光學(xué)儀器精細計量成像質(zhì)量需要輪廓鮮明、色彩明亮

成像質(zhì)量
  一幅好的圖像必須輪廓鮮明、色彩明亮，并且穩(wěn)定。輪廓鮮明
是指圖像中有清晰的明暗分界線，甚至在細節(jié)部分也有很好的對比
度；圖像看起來色彩明亮，且沒有擾動；當物體在焦平面附近輕微
移動時沒有顏色遮擋。這時獲得的圖像是穩(wěn)定的。即使物體存在微
小的離焦致使圖像產(chǎn)生彗星狀的色彩誤差，人們的眼睛也對其不敏
感。換句話說，即使物體在物空間運動，良好的設(shè)計完全可以達到
良好的成像效果。

  首先，要確定的是所設(shè)計的系統(tǒng)需要觀察什么樣的物方視場。
比如，對于大地測量儀，視場是等角的，也就是說系統(tǒng)的放大率與
物體的距離成正比。這種內(nèi)調(diào)焦望遠鏡原理簡單、魯棒性好、結(jié)構(gòu)
緊湊，通常是通過分析系統(tǒng)的放大率來獲得物體的距離。

  當需要精確跟蹤某一物體時，我們則希望放大率不隨物體距離
的變化而變化，此時就應(yīng)該設(shè)計成等寬視場，但是，至少需要兩個
可動透鏡組如變焦鏡頭。采用同樣的方法可以用來跟蹤快速運動的
物體，而且圖像不受距離影響，這樣非常便于軟件處理。另一個簡
單的例子是采用近距離大視場的系統(tǒng)，還是遠距離小視場的系統(tǒng)?
如果確定了一定距離內(nèi)的物體投射到像空間的探測器的像素尺寸大
小，就非常容易確定選擇什么視場的系統(tǒng)了。

  其次，值得考慮的是圖像觀察起來的感覺，或者說圖像的重要
質(zhì)量特征是什么?在定位應(yīng)用(如大地測量儀)中，一般只需要觀察
視場中心部分圖像，如果周圍圖像的質(zhì)量稍微差一些，那么視場中
心部分的圖像又更顯得明亮，也就更易于使用者的觀察。但是，如
果設(shè)計軍事或者醫(yī)療診斷方面的觀測儀器，可能需要視場邊緣的圖
像也非常明顯，因為這些儀器不僅需要觀察視場中心，而且需要觀
察視場邊緣。

  優(yōu)秀的設(shè)計還需要滿足用戶的審美需求。當使用者對某一物體
進行聚焦時，圖像會變得越來越清晰，直到達到最清晰的聚集效果
，但是，如果在聚集過程中圖像由不清晰突然間變到最清晰狀態(tài)，
使用者的印象會非常深刻，這也能夠幫助使用者更高效率地聚集物
體。這時，圖像的質(zhì)量是一個動態(tài)的調(diào)節(jié)過程，通常與每個人的心
理有關(guān)，很難用固定的參數(shù)來表達。因此，設(shè)計人員應(yīng)該研究使用
者的心理狀態(tài)，才能更好地服務(wù)于用戶。這種特殊光學(xué)性能的系統(tǒng)
需要通過設(shè)計高次像差的非球面鏡頭才能實現(xiàn)，一些公司耗費了幾
十年的時間來研究這種新的具有巨大潛力的技術(shù)。

(本文由上海光學(xué)儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復(fù)制http://www.sgaaa.com)