- 主题:[求助]关于光学镜头设计
这个问题之前关注了,这么久还没结论啊。对于这个需求,首先你缺的不是zemax和光学镜头设计的知识,而是对几何光学基本理论的一些理解,导致提的要求不能实现。若要求能提合理,zemax和光学镜头设计是留给光学工程师去干的事情。目前光很弱,希望立体角达到10%(是指半球2pi的10%吗?),然而对于这么大物面,用一个这么小的面阵探测器是做不到的,无解。建议考虑:减小立体角,或者一次仅对一个小区域成像,再扫描拼接;事实上探测器贴近接收光信号,也存在一次成像区域过小的问题。也许这些建议不能接受,就得考虑有什么其他因素可以权衡了。
水木这个版做几何光学的人确实不多,我一般也很少看特快之外的版面。
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
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: 实验室在筹划一个实验,其中需要用到cmos相机拍照,实验的特殊性,光比较弱,需要近距离成像,且想定做比较大的镜头(比如20多厘米),身边没有光学专业的人,根据有限的知识,这么想的:
: 物平面在焦点甚至可能更近些,一个凸透镜成虚像,无法汇聚到cmos相机上,再加一个两次汇聚是不是应该就可以成像到coms相机上了?
: 其中物高30cm,相机灵敏区1cm。物像比大概30:1,用第2个透镜正好等效把物距变远,在2f以外,满足30:1。
: 有懂行的朋友帮参谋一下,如果设想原理,实际基本可行,那就准备实际投入。
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FROM 223.148.21.*
多谢兄台关注,呵呵。
经过一段时间的折腾,我也明白了,正常成像是不可能的事,因为正常成像光损失至少千分之一以上。
我不死心处是,
第一,我这可以不正常成像,比如,1cm长的火柴杆,像模糊得很,甚至弯弯曲曲得不像原物,但只要是唯一的,能和物一一对应,就可以接受,我只需要通过这种唯一找出物的位置就可以,事先可以在物处每一个点进行成像标定。类似手机那种可以算出图像...。
第二,至于能不能汇聚到一起,至少理论上是存在这种可能的,比如,点光源,10%的立体角大概张角20多度,即便我放在第一个透镜1倍焦距以内,我经过2个凸透镜应该能变成平行光了(张角<30度),平行光就可以再用类似望远镜镜头肯定能成像(兄台可以帮我判断一下我这么想原理上是不是对的?)。当然,这种像差肯定比大家常识大不少,这又回到第一个问题了那里。这种外人光学工程师等肯定现在没法回答。估计只能实际做出来试验才知道我们能不能接受。
PS:现在也不再想一步到位,可以先用10cm直径做等比例实验,毕竟成熟的加工工艺和价格都好得多,如果10cm都不行,那彻底放弃。如果可行,改进后再放大....。
【 在 wildream 的大作中提到: 】
: 这个问题之前关注了,这么久还没结论啊。对于这个需求,首先你缺的不是zemax和光学镜头设计的知识,而是对几何光学基本理论的一些理解,导致提的要求不能实现。若要求能提合理,zemax和光学镜头设计是留给光学工程师去干的事情。目前光很弱,希望立体角达到10%(是指半球2pi的10%吗?),然而对于这么大物面,用一个这么小的面阵探测器是做不到的,无解。建议考虑:减小立体角,或者一次仅对一个小区域成像,再扫描拼接;事实上探测器贴近接收光信号,也存在一次成像区域过小的问题。也许这些建议不能接受,就得考虑有什么其他因素可以权衡了。
: 水木这个版做几何光学的人确实不多,我一般也很少看特快之外的版面。
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FROM 120.198.56.*
你这个想法是错误的,光学成像需要考虑拉式不变量,不是理解的变成平行光就可以汇聚多好。
按1/30成像,假设镜头在CCD上的会聚焦为±50°,那么能采集的物面发散角为asin(sin(50°)/30)=±1.46°,能力利用率很低。
另外,要将物体和ccd一一对应的前提就是成像分辨率要足够,否则一个理想物点在ccd上就会弥散成很大一个光斑,分散了能量,进一步降低了成像的信噪比。同时,一个ccd像素也会对应物体上很大一块区域。
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 多谢兄台关注,呵呵。
: 经过一段时间的折腾,我也明白了,正常成像是不可能的事,因为正常成像光损失至少千分之一以上。
: 我不死心处是,
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FROM 119.78.237.*