最近在研究長波紅外魚眼
鏡頭的設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)
視場角大于180度的魚眼鏡頭的畸變會與普通視場鏡頭的畸變有些不同,產(chǎn)生了一些困惑,所以希望能夠與路過的大神們討論討論,乞求點(diǎn)撥~~
%f1%9YH .r<aPy$ 下面我先講述一下我對畸變的理解,然后再說明困惑的地方。
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N) 畸變可以這樣定義:假設(shè)主
光線與理想像面的交點(diǎn)為B'點(diǎn),理想像點(diǎn)為B點(diǎn),間距BB'則表示像的變形程度,被稱為畸變;兊挠(jì)算公式可以表示為
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\#9LwC"8; y’chief表示實(shí)際主光線像高,y’ref表示近軸主光線像高,
ZEMAX中近軸像高是用一條視場高度很小的實(shí)際光線求得的,然后按要求將結(jié)果按比例縮放,這一規(guī)則允許即使對不能用近軸光線很好描述的
系統(tǒng)也能計(jì)算合理的畸變。ZEMAX軟件提供了四種畸變計(jì)算方法(analysis—> Miscellaneous —> Field Curv/Dist):F-Tan(Theta)、F- Theta、Cal.F-Tan(Theta)、Cal.F- Theta。
他們的區(qū)別在于:
需要說明的是,3)4)中公式表達(dá)僅僅是我個(gè)人根據(jù)ZEMAX Manual中給出的Calibrated Distortion的概念自己理解附加的公式,在ZEMAX Manual原文中并沒有對應(yīng)給出這兩個(gè)公式。如果出現(xiàn)理解錯(cuò)誤,希望親們能幫我指出。
對于視場大于或是等于180度的魚眼鏡頭, tan(theta) 小于0 或是不存在,因此F-Tan(Theta)與Cal.F-Tan(Theta)無意義。由此可見,大于或是等于180度的魚眼鏡頭如果要分析畸變,應(yīng)該分析他的f-θ畸變。
ZEMAX中關(guān)于畸變的優(yōu)化操作數(shù)共5個(gè),分別是DISA、DISC、DISG、DIST以及DIMX。DIST、DIMX對應(yīng)F-Tan(Theta),DISA、DISG沒有仔細(xì)分析,但是有明確說明“cannot be calculated if the field units are angles and the maximum angle equals or exceeds 90 degrees”[1],可見,視場角大于或是等于180度的魚眼鏡頭不能使用以上四個(gè)優(yōu)化操作數(shù)。DISC對應(yīng)的是Cal.F- Theta,代表的是Caculated f-θ畸變,看來是唯一可以使用的優(yōu)化操作數(shù)了。
在閱讀了一些文獻(xiàn)之后,發(fā)現(xiàn)有的魚眼鏡頭(注,下面提到的魚眼鏡頭都是指視場角大于或是等于180度的魚眼鏡頭)有提到畸變,有的沒有;有的關(guān)注的還是F-Tan(Theta)畸變,認(rèn)為畸變?yōu)?100%(個(gè)人認(rèn)為是沒有意義的),有的關(guān)注的則是F- Theta 畸變(個(gè)人認(rèn)為是合理的),f-θ 畸變有的校正到了13%,有的校正到了3%。
我最近初步設(shè)計(jì)了一個(gè)長波紅外的魚眼鏡頭,視場角為180度,F(xiàn)=1,焦距為6mm,目前的 f-θ 畸變達(dá)到了43.6%
那么我的疑問主要就是:
1、魚眼鏡頭的畸變是否需要校正?
2、如果需要校正,是應(yīng)該關(guān)注f-θ 畸變是嗎?從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)一般校正到多少是合理的?
3、目前雖然大概了解了Calibrated Distortion的含義,但是這個(gè)概念有什么意義呢?
乞求大神們能夠指點(diǎn)迷津,不甚感激~~~~~