光学系统一阶参数与CCD参数之间关系

成像光学系统设计需要进行CCD选型

1、根据系统指标,选择合适CCD(像元尺寸和单元数)

2、根据CCD像元尺寸,可计算系统F/#范围(与光学系统艾里斑半径匹配问题需根据需要,但一般艾里斑半径需稍大于CCD像元尺寸)

     (艾里斑直径)

     这里可以将艾里斑半径控制在一个像元至两个像元之间,可获得F/#的范围

3、根据CCD靶面尺寸、光学系统视场、焦距之间关系,确定视场和焦距

视场角大小和CCD传感器尺寸和镜头焦距有关:

水平视场角 = 2 × arctan(w / 2f);

垂直视场角 = 2 × arctan(h / 2f);

视场角 = 2 × arctan(d / 2f);

w为CCD的宽,h为CCD的高,d为CCD对角线长。括号内实际是(d/2)/f
4、焦距f确定,F/#确定,即可获得口径D大小

5、CCD靶面要大于光学系统像面

另:确定F/#范围的另一方法(较粗略)

CCD像元尺寸a,黑白线对周期为2a,Nyquist=1/2a;

一般Nyquist频率处传函大于0.5为佳,至少0.4。

而截至频率至少是Nyquist的两倍,因此进而可估算F/#<?值,根据需要取F/#即可

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