[已解决]加平行平板后图像模拟出现暗角

Vc泡腾片

设计的一个望远镜头，各个指标都差不多已经设计好了，mtf、点列图等基本都ok了，今天想着在把cmos的保护玻璃（厚度300um）也加进去看看，简单优化了一下，mtf、点列图等等都跟之前的差别不大，但是发现图像模拟出现了很大一块暗角，这是为啥（如图1-图3），看了下相对照度基本也都在0.9以上，为什么还是会出现暗角。我取消“应用固定孔径”之后又可以恢复正常（如图4）。

另外，还想请问下图像模拟的参考意义大吗？有一朋友说他设计时基本不看图像模拟，主要还是看mtf、点列图这些。以及有时候mtf、点列图表现并不好但模拟图像倒又还行，这又是为啥。不太清楚图像模拟在设计的时候的参考价值到底如何，是否有参考的意义？

求大佬们指教！

  
图1 图像模拟具体设置   

   
图2 边缘视场      
      
图3 中心视场


                  图4 取消应用固定孔径

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opticwc

2025-5-21 09:49

视场高度设置错误导致。
ZEMAX图像模拟逻辑，视场高度指的垂直高度，你的最大视场是1.32*2=2.64°，sensor画幅比16：10，视场高度应为2.64*10/18.87=1.4。
此时应为上下对齐，左右有黑边的图像。
因为还有第二个问题：导入的图片是640*480而你的探测器设置为1928*1208，探测器画幅比16：10比物方图像4：3更宽，投射到探测器上，左右没有图像。
应用固定孔径是软件为你自动把孔径固定为当前值，如果不选，镜片的孔径超出当前的直径，会导致模拟错误，详见ZEMAX说明书

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opticwc

视场高度设置错误导致。
ZEMAX图像模拟逻辑，视场高度指的垂直高度，你的最大视场是1.32*2=2.64°，sensor画幅比16：10，视场高度应为2.64*10/18.87=1.4。
此时应为上下对齐，左右有黑边的图像。
因为还有第二个问题：导入的图片是640*480而你的探测器设置为1928*1208，探测器画幅比16：10比物方图像4：3更宽，投射到探测器上，左右没有图像。
应用固定孔径是软件为你自动把孔径固定为当前值，如果不选，镜片的孔径超出当前的直径，会导致模拟错误，详见ZEMAX说明书

丁丁的

关于图像模拟的问题，我以为还是以spot，MTF为核心，图像模拟做参考即可，但是如果图像模拟不行，则坚决不可以。

Vc泡腾片

opticwc 发表于 2025-5-21 09:49
视场高度设置错误导致。
ZEMAX图像模拟逻辑，视场高度指的垂直高度，你的最大视场是1.32*2=2.64°，sensor ...

我按1.4设置了还是不行，换了不同的图片模拟也不行（如图）。另外，我在加平行平板前，查看模拟图像，按1.86676的视场高度模拟没有这种问题，加了平行平板之后就出现了黑边，就很奇怪。

Vc泡腾片

丁丁的 发表于 2025-5-21 10:28
关于图像模拟的问题，我以为还是以spot，MTF为核心，图像模拟做参考即可，但是如果图像模拟不行，则坚决不 ...

我看社区有人会出现mtf spot不行但模拟图像又还OK，那种情况怎么看呢？

丁丁的

Vc泡腾片 发表于 2025-5-21 10:36
我看社区有人会出现mtf spot不行但模拟图像又还OK，那种情况怎么看呢？

这里很好理解，图像模拟模糊则一定不行，图像模拟清晰则有可能满足使用要求，看实际使用场景。
mtf ，spot不行也得看是什么样的不行，最后光线接收器是sensor还是人眼，sensor要求更严肯定以mtf为准，人眼要求本来就没那么高，看起来是mtf没有优化到衍射极限但是人眼看起来也还行，所以这里有的时候不是mtf“不行”，而是不同场景下这个mtf和spot“行不行的标准”不一样。

Vc泡腾片

丁丁的 发表于 2025-5-21 10:47
这里很好理解，图像模拟模糊则一定不行，图像模拟清晰则有可能满足使用要求，看实际使用场景。
mtf ，spo ...

明白了。还想再问一个问题，针对你前面说的这句“但是如果图像模拟不行，则坚决不可以。”，就我发的这个例子而言，mtf、spot、相对照度、畸变等等指标目前都达到了需求，但模拟图像就是突然出现了这种暗角，这种情况也是不可用的？按理说加一个平行平板不至于会出现这么大的暗角。

丁丁的

哈，你这里我觉得问题不大。cmos的CG通常是设计时候就加到光路里的，这里不再多说。
出现暗角的原因通常可以查阅相对照度和layout图来发现哪里的光线有被遮挡。但是您这里图像模拟是上面两个角有阴影，下面两个角落却没有，请先检查图像模拟里的参考视场是不是轴上视场。
至于加与不加CG会出现暗角的问题，猜测是加上CG后光线不再全部集中，边缘视场有局部光线远离中心，spot里几何半径应该能看出端倪才是。
如果可以贴layout上来可以有助于大家一起帮忙确定问题来源。

Vc泡腾片

丁丁的 发表于 2025-5-21 11:13
哈，你这里我觉得问题不大。cmos的CG通常是设计时候就加到光路里的，这里不再多说。
出现暗角的原因通常可 ...

大佬，我把图贴上来了，这是对无穷远成像的结果，您看看有啥问题不。cmos的保护玻璃我是在设计完成后再加入进去的，会不会是这个原因造成的呢？

宿命233

CG对图像模拟没有影响的；设计的时候有人看也有人不看图像模拟的，关键还是看自己的参数设置的合理与否，视场/元件有无倾斜、渐晕。都设置正确了理论上是不会出现性能指标好图像模拟很糟糕的情况的。