鏡頭成像對(duì)比度怎么調(diào) 鏡頭成像對(duì)比度不如競(jìng)品的原因?

目前的問(wèn)題是：自己設(shè)計(jì)的鏡頭從分辨率來(lái)看還好，但是一跟競(jìng)品做對(duì)比，就明顯看出圖像的對(duì)比度差了不少，圖像整體發(fā)白發(fā)蒙。

想請(qǐng)教一下大家，這種現(xiàn)象是因?yàn)殓R頭的雜散光消除沒(méi)做好導(dǎo)致的嗎？鏡頭機(jī)械件內(nèi)部已經(jīng)做了氧化發(fā)黑和加消光螺紋處理。

現(xiàn)在懷疑的一個(gè)點(diǎn)是：鏡片邊緣的涂墨處理只針對(duì)了凹面，對(duì)于凸面和平面則都沒(méi)有涂墨。這會(huì)不會(huì)是一個(gè)重要原因？

具體的測(cè)試對(duì)比如下：

1、分辨率板圖像對(duì)比（右圖為競(jìng)品圖像）

2、十字叉絲圖像對(duì)比（右圖為競(jìng)品圖像）

3、圓點(diǎn)圖像對(duì)比（右圖為競(jìng)品圖像）

站友回復(fù)：

196：明顯照片發(fā)白發(fā)蒙，注意雜散光的消除，如果還是難以找到問(wèn)題點(diǎn)，也有可能是玻璃表面的粗糙度沒(méi)有達(dá)到要求。

fornever24@196：請(qǐng)問(wèn)雜散光的消除通常有哪些方法呢？我們目前在機(jī)械件內(nèi)部做了氧化涂黑（沒(méi)用消光漆）和消光螺紋處理。

還有現(xiàn)在懷疑的一個(gè)點(diǎn)是：鏡片邊緣的涂墨處理只針對(duì)了凹面，對(duì)于凸面和平面則都沒(méi)有涂墨。這會(huì)不會(huì)是一個(gè)重要原因？

非常感謝回復(fù)！

196@fornever24：所有非通光面當(dāng)然盡量全部做涂黑處理，當(dāng)然具體還是得做分析后才清楚。消除雜散光的方法主要參考《雜散光抑制與分析》這本書中，里面有系統(tǒng)的理論和解決方法。

天空很藍(lán)：有沒(méi)有對(duì)比照度，照度大的話，除了鏡片涂黑，另外就是看能不能在某個(gè)鏡片那里適當(dāng)遮擋一些光。

chp:整個(gè)像面模糊的比較均勻，不像是鏡筒反射雜光引起的，適當(dāng)減小一下通光口徑看看，另外檢查一下設(shè)計(jì)；

2968:有沒(méi)可能，測(cè)一下兩個(gè)鏡頭的MTF曲線。輪廓不清晰是不是低頻不大行。

Ds12345679:應(yīng)當(dāng)是你們的像質(zhì)低，競(jìng)品像質(zhì)接近衍射極限，你們裝配后的結(jié)果不好。你對(duì)比一下星點(diǎn)像，雖然沒(méi)有彗差，但是球差嚴(yán)重。能量往一環(huán)和二環(huán)轉(zhuǎn)移?？匆幌麻g隔和中心偏誤差。

fornever24@天空很藍(lán)：

關(guān)于鏡片通光邊緣涂墨問(wèn)題我請(qǐng)教一下：

目前我們加工廠的做法是只在有“凸臺(tái)”的地方涂墨（見(jiàn)下圖1、2、3），對(duì)于鏡片凸面或者平面這種通常邊緣是不涂的。加工廠的說(shuō)法是“凸臺(tái)”區(qū)域由于是“毛玻璃”粗糙狀態(tài)，比較容易涂墨；而鏡片凸面和平面通常都做成了光面，無(wú)法涂覆。

他們的這個(gè)說(shuō)法合理嗎？站長(zhǎng)你那邊的涂墨一般是怎么做的？

圖1：

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圖2：

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圖3：

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fornever24@chp:

嗯，目前的現(xiàn)象確實(shí)是整個(gè)圖像都比較發(fā)蒙發(fā)白，從分辨率測(cè)試的細(xì)節(jié)來(lái)看也能看清最小分辨率。

減小通光口徑是為了驗(yàn)證什么呢？

fornever24@2968:

目前主要懷疑的點(diǎn)還是雜散光，不過(guò)你說(shuō)的也有道理，現(xiàn)在圖像不是最小分辨率出問(wèn)題，而是圖像特征的邊緣過(guò)渡像素太多。

我們這邊測(cè)試儀器有限，能請(qǐng)教一下你是怎么測(cè)試鏡頭MTF的嗎？之前試過(guò)拍棋盤格圖像用Imatest軟件的，但是感覺(jué)不是很靠譜。

fornever24@Ds12345679:

這個(gè)鏡頭在設(shè)計(jì)上其實(shí)也接近衍射極限了，公差分析下來(lái)也跟我們普通的鏡頭基本類似，沒(méi)有特別緊的。唯一的區(qū)別是這個(gè)鏡頭是高倍的（5X），我們其他低倍的鏡頭好像沒(méi)怎么出過(guò)這個(gè)問(wèn)題。裝配嘛都是一樣的方法，所以不清楚問(wèn)題在哪里

Jarry_chan:我也覺(jué)得主要是像質(zhì)上的差異導(dǎo)致的，雖然雜散光也有一部分影響。你們的像質(zhì)低應(yīng)該比競(jìng)品低。

從過(guò)度像素看，你們的過(guò)度像素確實(shí)比競(jìng)品的多一些，參考下圖，右邊是競(jìng)品的。

以前我對(duì)比過(guò)分辨率不同的鏡頭拍出來(lái)的效果（倍率一樣），你可以參考一下，右邊分辨率更好。

fornever24@Jarry_chan:

我感覺(jué)不太像是分辨率較差的原因。你看一下我主貼中的第一張分辨率圖像，和你展示的分辨率較好和較差的還是有區(qū)別的。

Ds12345679:我看了你的3片零件，我估計(jì)是偏心差難于控制，你對(duì)比一下二者差距。你把兩組零件圖拍一下，我看看。

fornever24@Ds12345679:

佬你是怎么看出“偏心差難于控制”的問(wèn)題的？能詳細(xì)說(shuō)一下嗎？

“兩組零件圖”是啥意思？競(jìng)品鏡頭的設(shè)計(jì)我沒(méi)有的，只能大概貼一下光路圖，如下：
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Ds12345679:

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通過(guò)這兩個(gè)圖片估計(jì)裝配時(shí)隔圈不是支在曲面處，這樣不能自動(dòng)鎖緊使鏡片同心，即使磨邊再好，安裝也會(huì)有間隙，它會(huì)使透鏡平移。如果是顯微物鏡，中心偏公差都在微米級(jí)。兩組放在一起，是看一下，競(jìng)品的光學(xué)零件的樣子，是不是競(jìng)品的通光直徑比你的大。另一個(gè)是否是銅鏡框，銅鏡框的話是調(diào)心后配車的，間隙緊，是正規(guī)廠家。

fornever24@Ds12345679:

看了一下機(jī)構(gòu)，我們這邊鏡片和隔圈的配合基本都是平面對(duì)平面的（除了鏡片凸面），見(jiàn)下圖。

我們不做顯微物鏡，以遠(yuǎn)心鏡頭為主。目前的情況是：對(duì)于低倍鏡頭，一般不存在對(duì)比度太差的問(wèn)題；對(duì)于高倍鏡頭，對(duì)比度或多或少都會(huì)差點(diǎn)。

按您的意思，是因?yàn)殓R片和隔圈的配合方式不好導(dǎo)致的？

由于競(jìng)品鏡頭是借樣測(cè)試的，所以不能拆開(kāi)看，不過(guò)他們的通光確實(shí)是大一點(diǎn)的。

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leo.7777:看分辨率的話，其實(shí)你的鏡頭并不會(huì)差啊，高頻的解析度并不會(huì)差，只是整體發(fā)蒙。

雜散光什么的也不是核心問(wèn)題。我覺(jué)得可以查下，以下幾點(diǎn)。

1，鏡片的亞斯是否偏大。

2.鏡頭組裝的油污問(wèn)題。

3，濾片，芯片上是否有灰塵油污等問(wèn)題。

4，檢測(cè)下MTF，幫助排查下問(wèn)題

fornever24@leo.7777:

分辨率這方面我跟您的看法是一致的，高頻部分其實(shí)還好，有沒(méi)有可能是低頻部分較差導(dǎo)致的呢？

還有為什么不太像是雜散光導(dǎo)致的呢？是因?yàn)殡s散光通常都是局部的、不會(huì)讓整個(gè)圖像都發(fā)蒙嗎？

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關(guān)于您提到的這幾點(diǎn)，鏡片的亞斯和MTF確實(shí)是沒(méi)排查過(guò)的，值得看看；油污、灰塵問(wèn)題應(yīng)該不是原因，鏡片都是干凈的；相機(jī)的話由于都是用的同一臺(tái)，所以也不會(huì)是這個(gè)問(wèn)題。

leo.7777@fornever24:

低頻也不差啊。。

整體給我的感覺(jué)是整個(gè)畫面不通透。

因?yàn)闆](méi)有看到具體的鏡頭，都只是猜測(cè)。

鍍膜方面也可以看看

bit_lzg:

看這樣子應(yīng)該是雜散光的問(wèn)題，你要自己帶上結(jié)構(gòu)件做雜散光分析的，軟件可以用zemax非序列或者其他照明軟件。

另外關(guān)于鏡筒發(fā)黑這件事，不是發(fā)黑了就真的黑，你要測(cè)一下看看。

fornever24@bit_lzg:

雜散光分析是不是一般用于分析圖像中“鬼像”問(wèn)題的啊？類似這種圖像整體發(fā)白的現(xiàn)象能有效嗎？

還有一個(gè)問(wèn)題：雜散光分析中需要對(duì)材質(zhì)的特性有比較準(zhǔn)確的建模后，分析結(jié)果才比較有參考性吧？但是我這邊以前沒(méi)有類似的經(jīng)驗(yàn)，您有相關(guān)的仿真分析教程嗎？

感謝！

RemyLL:

我之前設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)系統(tǒng) 也是像面模糊，減小通光孔徑現(xiàn)象改善許多，這樣的話算是理論設(shè)計(jì)的解像力不夠還是雜散光比較嚴(yán)重

bit_lzg@fornever24:鬼像問(wèn)題是鏡片有效區(qū)域之間的來(lái)回反射造成的，這個(gè)要模擬。光線在鏡筒、鏡片無(wú)效區(qū)域、鏡片外邊緣等位置的反射、散射也要模擬，這是兩個(gè)問(wèn)題。

模擬有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)當(dāng)然最好，沒(méi)有也沒(méi)關(guān)系，可以做近似。比如發(fā)黑的鏡筒，通常就可以用一個(gè)反射率+高斯散射的模型來(lái)模擬，模擬完你能看到趨勢(shì)，然后根據(jù)實(shí)際情況來(lái)一起分析。

鏡筒發(fā)黑，你可以用一束激光照射發(fā)黑的金屬表面，然后觀察、測(cè)量光線的反射、散射情況，近似就好。

總的來(lái)說(shuō)就是很多參數(shù)你可以做近似處理，不用很精準(zhǔn)，在軟件上模擬進(jìn)行定性分析，是能看出很多問(wèn)題的。

hs123xxx:先測(cè)一下鏡片反射率是否達(dá)標(biāo)吧

拍攝的時(shí)候加個(gè)黑罩子，來(lái)確認(rèn)下是不是視場(chǎng)外光線進(jìn)入物鏡導(dǎo)致的雜散光。

fornever24@RemyLL:

如果單純減小通光孔徑的話，鏡頭的分辨率不也下降了嗎？

hs123xxx@fornever24:

從你的第三張圖片來(lái)看，你黑色的部分其實(shí)不是很黑。但是從第一張圖看，分辨率也還不錯(cuò)，那就證明你的像差并不會(huì)很大，那對(duì)應(yīng)的彌散斑并不至于導(dǎo)致圖三這么大的圓斑對(duì)比度下降，所以不是像差原因，所以圖三對(duì)比度差是雜散光原因，整個(gè)成像面上有一定亮度，而且這個(gè)亮度還挺均勻的。然后，從你的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)看，角度也不是特別大，如果鍍膜正常的話，二次反射就比較小，打到物鏡筒上散射概率也不大。

所以如果是視場(chǎng)外的光，可能就直接打到物鏡筒表面，直接散射了。

至于競(jìng)品，不排除人家做了消光設(shè)計(jì)。有拆解分析過(guò)光機(jī)結(jié)構(gòu)嗎

fornever24@hs123xxx:

因?yàn)楦?jìng)品是借樣的，所以沒(méi)有拆解看過(guò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

您對(duì)這個(gè)鏡頭成像的分析我覺(jué)得挺有道理，跟我目前想的差不多。

按照您的意思，是不是主要排查以下幾點(diǎn)：

（1）單個(gè)透鏡的整體透過(guò)率是否有問(wèn)題。目前我們圖紙上要求的是透鏡單個(gè)表面反射率<0.5%，這種要求應(yīng)該不算差吧？

（2）鏡頭內(nèi)部的消光做的是否到位。目前鏡頭內(nèi)部做了消光螺紋以及氧化發(fā)黑（沒(méi)有涂消光漆），最近也在鏡筒內(nèi)壁貼了消光絨布，但是改善不大。

（3）排查外部雜光的干擾情況。這個(gè)會(huì)做一下測(cè)試，看看效果如何。

RemyLL@fornever24:

理論的解像力極限是降低了，但是實(shí)際測(cè)試的結(jié)果，縮小口徑，光暈改善，解像力會(huì)提升。

編輯：黃飛