沙姆镜头畸变异常求助

phoebe爱学习

沙姆镜头畸变求助，因沙姆镜头属于非旋转对称结构，使用网格畸变对镜头畸变进行分析，将网格畸变中的数据按照Y值进行计算，发现沿+Y方向是桶形畸变，Y=0方向畸变为0，沿-Y方向是枕形畸变。这个镜头在非沙姆状态使用时，即物面、像面、镜头三者平行时，畸变是枕形畸变。请问，在沙姆镜头中畸变即有枕形又有桶形，这正常吗？实在是找不到原因了，求各位大佬指点

atang0

不清楚沙姆镜头是什么，了解过自由曲面反射系统（三反）的设计，其中有一种畸变类型叫做Smile畸变，即畸变网格一部分是枕形畸变一部分是桶形畸变像微笑表情。一般离轴系统或者有自由曲面的非旋转对称系统存在这种类型的畸变。[1]也给了一个光谱仪具有这种类型的畸变。(非广告)



[1] Lucian. Smile和Keystone像差在高光谱成像中的影响[EB/OL]. (2021-03-31)[2023-06-08]. https://www.auniontech.com/jishu-210.html

ZZZGX

离轴系统或多或少都会有这种“梯形”畸变

phoebe爱学习

atang0 发表于 2023-6-8 21:17
不清楚沙姆镜头是什么，了解过自由曲面反射系统（三反）的设计，其中有一种畸变类型叫做Smile畸变，即畸变 ...

感谢回复，smile像差更像是整个像面都存在畸变，上方枕形畸变，下方桶形畸变。我们遇到的是上方桶形畸变，靠近中心畸变逐渐减小为0，再往下方变为枕形畸变，与smile畸变像差相比，存在一个畸变为0的位置。

因为沙姆镜头中物面和像面是不平行的，也就是物面上的不同位置对应的工作距离不同。我们猜测是不是原始镜头在正常工作时，不同工作距离下的畸变在参考工作距离前后发生了跳变。仿真了下，发现确实是，在参考工作距离和其前方的畸变属于一种畸变，参考距离后方的畸变属于另一种畸变。不知道这种正常工作的镜头，不同工作距离下的畸变类型发生改变的现象是否正常

phoebe爱学习

ZZZGX 发表于 2023-6-9 08:55
离轴系统或多或少都会有这种“梯形”畸变

沙姆镜头存在梯形畸变，近大远小。但是排除这种梯形畸变，本身的光学畸变类型在不同的工作距离下发生了改变，感觉很奇怪，又不知道这种情况是否正常

大洋爱吃菜

而且我感觉你说的桶形畸变枕形畸变其实是初级像差理论，还有高级畸变类。像我师兄做的畸变矫正课题，即便都是用XY多项式表示径向畸变和切向畸变了，根本不会关心具体是什么畸变，把像点和理想位置做映射，像场论那样求出畸变场做数字图像校正。

回到你的问题，离轴系统是这样的，你可以看看一些细长大视场自由曲面离轴三反系统，比如1度x100度那种，畸变都是牛犄角的样子了哈哈哈哈哈

phoebe爱学习

大洋爱吃菜 发表于 2023-6-15 15:28
而且我感觉你说的桶形畸变枕形畸变其实是初级像差理论，还有高级畸变类。像我师兄做的畸变矫正课题，即便都 ...

请问下，将像点和理想位置做映射，这个理想位置是指zemax中直接导出的理想像点位置吗？

目前比较纠结在像面中同时正畸变、零畸变和负畸变的原因是，校正算法不是自己写的，直接调用halcon，而halcon的模型是畸变对称的，拍的图如果是零、正负畸变都存在，那么用halcon校正完成后可能变形更厉害了

大洋爱吃菜

phoebe爱学习 发表于 2023-6-15 15:38
请问下，将像点和理想位置做映射，这个理想位置是指zemax中直接导出的理想像点位置吗？

目前比较纠结 ...

理想位置可以自己定。比如选取了物零视场位置共轭的像点作为图像的中心点，那么其他位置根据焦距，必然物体的其他点Q就理应当存在正确的像位置Q’，这样你把实际上像点Q''与理应当存在的像点位置Q’做映射就校正了，这个过程没涉及到任何桶形畸变枕形畸变的概念。。。而Q''和Q’位置差距在整个像面就构成了畸变场。

具体你可以看一下畸变校正的中文期刊就行，我师兄硕士毕业的~这就是他的思路，至于畸变场测定他是靠看星空，然后光学系统稍微扭转了一个小角度，星星点就会畸变的跑一个小距离，畸变场的矢量就求解出来了，当然说是很好说，你也大概能理解，做起来就是个硕士课题，数学啥的我看都头疼。。。。

（我后来课题不做畸变定标就没研究了）

ZZZGX

phoebe爱学习 发表于 2023-6-15 13:56
沙姆镜头存在梯形畸变，近大远小。但是排除这种梯形畸变，本身的光学畸变类型在不同的工作距离下发生了改 ...

工作距会影响畸变，初级畸变跟工作距是有一定关系的

liuwei01

phoebe爱学习 发表于 2023-6-15 15:38
请问下，将像点和理想位置做映射，这个理想位置是指zemax中直接导出的理想像点位置吗？

目前比较纠结 ...

这里存在放大倍率的渐变问题，即使没有任何畸变，整个像面对应物空间是一个等腰梯形，因为畸变的存在，导致其不在是等腰梯形，确实的最中心区域畸变比较小，但上下存在不同畸变有待确认