为了更好地理解理论透镜性能和制造透镜性能之间可能出现的差异，示例1-3显示了在传感器级别上发生的情况，以及如何用不同的波长和f/#s来可视化传感器的输出。图像从理论示例过渡到现实世界示例，包括像差和透镜制造误差。正如MTF曲线和透镜性能中所指出的，波长越短，理论上成像系统的性能上限就越大。近年来，蓝色LED在提高配备小像素传感器的性能方面变得可靠。了解不同f/#s和波长下透镜的物理性能和局限性有助于优化高分辨率成像器的实用性，并为困难的应用提供解决方案。

示例1：在低f/#下，光斑大小和像素输出随波长的变化（理论）

图1a和1b显示了四种不同波长的完美成像，除了由包含3.45µm像素和f/2.8的传感器中心的衍射引起的模糊。这被认为是一个小像素尺寸，它与许多相机公司使用的非常流行的5MP传感器有关。图1a显示了从470nm（蓝色）波长增加到880nm（近红外）波长时光斑大小的差异。图1b显示了由图1a中的透镜创建的每个图像的像素输出；注意与较短波长相关的较小斑点。

图1：在低f/#时，光斑尺寸和像素输出随波长的变化。

示例2：在高f/#（理论）下，光斑大小和像素输出随波长的变化

图2中的图像与图1类似，但光圈设置已更改为f/8。图2a显示了所有的斑点，无论波长如何，都超过了单个像素的大小，导致能量溢出到相邻的像素中。图2b显示了较长波长下像素输出的明显模糊，880nm处的斑点不再能够分离。这显示了改变f/#的一种效果，即使在理论上完美的系统中也是如此。

图2：光斑尺寸和像素输出随高f/#波长的变化。

示例3：包括像差的真实透镜中的光斑大小和像素输出随波长的变化

这个例子对f/2.8的真实镜头设计的中心和角更为逼真。这些数字包括即使是最高质量的透镜设计所固有的像差，以及与制造公差相关的影响。像差错位信息并改变产生的斑点的形状，导致斑点不旋转对称；所涉及的像差的总和产生了这种形状。注意，像差在图像的角落比在中心更明显。图1a和1b中的斑点与图3a和3b中的斑点有很大的差异；图1是一个理论演示，而图3使用了一个真实的镜头。请注意像差如何影响图3c和3d所示图像中的光斑形状。

图3：包括像差的真实镜头中光斑尺寸和像素输出随波长的变化。

例4：真实世界的镜头性能，实际图像。

图4是一张应用图像，显示了具有相同焦距（16mm）、f/#（f/2.8）和视场（FOV）（100mm，水平）的两个透镜的性能差异。这些图像显示了f/#、调制传递函数（MTF）和波长部分中详细介绍的所有概念。该目标是一个多元素的星目标，允许在所有方向上的公共场点同时显示宽范围的频率（分辨率）。通过检查FOV的特写部分可以看出性能的差异。图4显示了由两个透镜成像的完整恒星目标；目标中心、中间底部和角落的突出显示区域是两个不同镜头之间比较的兴趣点。本例中使用了一个像素为3.45µm、总分辨率为5MP的索尼ICX625单色传感器和一个白光背光照明器。

图4：使用焦距、f/#、FOV和传感器相同的两个镜头（A和B）对恒星目标进行成像。

图4所示的对比显示了透镜A的卓越性能。图像的一角显示出对比度的巨大差异；在透镜B的例子中，区分黑色和白色明显更加困难。此外，不同像差（主要是散光）的方向性是突出的；可以看到与在径向方向上传播的线相关联的更多细节。

图4中图像角落的特写（黄色方框）提出了一个额外的问题，其中每条黑白线对总共覆盖大约10个像素。与图像中心的可分辨部分相比，角落的空间分辨率（由于覆盖多个像素的模糊圆圈）从中心附近的5MP（2448×2050）降低到角落的约500×400像素，低于VGA传感器（640×480像素）的再现能力。即使在传感器分辨率降低的情况下，由于设计限制和制造公差，从每个镜头的不同对比度来看，一些镜头仍然很难。透镜A的黄色框中的对比度为45%，透镜B的黄色框为7%。