会直接影响最终镜头的性能。需要说明的是,像差是由镜片的形状决定其存在的,我们只能通过计算矫正来减小,而无法去根除像差,因此,真正的“零畸变”, “根除了像差”的说法都是很不严谨的。

   【东正光学远心镜头优势】

  东正光学的超低畸变远心镜头的实测畸变率可达0.02%或更低。能更好的满足机器视觉测量客户对镜头的要求,并且具有较高的分辨率。 我们不但可以提供支持2/3英寸及1英寸的远心镜头产品,也可提供例如8K、12K、 16K线扫描远心的产品,并能更好的服务于高端客户群体。

Tags: 像差

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