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    非球面技術在cctv鏡頭中的應用

    非球面技術


    非球面技術是目前比較熱門的話題之一。其實非球面技術早在攝影物鏡中就有廣泛應用,引入到CCTV鏡頭中大約是10年前的事情。那么什么是非球面?


    其實對于非球面鏡片,如果用肉眼觀察的話,通??瓷先ト耘f是一個大致的球面形狀,而不是平面。因為非球面鏡片的面形就是在球面面形的基礎上做細微的調整得出的,從數學的角度來說,球面的面形函數是一個二次函數,但非球面的面形函數則是四次甚至更高次的函數,通常設計到10次,所以非球面的面形更加復雜。更加形象地說,非球面的面形是以球面面形為基礎,在球面的基礎上進行人為控制,事先設計好的細微面形起伏,從而使鏡片的面形呈現非球面的復雜曲面。非球面在各個孔徑具有不同的光焦度。


    人們一般認為一束光線透過凸透鏡后(最常見的球面鏡片),可以聚集在一點上。例如很多人都曾用放大鏡聚集陽光燒紙玩的經歷。但是從光學角度上來看,球面凸透鏡并不能把光線真正聚集到一點上,它所聚成的其實是一個光斑。由于肉眼的視力有限,所以看上去好象是一點。這是由于球面鏡片有一個先天不足,它有一個稱為“球面像差”的缺陷,而且通過單枚球面鏡片自身是無法克服這種像差的,正是這種像差的存在,所以帶來了光斑現象。這種像差會極大地影響成像質量。但是非球面鏡片可以把光線精確地匯聚到一點上,較正球面像差,大幅提高成像質量。那么非球面鏡片使用到鏡頭中之后,有什么具體優點呢?


    (1) 非球面鏡片的應用可以使鏡頭光學結構相對簡化,從而在光學設計和機械結構上更易獲得更大的通光口徑,使整個畫面更加明亮。


    (2) 非球面鏡片可以大幅度提高成像質量,令畫面更加清晰,特別是邊緣圖像的清晰度。


    當非球面應用在主光線較高的面上時,它還可以矯正像散,畸變等軸外像差,從而使軸外成像也能得到大幅提高,這一點在實際使用時意義巨大,它使畫面中每個細節都都能清晰地表現,避免有圖像但是由于細節模糊而無法作為證據的無奈情況。


    (3)1枚非球面鏡片可以替代一組球面鏡片,所以使用非球面鏡片可以實現鏡頭體積的小型化。


    非球面鏡片在設計上借助成熟的光學軟件并不困難,但是其生產加工卻需要極高的技術和工藝。因此在CCTV鏡頭能夠自己獨立完成全部非球面鏡片的開發與生產的廠商屈指可數,而非球面鏡頭的開發以及生產技術變成了一個企業的核心技術。

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