概述

這篇文章簡單介紹了莫爾條紋 (Moire Fringing) 的基本原理并講解了如何在OpticStudio非序列模式下模擬莫爾條紋效應。本文首先使用一個基礎系統(tǒng)來展示多像素組成的探測器接收條紋后得到的圖案，該系統(tǒng)將具有條紋圖案的幻燈片 (Slide) 直接投影在探測器上。此外，本文還展示了更復雜且貼近實際情況的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中條紋圖案通過透鏡組成像在探測器上。本文使用的示例系統(tǒng)請從以下鏈接下載：

附件1：https://customers.zemax.com/ZMXLLC/media/Knowledge-Base/Attachments/Moire_detector_only.zar

附件2：https://customers.zemax.com/ZMXLLC/media/Knowledge-Base/Attachments/Moire_Non_Sequential.zar

介紹

當空間頻率相近的兩組條紋相互疊加時就會出現(xiàn)莫爾條紋。我們可以在許多系統(tǒng)中觀察到莫爾條紋，并且莫爾條紋也經(jīng)常出現(xiàn)在我們的日常生活中。舉例來說，如果對著您的電腦顯示器照一張像，大多數(shù)情況下您會看到照片中的屏幕上出現(xiàn)莫爾條紋。這是由于探測器由許多像素組成，這會導致探測器接收到的圖像呈現(xiàn)出波浪形的低空間頻率的莫爾條紋（黑色或彩色）。這種莫爾條紋的產(chǎn)生是由于屏幕的像素密度、尺寸以及間距與照相機的像素不相等造成的。

試想這樣一個簡單的例子：現(xiàn)在有兩組空間頻率相近的條紋圖案，如下圖所示。其中短條紋的條紋間距是長條紋的1.25倍。當兩組條紋重合時，我們可以看到一部分短條紋的間隔被長條紋填充，一部分短條紋和長條紋重合。這就形成了正弦形狀的低頻黑白莫爾條紋。

在絕大多數(shù)光學設計系統(tǒng)中，莫爾條紋是不被接受的。例如攝影師在攝影時往往需要移動到很遠的距離來避免莫爾條紋效應。此外，現(xiàn)代相機系統(tǒng)中逐漸減小的像素間隔以及圖像防串擾功能也有助于抑制莫爾條紋效應。

這篇文章介紹了如何在OpticStudio中模擬莫爾條紋。首先，本文介紹了非序列系統(tǒng)中的莫爾條紋；其次，本文給出了模擬這類系統(tǒng)的建模要點，建立透鏡成像系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)中演示莫爾條紋效應。

用探測器接收莫爾條紋

使用OpticStudio的非序列模式可以模擬數(shù)字成像系統(tǒng)中像素化的探測器產(chǎn)生的莫爾條紋效應。在最基礎的演示系統(tǒng)中，需要設置一個平行光源來照明一個有圖案的幻燈片并使用探測器接收。其中幻燈片上的圖案和探測器的像素共同作用產(chǎn)生莫爾條紋。在本例中，幻燈片的圖案為黑白相間的條紋。舉例來說，這就像是從電視上看節(jié)目主持人穿的條紋襯衫，條紋越密則莫爾條紋效應越明顯。

打開示例文件中的Moire_detector_only.zar文件。在該文件系統(tǒng)配置下運行光線追跡，我們可以在探測器查看器上看到莫爾條紋效應。如下圖左側為Grid_Of_Bar的原始位圖圖片，右側為探測器接收到的帶有莫爾條紋效應的位圖圖像。