扫描镜头光学要点分析课件

1、一，掃描物鏡三個基本的光學特性 相对孔径相对孔径 放大率放大率 共轭距共轭距l光圈好比是水龍頭。如果把它開大，就能有大量的光線進入；如果把它關小，就只會進入較少的光線。 l光圈是表徵鏡頭單位時間通光量的單位。l舉例：照相機鏡頭-我們從鏡頭看進去可以看見一個環形的活動“門”，這就是光圈，通過這道門的打開關閉就可以控制進入鏡頭的光量。扫描仪的分辨率扫描仪的分辨率 =CCD上的单元数/A4幅面窄边的英寸长度比如扫描仪比如扫描仪CCD上的单元为上的单元为5100个左右。个左右。光学分辨率光学分辨率=5100/8.5=600 DPI 對鏡頭來講，一般希望其愈長愈好，共軛距愈短，意味對鏡頭來講，一般希望其

2、愈長愈好，共軛距愈短，意味著鏡頭愈難設計（視場角增大）。其原理圖同照相物鏡一樣，著鏡頭愈難設計（視場角增大）。其原理圖同照相物鏡一樣，是一個縮小的過程。是一個縮小的過程。爲何鏡頭需要鍍膜爲何鏡頭需要鍍膜：現代現代鏡頭鏡頭大部分都經過鍍膜處理，我們看到的鏡頭表面大部分都經過鍍膜處理，我們看到的鏡頭表面呈藍紫色、微紅色、暗綠色等現象，就是鍍膜的結果。呈藍紫色、微紅色、暗綠色等現象，就是鍍膜的結果。鏡頭鍍膜的作用主要是提高透光能力，提高影像品質。鏡頭鍍膜的作用主要是提高透光能力，提高影像品質。 3對於鏡頭可能出現的各種像差： 1.幾何參數幾何參數（1）有效焦距（有效焦距（effective foca

3、l length）：）：它是指光線通過鏡頭所有鏡片後彙聚的焦點到鏡心的距離。它是指光線通過鏡頭所有鏡片後彙聚的焦點到鏡心的距離。 另外放大倍率和所用鏡頭的焦距有關，另外放大倍率和所用鏡頭的焦距有關， 鏡頭的焦距越長，放大倍率也就越大鏡頭的焦距越長，放大倍率也就越大它是評估它是評估CCD和鏡頭解析能力重要參數。和鏡頭解析能力重要參數。影像的影像的亮亮度變化率越大和圖像密度越細時，光學成像惡化度變化率越大和圖像密度越細時，光學成像惡化的程度越大。的程度越大。=舉例説明：CHART 經過透鏡后： =960-250/960+250=0.587 =0.587/0.996=0.589 =58.9%MTF值

4、隨著黑白線對之空間頻率改變而有所差異值隨著黑白線對之空間頻率改變而有所差異鏡頭像差球差球差色差色差彗差彗差 場曲場曲像散像散畸變畸變五，鏡頭像差五，鏡頭像差从中心点到影像最外围顶点的距离我们称它为从中心点到影像最外围顶点的距离我们称它为A，从中心点到理想方格的顶点，从中心点到理想方格的顶点的距离为的距离为B，畸变的程度计算就是将，畸变的程度计算就是将A减去减去B除以除以B，再乘上百分比所得到的结，再乘上百分比所得到的结果。果。针形畸变的计算结果是正的，针形畸变的计算结果是正的，桶形畸变所得的结果则是负的。桶形畸变所得的结果则是负的。計算方法計算方法 中心視場的中心視場的MTF 0.7視場的視場

5、的MTF 0.9視場的視場的MTF 全視場的全視場的MTF紅色代表：紅色代表：綠色代表：綠色代表：藍色代表：藍色代表：粉紅色代表：粉紅色代表：實綫代表：實綫代表：T（子午面的（子午面的MTF）虛綫代表：虛綫代表：S（弧矢面的（弧矢面的MTF）球差球差 場曲場曲畸變畸變横坐标为球差横坐标为球差/像場彎曲像場彎曲/畸變程度，畸變程度，纵坐标为视场（視場高度），纵坐标为视场（視場高度），从图表中便可清楚看出不同视场的球差从图表中便可清楚看出不同视场的球差/像場彎曲像場彎曲/畸變畸變坐標表示什麽？坐標表示什麽？600DPI：掃描儀的解像力。5.25u :CCD的PIXEL大小。TT280.5：光學縂長。F5.5：光圈數色差的變化數值色差的變化數值視場視場2，Working distance:也就是物距，物体到镜头的距离也就是物距，物体到镜头的距离u 3,表示A4 紙的寬邊的長度 5， 表示相對照度6， 表示主面的位置表示主面的位置光線通過鏡頭時的光學術語出射孔徑角孔徑光