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22
2025
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光学部18：一文搞懂——杂散光如何影响成像
在各类光学成像系统的运行过程中，存在一类特殊光线——
它们不遵循系统预设的正常成像光路，而是以非预期路径进入光学组件并参与成像，这类光线被定义为杂散光。
一、杂散光是什么
作为光学系统中的 “干扰源”，杂散光会直接破坏成像的纯净度：
轻则导致画面对比度下降、细节模糊，重则引发更严重的成像异常，比如画面出现不明亮斑、光晕、色偏，甚至掩盖目标物体的关键信息，极大削弱成像系统的实用价值。
杂散光的产生并非单一因素导致，而是与光学系统的设计、加工、装配等多个环节密切相关，常见成因可归纳为以下几类：
光学元件本身的性能缺陷
镜片镀膜工艺不达标，会导致部分光线在镜片表面发生非预期反射;
若镜片研磨后表面光洁度不足，存在微小划痕或污渍，会使光线发生无规则散射;
此外，镜片边缘的切割精度不佳，也可能成为杂散光的 “发射点”。
结构件的光学适配问题
系统内部的金属支架、镜筒等机构件，若表面氧化发黑处理不彻底，或未采用低反射率材质，会形成 “二次反射面”，将外界光线或内部反射光再次引入成像光路;
部分系统因成本或设计疏忽，未在结构内部设置消光纹路、遮光罩等消光结构，也会让杂散光有可乘之机。
核心组件的加工与设计隐患
光阑作为控制进光量的关键部件，若加工尺寸偏差超出公差范围，会导致通光口径与光路不匹配，引发边缘光线泄漏;
而在光学设计阶段，若未充分模拟复杂使用场景下的光线走向，比如未考虑大角度入射光的拦截方案，会为杂散光的产生埋下先天隐患。
需要特别注意的是，成像异常不等于都是杂散光导致，二者不能直接划等号。
因此，判断成像异常的原因时，需结合系统设计参数、组件性能及实际测试数据综合分析，避免误判。
二、杂散光有哪些
基于实际应用场景中的常见案例，我们整理了由杂散光引发的典型成像不良现象，可为后续的问题排查提供参考方向。
1.鬼影
“鬼影(Ghosting)” 是杂散光导致的典型成像异常，多出现于视野内有强光源(如太阳、路灯、聚光灯)的场景。
强光进入镜头后，在内部镜片及结构件表面多次反射：一部分会降低图像的分辨率与对比度，另一部分则形成虚像，最终虚像与正常画面叠加，便呈现出 “鬼影”。
2.彩虹光斑
彩虹光斑(Rainbow Flare)常见于镜头倾斜拍摄，且视野内存在强白光的场景。
此时，强白光进入镜头后会发生色散，分解成多色光并形成彩虹状光斑，该光斑会直接覆盖画面中对应位置的原有图像信息，干扰正常成像。
3.光晕
光晕(Halo)通常出现在镜头视野内光源的边缘，视觉上表现为发光区域向外膨胀。
这种膨胀会直接导致光源边缘的原有图像信息丢失，影响画面细节呈现。
4.图像发蒙
图像发蒙(Hazy Image)由杂散光引发，表现为整个图像呈雾状效果。
图像对比度大幅下降，黑白区域发灰、彩色图像发雾，整体清晰度受损。
5.拖影
拖影(Drag Image)多发生在镜头光轴与视野内光源存在倾角时，从光源位置向图像另一侧会出现光斑拖影，该拖影覆盖在原有图像区域上，导致对应位置的图像信息丢失。
三、小结
前文提及的鬼影、彩虹光斑、光晕、图像发蒙、拖影等，均是杂散光在不同场景下引发的典型成像不良。
这些问题虽表现形式各异，但本质上都源于非预期光线对正常成像光路的干扰，最终都会导致成像质量下降。
要最大程度规避杂散光对成像的危害，一支高质量的成像镜头需构建全流程的消杂光体系：
在光学设计阶段，优化光路结构以减少光线反射与散射;
结构设计时，加入遮光罩、消光纹路等部件阻断杂散光路径;
镜片加工环节，提升表面光洁度并优化镀膜工艺，降低光线反射率;
机构件加工中，采用低反射材质并做好表面处理;
最后在装配工艺上，确保各组件精准契合，避免因装配偏差产生新的杂散光隐患。
唯有覆盖设计、加工、装配全阶段，才能系统性控制杂散光，保障镜头的稳定成像性能。
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