消畸变折反射全景成像系统光学设计与分析

"消畸变成像折反射全景成像系统设计 (2011年)" 本文主要探讨了在光学设计领域中，如何解决单视点折反射全景成像系统的畸变问题，提出了一种有效的消畸变方法。在折反射全景成像系统中，由于光路的复杂性，通常会出现较大的图像畸变，这会严重影响图像的质量和分析精度。针对这一问题，研究者们通过计算反射镜面型来实现系统的消畸变设计。 首先，文章基于反射镜入射角与反射角之间的线性关系，推导出适用于消除畸变的反射镜面型公式。这个公式是建立在几何光学基础上，通过对光线的精确追踪和反射规律的运用，来优化反射镜的曲面形状，从而减少或消除因折反射导致的图像变形。 为了验证所提出的反射镜面型的有效性，作者设计了一个具体实例，即一个F#为3.3，视场为138°的消畸变成像折反射全景成像系统。在这个设计中，他们利用实际像平面和虚拟像平面之间的坐标映射关系，对系统进行了消畸变设计。通过计算和分析，得出在奈奎斯特频率下，各个视场的调制传递函数（MTF）均能达到0.6，这意味着图像的分辨率和对比度较高。同时，边缘视场的相对畸变控制在4%以内，达到了较好的成像质量。 这些结果表明，所提出的反射镜面型确实能够有效地实现消畸变折反射全景成像。此外，反射角光线追迹法被证明是评估折反射全景成像系统畸变的一种有效方法。这种方法不仅为光学设计者提供了理论依据，也为实际的系统设计和优化提供了实用的工具和计算手段。 该研究对于折反射全景成像系统的设计具有重要意义，它为减小或消除成像畸变提供了一种新的解决方案，并为后续的光学系统设计提供了理论支持和实践指导。通过这种方法，可以提升全景成像系统的性能，提高图像质量和分析的准确性，这对于遥感、监控、航空航天以及科学研究等领域具有广泛的应用价值。