近轴
光线和远轴光线都是指与光轴平行的光线,它们都
成像在光轴上。缩小的光圈可以拦去远轴光线,而由近轴光线来成像。
镜头的
像差可以分成两大类,即单色像差及色差。镜头的单色像差五种,它们分别是影响成像清晰度的球差、彗差、象散、场曲,以及影响物象相似度的畸变。
|M9x&(H;Hw B0Xn9Tvk 一、 球差
I#uJdV|x 1.球差的概念
``>WFLWTn 球差也叫球面像差,是指轴上物点发出光束通过球面
透镜时,透镜不同孔径区域的光束最后汇聚在光轴不同位置,在像面上形成圆形弥散斑,这就是球差,球差的存在引起了成像的模糊,而从下图可以看出,这种模糊是与光圈的大小有关的。小光圈时,由于光阑挡去了远轴光线,弥散圆的直径就小,图像就会清晰。大光圈时弥散圆直径就大,图像就会比较模糊。
ymr-kB 2.球差的特点
(iBBdB 当轴上视场产生的时候,是旋转对称的像差
- bFz 注;由于绝大多数玻璃透都是球面,所以球差是必然存在的,球面单透镜的球差是不可消除的。
A
g/z\kX 3.球差的描述
EG<K[t OEq8gpqY 7th&C,c& 4.球差在光扇图的表示
x<9|t( {,P&05iSi JMO"(? 5.球差在点列图的表示
H'Z[3e I-fs*yzj;8 Jw;J$
u!d 6.球差的校正
8M(N 可以用凹凸透镜补偿法和非球面校正球差,在不能增加透镜时可以用二次曲面系数来校正。
9at7$Nq V1#/+~ lyv9eM 二、 慧差
78 }iNGf 1.慧差的概念
bLaD1rnGi 慧差,也就是轴外物点或称轴外视场点所发出的锥形光束通过
光学系统成像后,在理想像面不能成完美的像点,而形成拖着尾巴如彗星形状的光斑,故在
光学系统的这种像差称其为慧差。
}{]{`\ 2. 慧差特点
.`xcR]PQ 慧差只存在于外视场,它是非旋转对称的,首端明亮、清晰,尾端宽大、暗淡、模糊
V`@@ufU} 3.慧差的描述
J^0co1Y0 Lrr6z05F Q 4.慧差的表现形式
9dy"Y~c "qQU ^FW 注;慧差的波前面是一个倾斜的波面
i"sVk8+o! 5.慧差的
优化方法
1c?,= ;> 慧差可以使用慧差操作数COMA来进行优化,此外根据慧差的产生来调节视场光阑的方法来减小慧差,并且使用对称结构可以有效的消除慧差。
>{npg2 三、 像散
+,c;Dff 1. 像散的概念
{*>$LlL 像散是指轴外物点发出锥形光束通过光学系统聚焦后,光斑在像面上子午方向与弧矢方向的不一致性,换言之,就是轴外视场光束通过光瞳后,在子午方向与弧矢方向光程不相等,造成两个方向光斑分离所形成弥散斑,故称为光学系统的像散。
8oN4!#: 2. 像散的特点
,ulTZV 点列图中看到的一定是弥散斑,光斑或者线条呈线条形式,或者呈弥散圆形式,或者是呈椭圆形式。
1`B5pcuI 3. 像散的描述
4?72TBl] SQa.xLU 4. 像散的表现形式
.^P^lQT]> fs~n{z,ja% 五、像散的消除
FW[<;$ 可使用优化方法直接优化像散的大小,具体的像散操作数为ASTI,也可以调节视场光阑的位置进行调节。
\p [!@d^ 四、 场曲
v8-F;>H 1. 场曲的概念
P{rJG
' 场曲也叫“像场弯曲”,是指平面物体通过透镜系统后,所有平面物点聚焦后的像面与理想像面不重合,而呈现为一个弯曲的像面,这种现象称为场曲。
B'atwgI0 2. 场曲的描述
>nvreis [-vd]ob 3. 场曲的表现形式
)p12SGR5 4. 场曲的校正
^vsOlA(4 根据场曲的产生,可利用视场光阑的位置减小场曲。
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( 五、 畸变
s( 2=E| 1. 畸变的概念
83;1L:}` 畸变是指物体通过镜头成像时,实际像面与理想像面产生的形变,或者说物体成像后,物体的像并非实际物体的等比缩放,由于局部放大率不等而使物体的像产生变形。
ckN/_ u3 畸变分为正畸变(枕行畸变)和负畸变(桶形畸变)。
q w|M~vdm 2. 畸变的描述
fIWQ+E 3. 畸变的校正
YN"102CK 可直接使用优化操作数DIMX来查看畸变的变量。
p~Dm3^Y 六、 色差
B:+}^= 1. 色差的概念
vAwFPqu 色差,指颜色像差,是透镜成像的一种缺陷,由于
材料对于不同
波长的光有不同的折射率,造成了多波长的光通过透镜后的传播方向分离,也就是色散现象。
uTB;Bva 简单理解,色差就是颜色分离带来的光学系统像差。色差分为轴向色差和垂轴色差。
}wj*^>* 轴向色差也叫球色差或位置色差,指不同波长的光束通过透镜系统后焦点沿轴的不同位置。
>i@gR 垂轴色差也叫倍率色差,指轴外视场不同波长通过透镜系统后聚焦后在像面上高度各不相同,也就是每个波长成像后的放大率不同,故称倍率色差。
`d3S0N6@ 2. 色差的描述
v`x~O+ ][wS}~): 3. 色差的表现形式
gjyg`% .B#Lt,m 4. 色差的校正
!Me%W3 根据色差的产生,利用玻璃材料互补的方式消除色差。