针孔相机建模与分析

  • 23 September 2022
  • 1 reply
  • 46 views

Userlevel 5
Badge +3

本文为翻译帖,作者Takashi Matsumoto

ピンホールカメラの解析 | Zemax Community

从几何光学角度来看,针孔相机的针孔直径越小,分辨率就越高,但考虑到光的衍射性能,当针孔直径减小时,光会因衍射的影响而扩散,因此太小的针孔会降低分辨率。

本帖提供了针孔直径分析的示例,以最大度提高针孔摄像机的分辨率。


1 reply

Userlevel 5
Badge +3

在系统资源管理器中,将孔径类型作为入瞳直径,在孔径值中输入 1,然后选择无焦模式,因为光学系统在像面上不会成像。
选择无焦模式后,像侧的评估将以角度为单位进行。
同样,将波长设为单波长0.555 微米。

 

单击单位选项卡以设置无焦模式单位,如下图所示。
在此示例中,我们选择了弧度。

 

镜头数据编辑器将光圈面设置为针孔,将第一面的厚度设置为 300mm,作为从针孔到像面的距离,如下图所示。

 

像面中点图像的半径是衍射半角乘以厚度,衍射光束半径以及几何光学图像半径。
因此,我们使用评价函数编辑器定义它,如下图所示。

1. 根据衍射理论,艾里斑的能量占入射能量的83.8% 因此,您可以使用定义环能量的操作数 DENC,并将百分比设置为 0.838 来获取对应半径。 此值的单位是弧度,因此乘以一个面的厚度得到图像的半径。

2. 入瞳半径可通过DMVA操作数获得第一面的直径,除以2即可获得半径。

3. 10 行的值是两者相加。(个人理解是选取48中大的那个数值,作者休假去了,等他回来讨论完再来更新)

 

分析选项卡上的通用绘图图标>“通用绘图 1D”,单击新建
,然后单击

 


对参数进行设置,如下图所示。
横轴是入瞳直径,纵轴是评价函数的第 10行。
 

 

确定按钮可绘制下图所示的图表。

 

从上图中可以看出,当针孔到图像表面的距离为 300 mm 时,针孔直径为 0.7mm 时,分辨率将最好。

如需示例文档,请访问原文链接进行下载。

 

Reply