如何根据需求确定所需的焦距呢？

Uxnono

请问下各位在实际面对需求时是如何确定光学系统的焦距呢？比如要求在一定探测距离内能够达到一定的分辨能力，那么是如何转化为对光学系统中性能的要求呢？
看了许多光学设计的书籍，一般都是直接提出焦距的要求，那么如果不是直接给焦距要求的话，是怎么确定焦距的呢？就假如要求在1km的探测距离下能达到1m的分辨能力，那该如何转化为对光学系统的要求呢？

红蓝啊亮

不考虑畸变的情况下，可以根据视场、像面大小确定焦距

Uxnono

红蓝啊亮 发表于 2022-10-11 11:28
不考虑畸变的情况下，可以根据视场、像面大小确定焦距

视场的确定应该也是有一定的规律的吧？
是否是先根据应用场景选取探测器型号，再根据探测器去设计光学结构呢？

华氏968

可以根据物方视场角和CMOS确定，ftan物方半视场角=半像高×（1-畸变），半像高就用CMOS对角线的一半，这样可以确定焦距大致的范围。

Maxray

光学很多一阶特性都是互相联系的，知道其中两个就能确定另一个。但是首先你得根据应用场景去选型。比如，你要多大的分辨率，那就能计算你系统要做到多大的F#，探测器要什么样的，视场要多大，就能计算焦距，从而进一步根据F#得到入瞳，那这样基本系统的一阶特性就定好了，后面就是指标的细化，比如你的机械长度要限制在多少、工作距要多少，这些会影响你的光学镜片设计的具体结构。要多少分辨率，就能得到要做到什么样的MTF，这样设计目标就有了。就是这样一步一步，得到最终的光学设计

Uxnono

Maxray 发表于 2022-10-11 13:41
光学很多一阶特性都是互相联系的，知道其中两个就能确定另一个。但是首先你得根据应用场景去选型。比如，你 ...

这样的分辨率是如何转化到光学系统的性能指标呢，就比如我提到的1km距离处能有1m的分辨能力，在系统中是以哪一个指标体现呢，是mtf还是弥散斑半径呢？
此外，所需的视场角一般是如何确定的呢？是结合探测器的参数吗？
分辨率和F#的联系没有特别理解，F#不是口径和焦距的比值嘛，如何对应分辨力呢？

Uxnono

华氏968 发表于 2022-10-11 11:59
可以根据物方视场角和CMOS确定，ftan物方半视场角=半像高×（1-畸变），半像高就用CMOS对角线的一半，这样 ...

物方视场角一般是如何确定的呢？根据物体的大小和距离嘛，如果是距离很远的情况下又该如何确定呢？

华氏968

Uxnono 发表于 2022-10-11 15:38
物方视场角一般是如何确定的呢？根据物体的大小和距离嘛，如果是距离很远的情况下又该如何确定呢？

设计指标里一般都会给的，但是是以像方视场为主，物方视场一般会要求大于多少度

Maxray

Uxnono 发表于 2022-10-11 15:37
这样的分辨率是如何转化到光学系统的性能指标呢，就比如我提到的1km距离处能有1m的分辨能力，在系统中是 ...

1.提到分辨率，一般是说MTF，弥散斑一般在需要规定能量包络时会用到，建议去找些资料仔细分辨下MTF和弥散斑两者的区别
2.去看一下光学系统衍射极限公式（艾里斑半径）。建议顺便再区分下艾里斑和系统的MTF又是什么关系

这些基本概念一定要分清，先去看最基本的工程光学书籍吧，在没吃透基本概念的情况下就去看偏实践性的光学设计书籍对新手设计没有任何帮助，只会让你越看越困惑

Uxnono

Maxray 发表于 2022-10-11 16:52
1.提到分辨率，一般是说MTF，弥散斑一般在需要规定能量包络时会用到，建议去找些资料仔细分辨下MTF和弥散 ...

好的，谢谢您！