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  • CODE V中图像仿真(IMS)

    作者:薛金娜 来源:欧熠光电 时间:2021-04-29 10:20 阅读:748 [投稿]
    使用CODE V的图像仿真,您可以获得系统图像质量的快速,准确的视觉评估,包括衍射效应。

    使用CODE V的图像仿真,您可以获得系统图像质量的快速,准确的视觉评估,包括衍射效应。图像仿真的使用场景:

    □ 在设计评估和产品展示期间,与非光学工程师进行光学概念的交流

    □ 提高对传统性能指标(如MTF和点列图)的定性理解

    □ 复杂的折叠系统图像方向的问题


    图1.鱼眼镜头的图像仿真,显示了畸变效果

    所见即所得

    CODE V的图像仿真(IMS)可以帮助您直接对光学设计的性能进行可视化,作为传统的图表和表格的替代方案。它是向非光学工程师传递光学性能的理想工具。

    IMS是一种基于衍射的计算,包括几何像差、衍射、相对照度变化和畸变的影响。由于探测器尺寸而导致的模糊也考虑在内。该算法利用了快速傅里叶变换(FFT)的计算,比几何光线技术具有更高的效率和精度。


    图2.电路板图像与透镜PSF卷积,得到仿真结果

    CODE V从光学系统计算点扩散函数(PSF)阵列,点扩散函数阵列再与物的像素点进行卷积。畸变是由主光线追迹确定的。如图2所示,轴上的PSF产生了相对精细的成像,而像差、离轴的PSF则导致图像极度模糊。

    通过使用宏函数访问和操作IMS图像数据,以执行各种仿真和建模任务,例如:

    模拟面纱杂散光,曝光不足和曝光过度,以及其他成像缺陷

    模拟三色投影系统中的通道未对准的情况

    修正IMS结果中相对照度的变化

    在CODE V中使用IMS创建的一些示例仿真结果如图3所示。 


    图3.结合了宏函数的IMS结果

    IMS有映射功能,这可以协助您定义如何将2D输入的物映射到物空间。映射功能支持具有超半球视野的系统分析,这对于评估汽车导航摄像机、监视摄像机和单反相机的性能是有用的。

    关于IMS的一个有趣的演示,使用了一个真实世界的物体(或更准确地说是外太空的物体),涉及到螺旋星系M100的图4a和4b中的图像。图4a是使用哈勃太空望远镜主镜在第一次维修任务之前使用的原始圆锥常数得到的IMS结果,图4b是使用了新的圆锥常数之后得到的IMS结果。这些仿真结果分别与望远镜在安装校正光学装置之前和之后拍摄的图像非常匹配。


    图4a.实际圆锥常数的仿真   4b.新的圆锥常数的仿真

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