非球面鏡頭的應用
非球面鏡頭技術(shù)目前是最受歡迎的主題之一。實際上,非球面鏡頭技術(shù)已廣泛用於攝影目的,大約在10年前被引入CCTV鏡頭。那麼什麼是非球面鏡頭呢?
實際上,非球面鏡片在肉眼看來通常是球形的而不是平坦的。這是因為可以通過基於球形的微調(diào)來獲得非球面透鏡的表面形狀。從數(shù)學角度看,球形函數(shù)是二次函數(shù),但是非球形函數(shù)是4階或更高階的函數(shù),通常設(shè)計為十倍,因此非球形更復雜。更清楚地,非球面形狀基於球面形狀,並且基於球面手動控製。因為預先設(shè)計的精細表面形狀是波浪形的,所以鏡片的表面形狀顯示出復雜的非球面曲面。每個非球面開口具有不同的功率。
通常認為,在通過凸透鏡(最常見的球面透鏡)之後,光束可以聚焦在單個點上。例如,許多人使用放大鏡收集陽光並燃燒紙來玩。但是,從光學角度來看,球面凸透鏡實際上不能將光收集到該點。它收集的實際上是一個亮點。由於可見度有限,因此肉眼有點可見。這是因為球面鏡具有先天性缺陷,即稱為「球差」的缺陷,單個球面鏡無法克服。正是這種異常導致耀斑。這種像差對圖像質(zhì)量有重大影響。但是,非球面透鏡可以將光精確地會聚到大於球差的位置,從而大大提高了成像質(zhì)量。那麼,將非球面透鏡用於透鏡有哪些具體優(yōu)勢?
(1)應用非球面透鏡使得透鏡的光學結(jié)構(gòu)相對簡單,並且易於在光學設(shè)計和機械結(jié)構(gòu)中獲得大的孔徑,從而使整個圖像變亮。
(2)非球面鏡片極大地改善了圖像質(zhì)量並增強了圖像(尤其是邊緣圖像)的清晰度。
將非球面表面應用於具有較高主光線的表面也可以校正離軸像差,例如像散和畸變。這大大改善了離軸成像。這在實際使用中非常重要。這樣可以清晰地表達圖像的所有細節(jié),避免出現(xiàn)圖像但無法用作證據(jù)的無助情況。
(3)非球面透鏡可以代替一組球面透鏡,因此使用非球面透鏡可以減小透鏡的尺寸。
使用高級光學軟件,非球面鏡片的設(shè)計並不難,但是其製造和加工需要非常高的技術(shù)和工藝。因此,很少有製造商能夠完成用於CCTV鏡頭的所有非球面鏡頭的開發(fā)和生產(chǎn)。非球面鏡片的開發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)已成為公司的核心技術(shù)。
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