[求助] [已解决]Zemax设计中关于点列图与MTF冲突的问题

@海绵宝宝 您好，请教个问题：在设计配合人眼雷竞技下载找ray666点vip系统（如AR/VR）的时候发现了个问题；如图系统，入瞳即光阑，我现在按照入瞳5毫米设计的，各视场点列图在5um以内，MTF表现良好也都大于0.4；然后我发现我减小光阑孔径从5mm变到4mm变到2mm，点列图很合理的逐渐变的更小了，但MTF逐渐差了，这就很疑惑了，这么说5mm入瞳设计的雷竞技下载找ray666点vip系统用到3mm入瞳的人眼上，难道清晰度还会变差？理论上孔径小了，人眼不感觉更清楚吗?而且点列图和MTF表现不一致呀。

后来我用几个投影镜头试验了下，减小第一个镜片的口径，也是同样的现象，点列图变小但MTF也略变差；
十分疑惑，求助解答，感谢！

系统F数大了，mtf的截止频率就低了，看起来mtf变差了。

是的，F=f'/D,你减少入瞳直径，F数会变大，MTF的衍射极限会下降，但是理论上讲各视场MTF曲线会更加的逼近衍射极限，你可以在MTF曲线图中设置显示衍射极限观察一下。

从本质上说星点是点扩散函数，传递函数是线扩散函数，当系统参数一定时，二者变化是同步相关的。当入瞳直径或光阑变小，即F值变大时MTF里衍射极限的函数变低，系统的传递函数变高；星点里艾里斑半径变大，RMS变小，基本是同步变化的。   

打开衍射极限看了一下MTF图，确实是这样，各视场更逼近衍射极限了，但整体MTF变低了；那我想知道在实际做出来后，我现在以5mm入瞳的设计，人眼3-4mm的入瞳人眼实际感受清晰度会变差吗？还是说这种不会影响实际体验？

@Ds12345679  @周刘  各位大神也帮忙解答一下吧

我觉得楼上说的很有道理。衍射极限可以看做是像差校正的理想状态，MTF比较高意味着这个系统像质是接近理想状态的，当代表理想状态的衍射MTF下降时，系统的MTF也随之下降是正常的。另外还有两个不太成熟的想法，只是简单做了下验证：
1、色差的影响。
RMS和MTF都与波长权重的设置有关，MTF高只是在特定的权重下表现比较良好而言，如果更换权重，并不能保证MTF的良好表现，这就意味着其实像差并没有想象中那么好，像质不好的波段只是因为权重低，被掩盖了，被平均了。
当F#增大的时候，各个波段只剩下中小孔径的像质而没有边缘孔径的像质了，表面上看应该像质更好了，其实不然。因为大多数时候，如果使用RMS优化，像质的校正是发生在孔径边缘接近孔径中部的位置，小孔径的像质是没有特别校正的（使用MTF优化则优先保证中小孔径），毕竟小孔径像质本身不差。观察zemax的光线像差图，就可以很清晰地看到这一点（不同波长的曲线相交的位置大部分不位于小孔径）。这部分被校正了像差的光束的能量，虽不在孔径中心，但加以一定的权重之后，是可以为形成致密的RMS核心加分的，这也是MTF的基础，当这部分光束被F#遮拦，RMS的核心就不再那么致密了，MTF随之下降。
2、优化时边缘孔径和中心孔径像质的折中。
在小F#的设定下，优化其实是需要保证整个孔径像质的一个均衡，所谓均衡，我的理解是孔径中心像质牺牲一些，补偿孔径边缘像质，达到一个平衡。孔径中心像质的牺牲一个比较常见的情况是离焦，也就是在光线像差图上看到曲线在原点的倾斜。当F#增加，孔径边缘的光束被遮拦，那么孔径中心或者说小孔径处的像质可以不再做折中，通过优化，使离焦量减小，那么MTF可以更加完美，前提是要做一个优化的动作。
综上，将波段改为单波长，查看此时的MTF以及衍射极限，再增大F#，然后优化，再查看此时的MTF和衍射极限，应该可以看到后者比前者更接近衍射极限了。

本帖最后由 奥特慢 于 2022-2-28 09:33 编辑

确实是，之前也注意到，我这个系统比我其他的几个设计色差稍微大点，所以我这个减小孔径MTF下降的比其他的更严重点；
由于其他原因我设计的入瞳比正常值大了，那么像这样的设计，我以5mm入瞳的设计，人眼3-4mm的入瞳人眼实际感受清晰度会像模拟的这样变差吗？
实际应用就不行了吗？




另：我还有个帖子关于像差矫正理论分析的问题请大佬也给解答一下吧

我从傅里叶雷竞技下载找ray666点vip的角度解读就是：系统F变大=孔径变小，通过此孔径的高频信息变少，像的细节不足，就会呈现出模糊的状态。本质上光阑就是一个低通滤波器

一般来说，MTF大于0.1就不会影响人眼的感受了，但是设计的时候要求MTF要大于0.3才行，因为装配，加工都可能导致MTF下降