镜头成像对比度怎么调 镜头成像对比度不如竞品的原因?

目前的问题是：自己设计的镜头从分辨率来看还好，但是一跟竞品做对比，就明显看出图像的对比度差了不少，图像整体发白发蒙。

想请教一下大家，这种现象是因为镜头的杂散光消除没做好导致的吗？镜头机械件内部已经做了氧化发黑和加消光螺纹处理。

现在怀疑的一个点是：镜片边缘的涂墨处理只针对了凹面，对于凸面和平面则都没有涂墨。这会不会是一个重要原因？

具体的测试对比如下：

1、分辨率板图像对比（右图为竞品图像）

2、十字叉丝图像对比（右图为竞品图像）

3、圆点图像对比（右图为竞品图像）

站友回复：

196：明显照片发白发蒙，注意杂散光的消除，如果还是难以找到问题点，也有可能是玻璃表面的粗糙度没有达到要求。

fornever24@196：请问杂散光的消除通常有哪些方法呢？我们目前在机械件内部做了氧化涂黑（没用消光漆）和消光螺纹处理。

还有现在怀疑的一个点是：镜片边缘的涂墨处理只针对了凹面，对于凸面和平面则都没有涂墨。这会不会是一个重要原因？

非常感谢回复！

196@fornever24：所有非通光面当然尽量全部做涂黑处理，当然具体还是得做分析后才清楚。消除杂散光的方法主要参考《杂散光抑制与分析》这本书中，里面有系统的理论和解决方法。

天空很蓝：有没有对比照度，照度大的话，除了镜片涂黑，另外就是看能不能在某个镜片那里适当遮挡一些光。

chp:整个像面模糊的比较均匀，不像是镜筒反射杂光引起的，适当减小一下通光口径看看，另外检查一下设计；

2968:有没可能，测一下两个镜头的MTF曲线。轮廓不清晰是不是低频不大行。

Ds12345679:应当是你们的像质低，竞品像质接近衍射极限，你们装配后的结果不好。你对比一下星点像，虽然没有彗差，但是球差严重。能量往一环和二环转移。看一下间隔和中心偏误差。

fornever24@天空很蓝：

关于镜片通光边缘涂墨问题我请教一下：

目前我们加工厂的做法是只在有“凸台”的地方涂墨（见下图1、2、3），对于镜片凸面或者平面这种通常边缘是不涂的。加工厂的说法是“凸台”区域由于是“毛玻璃”粗糙状态，比较容易涂墨；而镜片凸面和平面通常都做成了光面，无法涂覆。

他们的这个说法合理吗？站长你那边的涂墨一般是怎么做的？

图1：

 

图2：

 

图3：

 

fornever24@chp:

嗯，目前的现象确实是整个图像都比较发蒙发白，从分辨率测试的细节来看也能看清最小分辨率。

减小通光口径是为了验证什么呢？

fornever24@2968:

目前主要怀疑的点还是杂散光，不过你说的也有道理，现在图像不是最小分辨率出问题，而是图像特征的边缘过渡像素太多。

我们这边测试仪器有限，能请教一下你是怎么测试镜头MTF的吗？之前试过拍棋盘格图像用Imatest软件的，但是感觉不是很靠谱。

fornever24@Ds12345679:

这个镜头在设计上其实也接近衍射极限了，公差分析下来也跟我们普通的镜头基本类似，没有特别紧的。唯一的区别是这个镜头是高倍的（5X），我们其他低倍的镜头好像没怎么出过这个问题。装配嘛都是一样的方法，所以不清楚问题在哪里

Jarry_chan:我也觉得主要是像质上的差异导致的，虽然杂散光也有一部分影响。你们的像质低应该比竞品低。

从过度像素看，你们的过度像素确实比竞品的多一些，参考下图，右边是竞品的。

以前我对比过分辨率不同的镜头拍出来的效果（倍率一样），你可以参考一下，右边分辨率更好。

fornever24@Jarry_chan:

我感觉不太像是分辨率较差的原因。你看一下我主贴中的第一张分辨率图像，和你展示的分辨率较好和较差的还是有区别的。

Ds12345679:我看了你的3片零件，我估计是偏心差难于控制，你对比一下二者差距。你把两组零件图拍一下，我看看。

fornever24@Ds12345679:

佬你是怎么看出“偏心差难于控制”的问题的？能详细说一下吗？

“两组零件图”是啥意思？竞品镜头的设计我没有的，只能大概贴一下光路图，如下：
 

Ds12345679:

 

 

 

通过这两个图片估计装配时隔圈不是支在曲面处，这样不能自动锁紧使镜片同心，即使磨边再好，安装也会有间隙，它会使透镜平移。如果是显微物镜，中心偏公差都在微米级。两组放在一起，是看一下，竞品的光学零件的样子，是不是竞品的通光直径比你的大。另一个是否是铜镜框，铜镜框的话是调心后配车的，间隙紧，是正规厂家。

fornever24@Ds12345679:

看了一下机构，我们这边镜片和隔圈的配合基本都是平面对平面的（除了镜片凸面），见下图。

我们不做显微物镜，以远心镜头为主。目前的情况是：对于低倍镜头，一般不存在对比度太差的问题；对于高倍镜头，对比度或多或少都会差点。

按您的意思，是因为镜片和隔圈的配合方式不好导致的？

由于竞品镜头是借样测试的，所以不能拆开看，不过他们的通光确实是大一点的。

 

leo.7777:看分辨率的话，其实你的镜头并不会差啊，高频的解析度并不会差，只是整体发蒙。

杂散光什么的也不是核心问题。我觉得可以查下，以下几点。

1，镜片的亚斯是否偏大。

2.镜头组装的油污问题。

3，滤片，芯片上是否有灰尘油污等问题。

4，检测下MTF，帮助排查下问题

fornever24@leo.7777:

分辨率这方面我跟您的看法是一致的，高频部分其实还好，有没有可能是低频部分较差导致的呢？

还有为什么不太像是杂散光导致的呢？是因为杂散光通常都是局部的、不会让整个图像都发蒙吗？

 

关于您提到的这几点，镜片的亚斯和MTF确实是没排查过的，值得看看；油污、灰尘问题应该不是原因，镜片都是干净的；相机的话由于都是用的同一台，所以也不会是这个问题。

leo.7777@fornever24:

低频也不差啊。。

整体给我的感觉是整个画面不通透。

因为没有看到具体的镜头，都只是猜测。

镀膜方面也可以看看

bit_lzg:

看这样子应该是杂散光的问题，你要自己带上结构件做杂散光分析的，软件可以用zemax非序列或者其他照明软件。

另外关于镜筒发黑这件事，不是发黑了就真的黑，你要测一下看看。

fornever24@bit_lzg:

杂散光分析是不是一般用于分析图像中“鬼像”问题的啊？类似这种图像整体发白的现象能有效吗？

还有一个问题：杂散光分析中需要对材质的特性有比较准确的建模后，分析结果才比较有参考性吧？但是我这边以前没有类似的经验，您有相关的仿真分析教程吗？

感谢！

RemyLL:

我之前设计过一个系统 也是像面模糊，减小通光孔径现象改善许多，这样的话算是理论设计的解像力不够还是杂散光比较严重

bit_lzg@fornever24:鬼像问题是镜片有效区域之间的来回反射造成的，这个要模拟。光线在镜筒、镜片无效区域、镜片外边缘等位置的反射、散射也要模拟，这是两个问题。

模拟有准确数据当然最好，没有也没关系，可以做近似。比如发黑的镜筒，通常就可以用一个反射率+高斯散射的模型来模拟，模拟完你能看到趋势，然后根据实际情况来一起分析。

镜筒发黑，你可以用一束激光照射发黑的金属表面，然后观察、测量光线的反射、散射情况，近似就好。

总的来说就是很多参数你可以做近似处理，不用很精准，在软件上模拟进行定性分析，是能看出很多问题的。

hs123xxx:先测一下镜片反射率是否达标吧

拍摄的时候加个黑罩子，来确认下是不是视场外光线进入物镜导致的杂散光。

fornever24@RemyLL:

如果单纯减小通光孔径的话，镜头的分辨率不也下降了吗？

hs123xxx@fornever24:

从你的第三张图片来看，你黑色的部分其实不是很黑。但是从第一张图看，分辨率也还不错，那就证明你的像差并不会很大，那对应的弥散斑并不至于导致图三这么大的圆斑对比度下降，所以不是像差原因，所以图三对比度差是杂散光原因，整个成像面上有一定亮度，而且这个亮度还挺均匀的。然后，从你的光学结构示意图来看，角度也不是特别大，如果镀膜正常的话，二次反射就比较小，打到物镜筒上散射概率也不大。

所以如果是视场外的光，可能就直接打到物镜筒表面，直接散射了。

至于竞品，不排除人家做了消光设计。有拆解分析过光机结构吗

fornever24@hs123xxx:

因为竞品是借样的，所以没有拆解看过内部的结构。

您对这个镜头成像的分析我觉得挺有道理，跟我目前想的差不多。

按照您的意思，是不是主要排查以下几点：

（1）单个透镜的整体透过率是否有问题。目前我们图纸上要求的是透镜单个表面反射率<0.5%，这种要求应该不算差吧？

（2）镜头内部的消光做的是否到位。目前镜头内部做了消光螺纹以及氧化发黑（没有涂消光漆），最近也在镜筒内壁贴了消光绒布，但是改善不大。

（3）排查外部杂光的干扰情况。这个会做一下测试，看看效果如何。

RemyLL@fornever24:

理论的解像力极限是降低了，但是实际测试的结果，缩小口径，光晕改善，解像力会提升。

编辑：黄飞