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光行天下 -> 光学镜头设计 -> 广角镜头畸变难以矫正原因 [点此返回论坛查看本帖完整版本]

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phoenixzqy

2014-04-08 16:47

广角镜头畸变难以矫正原因

2014年5月07-09，成像光学设计培训班（上海）；5月16-18照明光学设计培训班（上海）；开始报名了！！！
QQ:156077988 Email：phoenixzqy@163.com

广角镜头畸变难以矫正的原因，可能以布乌-苏通条件解释，更容易理解。
1、布乌-苏通条件
“It requires the middle of the aperture stop to be reproduced inthe centers of the entrance and exit pupils without spherical aberration. ”
“要求入瞳和出瞳为孔径光阑无球差的再现。”
2、举例分析
以100度广角镜头为例，如图示：0°、35°、50°入瞳位置，偏差很大，严重违反了布乌-苏通条件。

[attachment=55141]

如果为了校正畸变，根据布乌-苏通条件，就需要让主光线经过前组之后，汇聚于同一点，也就是：入瞳为孔径光阑无球差的再现。
（此镜头的后组，不是校正畸变的关键，相对前组大的偏差来说，其出瞳基本为光阑无球差的再现。因此，不同视场主光线对应的出瞳位置，就不在讨论了。）
而此广角镜头的前组，为了满足压缩角度的要求，采用了图中的结构。很明显，这样的结构和经典的消球差透镜、齐明透镜的结构是不同的，相冲突、违反的。如需满足压缩角度的同时，又保证“入瞳为孔径光阑无球差的再现”，那，就需要复杂化透镜组了，让其满足其他像差校正同时，还要满足压缩角度和消光阑球差这两方面的要求。这样做，成本提高太多。这样的镜头，也就没有什么实际价值了。
3、其他
当畸变要求非常严格的时候，必须着眼于校正好各视场主光线的球差。比如用于复制的物镜、检测使用的双远心物镜。
双远心物镜，其实就可以看做是严格符合布乌-苏通条件的光学系统：基本完全消除了各视场主光线的球差。

另外，横向色差，其实也有类似于畸变的结论。
更进一步说，各种像差，其实都是相互联系的。

欢迎交流！

新贴预告：
《如何校正像散、场曲》
在具有较大球差、彗差时，可方便通过调整光阑位置，校正像散，等等。。。
《变焦凸轮曲线计算》
根据光学系统数据，编写matlab程序，求解变焦曲线；
而不是利用光学软件插值求解。

上海子在川上光学有限公司，2014年5月07-09，成像光学设计培训班（上海）；5月16-18照明光学设计培训班（上海）；开始报名了！！！
QQ:156077988 Email：phoenixzqy@163.com

phoenixzqy	2014-04-08 16:47
欢迎交流！

phoenixzqy	2014-04-08 16:51
此讨论，基于非对称系统。

hhxxgg00	2014-04-08 17:56
有收获

mraker	2014-04-08 21:45
楼主的好帖子，正愁不知道怎么校正大得惊人的畸变呢

phoenixzqy	2014-04-08 21:46
hhxxgg00:有收获[表情] [表情] (2014-04-08 17:56) P}YtT3.K S5Hb9m&& 常交流。共同进步。

phoenixzqy	2014-04-08 22:17
mraker:楼主的好帖子，正愁不知道怎么校正大得惊人的畸变呢 (2014-04-08 21:45) >/]` f8^ KQf=t0Z=Ce 畸变的矫正确实不容易，在选取初始结构的时候，就要考虑。有时需要不断的调整各透镜光焦度分配，不断尝试，才能获得最终符合要求的结果。

phoenixzqy	2014-04-09 10:00
欢迎交流。

w1405887705	2014-04-09 12:11
学习一下

phoenixzqy	2014-04-09 15:50
w1405887705:学习一下[表情] (2014-04-09 12:11) NVX@1} >X_5o^s2s 欢迎讨论。

adai22	2014-04-10 22:26
坐等楼主更新

phoenixzqy	2014-04-11 13:06
adai22:坐等楼主更新 (2014-04-10 22:26) Tn"^`\m hjq@.5 近期就会再发帖子。谢谢关注。

94131235	2014-04-12 23:01
非常感谢学习了 9/JBn

phoenixzqy	2014-04-13 13:34
94131235:非常感谢学习了 6^)eW+ (2014-04-12 23:01) q1Ad"rm biPj(Dd 客气，常交流。

swoptical	2014-04-14 18:26
学习一下，楼主写了好多好帖子

swoptical

2014-04-14 18:27

phoenixzqy:畸变的矫正确实不容易，在选取初始结构的时候，就要考虑。有时需要不断的调整各透镜光焦度分配，不断尝试，才能获得最终符合要求的结果。 (2014-04-08 22:17) }0sLeGJ!

调整各透镜的光焦度分配有什么技巧吗？另外看过您写的另外一个帖子《畸变的矫正》，里面提到“合理的改变光焦度分配，改变光线入射角度、场曲的大小，也是矫正畸变的有效办法”。
似乎赛德尔系数S4和S5并没有较为简单明显的关系。

phoenixzqy	2014-04-15 17:35
S4和S5对畸变都有影响。 !ST7@D Q5A,9ovNZ 修改孔径光阑两边的正透镜光焦度。

phoenixzqy	2014-04-15 17:37
swoptical:学习一下，楼主写了好多好帖子 (2014-04-14 18:26) jT/P+2hMW $j8CF3d.6 调整光焦度分配，对横向色差也会有影响。如果和畸变的矫正有矛盾，可以通过调整玻璃的阿贝数，对横向色差校正。

xull127	2014-04-22 21:36
这个....................

phoenixzqy	2014-04-22 22:42
欢迎交流。

北方	2014-04-26 13:27
谢谢分享，有用

phoenixzqy	2014-04-26 19:43
北方:谢谢分享，有用 (2014-04-26 13:27) Q2)(tB= ) w\UAKN60 常交流。。。

maxiaolong	2014-04-26 22:09
所谓畸变就是违反了h=f*tan（a),a为视场角，当a趋进90度时，tan(a)趋于无穷，所以，当视场接近90度时，畸变一定非常的大，而且为桶形畸变。

阳光16	2014-04-29 16:11
不错，受益了

phoenixzqy	2014-04-29 20:53
maxiaolong:所谓畸变就是违反了h=ftan（a),a为视场角，当a趋进90度时，tan(a)趋于无穷，所以，当视场接近90度时，畸变一定非常的大，而且为桶形畸变。 (2014-04-26 22:09) LAM{ ,?~ K'e,9P{ 不需要到180度，100度以上，就很难校正了。 FGiet e==/+ 同时压缩入射光角度和校正光阑球差，是很难实现的。

phoenixzqy	2014-04-29 20:53
阳光16:不错，受益了 (2014-04-29 16:11) fx4#R(N a5O$he 客气，常交流。

phoenixzqy	2014-05-24 14:50
欢迎交流。。

hl595068002	2014-07-11 14:53
学习了

zhangyuqian1	2014-07-11 15:35
非常不错，里面的设计原理正是我需要学习的。

phoenixzqy	2014-07-12 20:30
zhangyuqian1:非常不错，里面的设计原理正是我需要学习的。 (2014-07-11 15:35) Wnp[8IEU J\|o<;9dg1 常交流。。。

chenhf	2014-08-24 08:49
想请问一下设计一个150度、FNo为4、畸变小于10%的镜头可能吗？

phoenixzqy	2014-08-26 16:41
chenhf:想请问一下设计一个150度、FNo为4、畸变小于10%的镜头可能吗？ (2014-08-24 08:49) JE$$6X Kl(u~/=6 可以用对称结构吗？可以用非球面吗？

chenhf	2014-09-04 21:55
可用非球面，对称结构可能不是设计的目的。参数如下： eR3MU]zF f=8mm,视场2w=150度，畸变小于10%，可见光，像质：80%衍射极限，F数4

chenhf	2014-09-04 21:57
chenhf:可用非球面，对称结构可能不是设计的目的。参数如下： %-NG eN8 f=8mm,视场2w=150度，畸变小于10%，可见光，像质：80%衍射极限，F数4 (2014-09-04 21:55) *AYjMCo t@`Sa< 谢谢，请回复啊

phoenixzqy	2014-09-04 21:59
chenhf:可用非球面，对称结构可能不是设计的目的。参数如下： eP\|hxqM&9 f=8mm,视场2w=150度，畸变小于10%，可见光，像质：80%衍射极限，F数4 (2014-09-04 21:55) bRc~e@ VK$s+" 用非球面的话还是有可能满足要求的。

每次23456	2016-05-19 11:47
我现在设计了一个全市场90°，要求畸变小于1%，现在就面临的是光栏球差和入社角度压缩平衡，用了两个平凸非球面，效果也不是很好

xixiwjj	2016-05-25 20:57
支持支持支持支持支持11

xixiwjj	2016-05-26 21:14
支持支持支持

phoenixzqy	2016-07-04 10:35
非球面校正畸变还是比较方便有效的。

午后奶茶	2017-02-12 17:18
学习了楼主请问这个布乌苏通条件出处在哪里

pangaojie	2017-02-17 09:52
谢谢分享

phoenixzqy	2017-03-10 20:54
午后奶茶:学习了楼主请问这个布乌苏通条件出处在哪里 (2017-02-12 17:18) )1S"D~j- ^G]H9qY-e 好早之前看的了。在一本英文资料上。 t:.ZvA3 - -H%FYF` 各种像差是相互转换的。

bmw0501	2017-08-18 17:37
学习一下

zcp12121212	2017-08-18 18:12
楼主，布乌-苏通条件具体是什么，没听过？

phoenixzqy

2017-11-03 17:16

zcp12121212:楼主，布乌-苏通条件具体是什么，没听过？ (2017-08-18 18:12) l]o)KM<

国外书籍有讲到。其实就是说，大角度的畸变可以看作是光瞳的像差。光瞳像差校正不好，那么畸变就会很大。

入射到镜头第一面的，各个角度视场的主光线的延长线，如果能汇聚到一点，畸变就比较小。反之，比较大。
比如鱼眼镜头……

sjtuchenyuan	2018-01-10 20:39
好帖子，果断收藏

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