» Программы для разработки, тестирования, оптических систем

Может кто подскажет по каким критериям оченивать качество объектива для его работы на ПЗС-матрицу? Я оцениваю по кривизне, астигматизму, дисторсии и RMS vs Field так же иногда FFT MFT плюс иногда очениваю Encirclid Energy Diffraction. До этого считал оптику для работы с глазом там все понятно на что смотреть а здесь как-то прям не очень!!!

А как оценивали работу с глазом?

yevogre
По кривезне и пятну в афокальной системе ну астигматизму еще

BernikG
FFT MTF, RMS vs Field, Diffraction Encircled Energy , дисторсия, освещенность по полю (первые три параметра связаны, можно выбирать что ближе для своей задачи).

A_P_V
А освещеночть где смотреть? И зачем? Я смотрю на иметаторе изображения! и трасировки по пиксилям! Как вообще можно оченить качество таких объективов?

освещенность по полю (Relative Illumination) - одна из характеристик, из которых складывается качество объектива.


Цитата:

Как вообще можно оченить качество таких объективов?

не совсем вопрос понятен. Чисто технически - проблем не вижу - разработчики программ предусмотрели инструменты.

Цитата:

Как вообще можно оченить качество таких объективов?

ИМХО
Оценка качества объективов проводится по MTF ибо главный параметр - разрешение.
Также можно оценить по Штрелю, но это уже потом.
Все перечисленные вами параметры (
Цитата:

кривизне, астигматизму, дисторсии и RMS vs Field

влияют в конечном счёте на ЧКХ, но являются параметрами, определяющими путь оптимизации.

В одном руководстве вводные параметры такие:

Sharpness - MTF through focus range
Low freq, 17lp/mm >90% central; >85% outer
High freq, 51lp/mm >30% ............>25%

Geometric distortion <4%

Это как-бы нижний предел для проектирования (самый, учебный)

В паспортах продвинутых матриц указывают MTF прямо:

MTF = >40% Nyquist (к примеру), частота Найквиста = удвоенный размер пикселя.

yevogre
Я правельно понимаю что ЧКХ является основным показаиелем качества изображения объектива? Что с пятном расеяния? Если оно больше пикселя? Я понимаю что объектив не может обеспечить качество изображения превосходящее дифракционный предел! Но все же если размер пикселя 1.4 мкм а пятно скажем по краю поля 1 мкм при дифракционном пределе 4 мкм то объектив все равно обеспечит качество изображения раное 4 мкм верно я расуждаю? А следоватеьно нет смысла сильно заходить за диф предел я правельно понимаю?

Ориентироваться можно на такие цифры, но лучше, на мой взгляд, что бы качество задавал заказчик, исходя из применения систем и последующей цифровой обработки. Рассматривая систему в целом, иногда возможно пересмотреть характеристик.

Заказчик я сам и объектив для внутренего потребления, следовательно качество задаю то же я! Задано оно таким образом: Что бы обеспечивал качество изображения удовлетворительное для совместного применения с ПЗС-матрице размер пикселя которой не менее 1.4 мкм, но не более 3 мкм! Если я выложу картинки с характеристиками сможете оченить качество зображения для подобной матрицы?

Цитата:

А следоватеьно нет смысла сильно заходить за диф предел я правельно понимаю?

Интересно!
А у вас получалось заходить ЗА дифф предел????
И потом, я уже упомянул частоту Найквиста - почитайте.
Коротко:
Частота Найквиста есть 1/(удвоенный размер пикселя).
На этой пространственной частоте нужно иметь контраст (по ЧКХ) не хуже указаного производителем матрицы.
Обычно не ниже 40% (ИМХО).
В этом случае оптика вытягивает то, что матрица в состоянии показать.

Размер пикселя 1.4 или 3мкм - это РЕАЛЬНЫЙ размер по-моему у цветных матриц.
В формировании точки участвуют 4 пикселя (квадратик 6 х 6 микрон) - это будет размер информационного пикселя.
А частота Найквиста будет 1/(2*6мкм) = 83lp/mm.
На этой частоте ваша оптика должна давать 40% контраста - проверяете по ЧКХ

yevogre
Да вы не поверите оптика может позволить качество выше дифф предела, вот только в реальной жизне качество ну ни как не превзайдет этого предела! За помощь огромное спасибо! Еще вопрос по краю поля в тангенсальной плоскости 0,23 а в сагетальной 0,5 как это оченить? Я понимаю что обе плоскости должны лежать в пределе 0,4?

BernikG

Цитата:

Еще вопрос по краю поля в тангенсальной плоскости 0,23 а в сагетальной 0,5 как это оченить?

Да у Вас астигматизм, батенька!!!
ГЫ-ГЫ-ГЫ!!!

Цитата:

Я понимаю что обе плоскости должны лежать в пределе 0,4?

Именно так, батенька!!! Там и должны!!!
ГЫ-ГЫ-ГЫ!!!



Добавлено:
BernikG
Если по делу, то могу посоветовать как можно больше линз в систему, если у Вас нет ограничений на освещённость матрицы, массу, толщину и цену...

То что астигматизм и сам в курсе, про много линз всегда есть предел когда увеличение линз наоборот приводит к ухудшению качества системы и это не является выходом! Но не один астигматизм на это влияет!
Еще хочу спросить как оптимизировать NSC? Если необходимо получить более менее ровное поле при определеном угле расеивания для вторичной линзы светодиода?

BernikG, маловато входных данных по линзе для светодиода.
Какой параметр Вы хотите оптимизировать? Если форма линзы уже задана, то можете оптимизировать положение этой линзы относительно светодиода - при введении рассеивания таким образом, можно получить более-менее равномерное пятно на некотором расстоянии.
Лично я оптимизировал по освещенности на определенных пикселях детектора - вводил несколько контрольных точек на детекторе (у меня система осесимметричная) и по ним устанавливал нужное распределение освещенности (дополнительно устанавливал условие, чтобы в центре освещенность была максимальной, а то система может чего-нить лишнего придумать при оптимизации ).
Если вы хотите поиграть формой линзы, то метод тот же, только параметр для оптимизации другой.

Это тривиально, но критерий качества системы зависит от ее использования. Для фото- кинообъективов принято использовать ЧКХ , хотя, по опыту, это тоже не всегда отражает "потребительское" качество системы. Разработчику, как правило, задается требуемый контраст на определенной частоте или на нескольких частотах.
На практике, если изготовленная оптика дает контраст больше 20% на определенной частоте ( ниже найквиста ! ), то система , как правило, "видит" эту частоту.
Имейте в виду, что проверка системы на частоте найквиста не вполне корректна: результат зависит от того, как падает изображение шпальной мирры, например, относительно матрицы приемника.
При смещении на полпикселя контраст изображения системы будет 0 даже при идеальной оптике!
Только частота в половину найквиста дает однозначный результат.

Дисторцию сейчас очень часто исправляют при обработке изображения, дигитально.Так что допуск на нее достаточно свободен.

И, последнее, для малых пикселей ( 3 мкм и меньше) начинает иметь значение углы падения лучей на матрицу, для пикселей 1.7-1.5 мкм этот параметр может стать критическим. Обратите внимание.

aga17
Да я уже видел несколько матриц, где используются микролинзы, с показателем желательного удаления выходного зрачка системы. Система будет использоваться в веб-камере так что какая там должна быть ЧКХ бог ее знает! так как я работал восновном с телескопическими системами то привык оченвать качество по пятну и графикам кривизны и дисторсии. Для объектива дисторсия критична так как в электроники не будет корекции хотя без оптимизации дисторсии объектив по другим характеристикам будет великолепен! Спасибо за помощь!!!!

Добавлено:
dremm
Какие операнды для оптимизации применяются. а то я пробоват то что есть в инструкции и ни чего не понял как они работают! Водные просты необходим овал в плоскоси х 40 градусов полный угол в плоскости у 10 градусов при более менее равномерной освещености приемника!

Цитата:

При смещении на полпикселя контраст изображения системы будет 0 даже при идеальной оптике!  

Это, если не учитывать Найквиста. Поэтому за точку отправки берут ДВОЙНОЙ пиксель.
Очень показательно по ЭОПам.
Шаг отверстий микроканальной пластины 6 мкм, частота получается 160 лп/мм, предел
разрешения указывается 80 лп/мм. И это прописано в учебниках.

В паспорте матрицы от Cypress LUPA 1300 указано:

MTF - 60% At Nyquist
20% это Релей, для глаза ИМХО

В ЭОПах 80 предел не только из-за МКП там много факторов!

BernikG
Допустим, расстояние до детектора 1 метр, следовательно, размер пятна на детекторе должен быть Х=839мм, У=176.327мм. Размер детектора установите 2мХ1м, число пикселей, допустим, 25 (желательно нечетное количество, чтобы в центре был 1 пиксель, а не 4) по обеим осям.
В итоге получится, что размер пикселя будет ~77ммХ38мм.
в редакторе функции качества (MFE) задаем следующие операнды:
1 NSDD 1 0 0 0 0 0 - очистка детекторов
2 NSTR 1 1 1 1 1 1 - трассировка от источника (с поляризацией, чтобы учесть переотражения и все такое)
3 NSDD 1 3 -1 1 0 0 - максимальная освещенность на детекторе
4 NSDD 1 3 313 1 0 0 - освещенность на центральном пикселе
5 NSDD 1 3 63 1 0 0 - освещенность на расстоянии ~840мм вверх от центра детектора
6 NSDD 1 3 318 1 0 0 - освещенность на расстоянии ~190мм вправо от центра детектора
7-9 DIVI 4/3, 5/3, 6/3 - 3 оператора отношений освещенности в контрольных точках к максимальной освещенности. По идее, можно прямо в этих операндах задать значение 1 и установить равные веса операндов. Количество контрольных точек задаете сами.
Центральный пиксель вычисляем по формуле: (N*M+1)/2, где N,M - количество пикселей по Х,Y соответственно.
Но я предпочел внести возможный небольшой разброс ~(+-)5%, так что ввел операнды OPGT OPLT и установил соответствующие значения на них.
Как то так.
П.С. Поздно заметил
Цитата:

полный угол

я привел пример для 40 градусов вверх и 10 градусов вправо, для 20 и 5 градусов сами подправьте (если честно, мне лень, только что пообедал )

Цитата:

В ЭОПах 80 предел не только из-за МКП там много факторов!

ПРЕДЕЛ в ЭОПе только по данной причине. Потому как ПРЕДЕЛ.
А влияние ионно-барьерной, рассеяние из-за дистанции и прямой фокусировки формируют
РЕАЛЬНУЮ ЧКХ, которая описывается в паспорте. Там разрешение намного меньше.

dremm
ОГРОМНОЕ СПАСИБО!

подскажите кто знает

способен ли POP в земакс коректно просчитать гаус. пучок через асферику?

вижу разницу между PSF картинкой и POP анализом, убираю асферичность разница пропадает

Может кто подскажет, где найти модель 5 мм светодиода 30 градусов?
можно в виде DAT файла....

Подскажите какую программу лудче использовать для определения освещености помещения от светодиодных ламп!

Цитата:

Подскажите какую программу лудче использовать для определения освещености помещения от светодиодных ламп!

Dialux - она бесплатная.

Но можно и Zemax... считает правда дольше

А LightTools или Trace Pro или Optis Works проще чем Zemax? Zemax знаю нормально но посмотреть там освещеность помещения да с мебелью проблематично!

Цитата:

Zemax знаю нормально но посмотреть там освещеность помещения да с мебелью проблематично!

Вставляйте модели мебели готовые.

Но проще в Dialux - там и мебель, и всяко-разно есть. Осваиваестя просто программа, т.к. есть рускоязычный интерфейс

Где найти производителя (США, Китай, Европа) полупрозрачных фильтров? нужен полупрозрачный - 50% проходит, 50% поглощается.

Цитата:

Где найти производителя

www.edmundoptics.eu - чем не подходит?