最近在研究长波红外鱼眼
镜头的设计,发现
视场角大于180度的鱼眼镜头的畸变会与普通视场镜头的畸变有些不同,产生了一些困惑,所以希望能够与路过的大神们讨论讨论,乞求点拨~~
*Zi%Q[0Me @;fE%N 下面我先讲述一下我对畸变的理解,然后再说明困惑的地方。
wYA/<0'yH |{)xC= 畸变可以这样定义:假设主
光线与理想像面的交点为B'点,理想像点为B点,间距BB'则表示像的变形程度,被称为畸变。畸变的计算公式可以表示为
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:$ y’chief表示实际主光线像高,y’ref表示近轴主光线像高,
ZEMAX中近轴像高是用一条视场高度很小的实际光线求得的,然后按要求将结果按比例缩放,这一规则允许即使对不能用近轴光线很好描述的
系统也能计算合理的畸变。ZEMAX软件提供了四种畸变计算方法(analysis—> Miscellaneous —> Field Curv/Dist):F-Tan(Theta)、F- Theta、Cal.F-Tan(Theta)、Cal.F- Theta。
他们的区别在于:
需要说明的是,3)4)中公式表达仅仅是我个人根据ZEMAX Manual中给出的Calibrated Distortion的概念自己理解附加的公式,在ZEMAX Manual原文中并没有对应给出这两个公式。如果出现理解错误,希望亲们能帮我指出。
对于视场大于或是等于180度的鱼眼镜头, tan(theta) 小于0 或是不存在,因此F-Tan(Theta)与Cal.F-Tan(Theta)无意义。由此可见,大于或是等于180度的鱼眼镜头如果要分析畸变,应该分析他的f-θ畸变。
ZEMAX中关于畸变的优化操作数共5个,分别是DISA、DISC、DISG、DIST以及DIMX。DIST、DIMX对应F-Tan(Theta),DISA、DISG没有仔细分析,但是有明确说明“cannot be calculated if the field units are angles and the maximum angle equals or exceeds 90 degrees”[1],可见,视场角大于或是等于180度的鱼眼镜头不能使用以上四个优化操作数。DISC对应的是Cal.F- Theta,代表的是Caculated f-θ畸变,看来是唯一可以使用的优化操作数了。
在阅读了一些文献之后,发现有的鱼眼镜头(注,下面提到的鱼眼镜头都是指视场角大于或是等于180度的鱼眼镜头)有提到畸变,有的没有;有的关注的还是F-Tan(Theta)畸变,认为畸变为-100%(个人认为是没有意义的),有的关注的则是F- Theta 畸变(个人认为是合理的),f-θ 畸变有的校正到了13%,有的校正到了3%。
我最近初步设计了一个长波红外的鱼眼镜头,视场角为180度,F=1,焦距为6mm,目前的 f-θ 畸变达到了43.6%
那么我的疑问主要就是:
1、鱼眼镜头的畸变是否需要校正?
2、如果需要校正,是应该关注f-θ 畸变是吗?从实际应用出发一般校正到多少是合理的?
3、目前虽然大概了解了Calibrated Distortion的含义,但是这个概念有什么意义呢?
乞求大神们能够指点迷津,不甚感激~~~~~