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。
L$= a,$ YG>6;g)Zm 一、 球差
^-7-jZ@jz 1.球差的概念
G3de<?K.[V 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。
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2.球差的特点
K=!?gd!Vw 当轴上视场产生的时候,是旋转对称的像差
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k 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。
~{!,ZnO* 3.球差的描述
n2&M?MGX BmCBC,j<v> o^<W3Z 4.球差在光扇图的表示
?)FY7[x. PF:E{_~ seNH/pRb 5.球差在点列图的表示
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b K?,`gCN}v 6.球差的校正
$kn"S>jV 可以用凹凸透镜补偿法和非球面校正球差,在不能增加透镜时可以用二次曲面系数来校正。
KPdlg. "nC=.5/$ @{x+ln1r 二、 慧差
n]bxG8~t 1.慧差的概念
2Q[q)u 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。
#5_pE1 2. 慧差特点
fDZnC Fa 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
7dXh,sD 3.慧差的描述
hVu~[ 'Me ^j]"5@f 4.慧差的表现形式
E1Rz<&L |sV@j_TX 注;慧差的波前面是一个倾斜的波面
wm/>_ 5.慧差的
优化方法
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)V: 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。
Oa-~}hN 三、 像散
RX\@fmK& 1. 像散的概念
2Jn?'76` 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。
WvHy}1W 2. 像散的特点
(r$QQO)/ 点列图中看到的一定是弥散斑,光斑或者线条呈线条形式,或者呈弥散圆形式,或者是呈椭圆形式。
pt8#cU\ 3. 像散的描述
}#9 |au` ,:"c" 4. 像散的表现形式
gBXJ/BW$y Wx-rW 五、像散的消除
_D."KU| 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。
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OM 四、 场曲
~n!7 ?4%U 1. 场曲的概念
K2t|d[r 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。
/R)(u@jk 2. 场曲的描述
,v*<yz/ 8:t1%O$ 3. 场曲的表现形式
>?0 f>I%\ 4. 场曲的校正
dG'5: ,n/ 根据场曲的产生,可利用视场光阑的位置减小场曲。
aW#_"Y}v' 五、 畸变
?c#v'c^=h 1. 畸变的概念
/A/k13 J 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。
&\s>PvnquX 畸变分为正畸变(枕行畸变)和负畸变(桶形畸变)。
5}_DyoV 2. 畸变的描述
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