种类型的光学像差,他们强烈的影响着推扫式高光谱相机的准确性和实用性。smile是一种光谱畸变,主要是光谱仪的特性,而keystone是一种空间畸变,主要是前方物镜的特性。下面的图1说明了这一点:图1:推扫式高光谱传感器上的Smile和keystone来源:www.yokoya1985.sakura.ne.jSmile如图1所示,Smile可以看作是传感器在整个视场(FOV)上的光谱位移。如果用户在其整个视场上对一个均匀的目标成像,在视场中央和边缘位置测量的光谱会有偏移。这在排序应用中,可能会产生很大的影响。例如,如果一个排序模型是由“图像”中间的数据建立的(例如:在传送带中间),则则在其他位置 ...
差,也叫彗形像差,Coma Aberration,是轴外物点(或称轴外视场点)所发出的锥形光束通过光学系统成像后,在理想像面不能成完美的像点,而是形成拖着尾巴的如彗星形状的光斑,故对此光学系统的这种像差称其为慧差。如图所示二、慧差的特点在边区一带光线形成亮度较低,虚散的大环形,主光轴一带光线形成高亮度清晰的小环形。重叠后形成梨状圆形,类似彗星拖尾。如图所示三、慧差产生的原因球面透镜各光区成像的放大率不一致,导致各光区的焦点不同。是由轴外点宽光束的主光线与球面对称轴不重合,而由折射球面的球差引起的。四、慧差的种类慧差的种类很多,分类方法不一,在彗形亮斑的朝向上可分为外向慧差和内向慧差两种;在产生 ...
一、场曲的概念场曲,又称像场弯曲,Field Curvature,顾名思义,是指平面物体通过透镜系统后,所有平面物点聚焦后的像面不与理想像平面重合,而是呈现为一个弯曲的像面,这种现象称为场曲。有时我们也理解为视场聚焦后像面的弯曲。如图所示二、场曲的特点在高斯成像面上进行一定左右移动,可以明显看到其像越偏离中心,像质越差;而如在高斯成像面上进行一定弧度的摆动,则可以发现像与中心同样清晰。换句话说,让成像面进行前后移动,可以清晰的观察到中心像与边缘的像的像质不同,不能保证同时清晰。场曲与像散一般来说是同时产生,透镜对平面物体能够结成的双重影像,主像面为横切线焦面,副像面为辐射线焦面。如果两个像面不 ...
一、畸变的概念畸变,Distortion,是指物体通过镜头成像时,实际像面与理想像面间产生的形变。畸变只影响图像的形状,不影响图像清晰度,但在设计时要尽量减少或者避免,因为人眼对图像形变的响应能力高于对清晰度的响应。如图所示二、畸变的特点畸变是指图像变形。枕形畸变:也叫丝卷型畸变,如果镜头的边缘放大率大于中间的放大率,就会发生枕形畸变,同心圆的像间距就不均匀,即边缘间距大于中间间距,矩形的像不再是矩形;桶形畸变:也叫樽型畸变,如果镜头的边缘的放大率小于中间的放大率,就会发生桶形畸变。同心圆的像间距就不均匀,即边缘间距小于中间间距,矩形的像不再是矩形;如果没有畸变,像与物就是完全相似的。即同心圆 ...
色差,指颜色像差,是透镜系统成像时的一种严重缺陷,由于同种材料对不同波长的光有不同的折射率,便造成了多波长的光束通过透镜后传播方向分离。简单来说,色差就是颜色分离带来的光学系统的像差。色差分两种,一种叫做轴向色差,另一种叫做垂轴色差。本章我们只详细介绍轴向色差。二、轴向色差的概念轴向色差,Longitudinal Aberration,也叫做球色差、位置色差、纵向色差,指不同波长的光束通过透镜后焦点位于沿轴的不同位置,因为它的形成原因同球差相似,顾也称其为球色差。由于多色光聚焦后沿轴形成多个焦点,无论把像面置于何处都无法看到清晰的光斑,看到的像点始终都是一个色斑或者彩色光晕。如图所示三、轴向色 ...
色差,指颜色像差,是透镜系统成像时的一种严重缺陷,由于同种材料对不同波长的光有不同的折射率,便造成了多波长的光束通过透镜后传播方向分离。简单来说,色差就是颜色分离带来的光学系统的像差。色差分两种,一种叫做轴向色差,另一种叫做垂轴色差。本章我们只详细介绍垂轴色差。二、垂轴色差的概念垂轴色差,Lateral Color,也叫做倍率色差、横向色差,指轴外视场不同波长光束通过透镜聚焦后在想面上高度各不相同,也就是每个波长成像后放大率不同,故称为倍率色差。多个波长的焦点在像面高度方向一次排序,最终看到的像面边缘将产生彩虹边缘带。如图所示三、轴向色差产生的原因由于不同颜色的光波长不同,则通过同一透镜后的放 ...
远,难以校正像差,所以可以通过减小离孔阑最远的透镜的直径,即增大渐晕光阑,来拦截这些影响像质的有害光线。二、在Zemax中设置渐晕系数Zemax是通过VCX、VCY系数来缩放光瞳,并且通过VDX、VDY系数来平移光瞳。缩放加平移,从而把原来的无渐晕的通光区域变换拟合到实际的通光的区域。即Px’ = VDX + Px(1- VCX)以及Py’ = VDY + Py(1- VCY)由于Zemax是使用高斯求积法的采样算法来计算系统的MTF,在Zemax中设置渐晕可以把消除实际系统中被渐晕光阑阻拦的非有效光线对最终计算结果的影响,这对于MTF的优化来说非常重要,所以在使用Zemax设计光学系统的时候 ...
正彗差,轴外像差可不予考虑,其结构相对比较简单,一般有折射式望远镜物镜、反射式望远镜物镜、折反射式望远镜物镜,这篇文章主要介绍反射式与折反射式望远镜物镜。一、反射式望远镜物镜反射式物镜主要用于天文望远镜中,因天文望远镜需要很大的口径,而大口径的折射物镜无论在材料的熔制、透镜的加工和安装上都很困难。因此,口径大于1米时都用反射式。反射式物镜完全没有色差,可用于很宽的波段。但反射面的加工要求要较折射面高得多,表面的局部误差和变形对像质的影响也大。zui著ming的反射式物镜是双反射面系统,它有如下二种型式:1.卡塞格林系统如下图1所示,称主镜的di一个大反射面是抛物面;称副镜的第二个小反射面是双曲 ...
可以减少球面像差。其原因是对周边入射光线的阻挡。如果没有光圈,外围增加的曲率和由此产生的更强的光线折射会促进球面像差的发展。多球面透镜组合消色器是由一个或多个收集和分散透镜组合而成的。通常使用一个低折射率的正凸透镜和一个低折射率的负凹透镜,并将其粘合在一起。这样就形成了一个光学系统,改善了球差和色差。例如,在摄影领域的摄影镜头中,就使用了消色差。非球面透镜如果在一个光学装置中必须考虑各种因素,如高图像质量、数值孔径或zui大限度地节省空间,非球面是zui佳选择。非球面透镜是旋转对称的光学器件,其曲率半径在径向上偏离透镜的中心。由于这种特殊的表面几何形状,与球面透镜相比,非球面可以显著提高光学系 ...
是校正高ji像差的困难,结构简单的物镜无法解决这一问题。这就决定了显微物镜将有相当复杂的结构型式。显微物镜有折射式、反射式和折反射式三类,但绝大多数实用的物镜是折射式的。折射式显微物镜又可根据质量要求的不同而有不同的类型。一、消色差物镜这是应用zui广泛的一类物镜,一般只要对轴上点校正好色差和球差,并使之满足正弦条件而达到对近轴点消彗差即可,因此只能用于中低档的普及型显微镜中作一般观察之用。下面几种典型的消色差物镜,由于其结构型式有利于带球差的校正,仍为人们所广泛采用。1)单组双胶合低倍物镜 见图下图1,这是可能实现上述像差要求的zui简单结构,能承担的zui大相对孔径为1:3,因此数值孔径只 ...
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