[发明专利]使分辨率与传感器像素在全视场范围内匹配的方法及产品

说明书

本申请涉及一种使分辨率与传感器像素在全视场范围内匹配的方法及产品，提出了一种匹配率定义和概念，并由此导出由匹配率决定的，从分辨率换算来的畸变设计方法，可以保持在全视场范围的匹配一致性或者在全视场范围的匹配期望。本申请解决上述技术问题的技术方案还包括上述分辨率与传感器像素在全视场范围内匹配方法在有景深要求的光学系统设计上的应用。本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：可以保持在全视场范围的匹配一致性或者在全视场范围的匹配期望，使得有景深要求的光学系统在设计时即考虑分辨率与传感器像素的配合关系，节约成本的同时使技术效果尽量达到最佳。

技术领域

本申请涉及一种使分辨率与传感器像素在全视场范围内匹配的方法及产品，也可以实现预期设想的匹配，主要适用于有景深要求的光学系统。

背景技术

采用光电传感器成像的光学产品，其数值孔径与传感器像素单元的匹配水平，特别是全视场范围的匹配一致性决定了成像分辨性能。目前的设计往往关注于以视场中心为设计基点的匹配水平，但由于缺乏全视场范围匹配一致性的相关方法，很多产品并不能实现全视场范围的匹配一致性，造成或者像素数的实际有效作用在物方分辨率方面明显下降，或者在轴外发生光学分辨率高于奈奎斯特频率而产生的莫尔纹。

发明内容

本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提出了一种匹配率定义和概念，并由此导出由匹配率决定的，从分辨率换算来的畸变设计方法，可以保持在全视场范围的匹配一致性或者在全视场范围的匹配期望。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：

一种使分辨率与传感器像素在全视场范围内匹配的方法，其特征是包括以下步骤：

(a)计算在平面P视场的单位相对畸变V_U-p(w)

设计工作距为d₀，对应某w处，平面视场设为P，P视场的单位相对畸变V_U-p(w)由分辨角密度函数r(w)换算的算式见式(7)，

单位相对畸变V_U-p(w)由空间分辨率Lp(w)换算的算式见式(8)，

要保持全视场匹配水平一致的设计，则匹配率应设计为常数，即k_w＝k₀；

(b)计算在平面P视场的相对畸变V_p(w)

设计工作距为d₀，对应某w处，平面视场设为P，P视场的相对畸变由分辨角密度函数r(w)换算的算式见式(9)

注：p(w)和r(w)的单位用1/弧度

相对畸变V_p(w)由空间分辨率Lp(w)换算的算式见式(10)

要保持全视场匹配水平一致的设计，k_w＝k₀

如果r(w)或Lp(w)按等间隔Δw取样，Δw足够小时，式(9)和式(10)中的积分可改用∑求和公式简单计算。如等匹配设计：k_w＝k₀时，V_p(w_i)可由式(11)导出

式(11)中i＝1,2,…,W/Δw，Δw的单位用弧度。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：一种有景深要求的光学系统，其特征是满足上述方法的要求。