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。
WP PDvB YOtzja]~ 一、 球差
)ZpMB 1.球差的概念
c&"1Z/tR 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。
0bjZwC4J 2.球差的特点
U :8cz=# 当轴上视场产生的时候,是旋转对称的像差
Bd[H@oKru 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。
4hW:c0 3.球差的描述
kWgrsN+Z LWV^'B_X- \# 1p 4.球差在光扇图的表示
hAD gi^ UFeQ%oRa8 B X O, 5.球差在点列图的表示
,n$HTWa@0 M+7jJ?n *7),v+ET 6.球差的校正
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>a_0" 可以用凹凸透镜补偿法和非球面校正球差,在不能增加透镜时可以用二次曲面系数来校正。
>skl-f +l<;?yk:; 3H%bbFy 二、 慧差
TtgsM}Fm 1.慧差的概念
;s5JYR 慧差,也就是轴外物点或称轴外视场点所发出的锥形光束通过
光学系统成像后,在理想像面不能成完美的像点,而形成拖着尾巴如彗星形状的光斑,故在
光学系统的这种像差称其为慧差。
cgR8+o 2. 慧差特点
;z~j%L%b 慧差只存在于外视场,它是非旋转对称的,首端明亮、清晰,尾端宽大、暗淡、模糊
~2QD.( 3.慧差的描述
rC6EgWt<V TZarI-A 4.慧差的表现形式
XKvH^Z4h{l kM3#[#6$! 注;慧差的波前面是一个倾斜的波面
YyC$\HH6 5.慧差的
优化方法
8[oZ>7LMzC 慧差可以使用慧差操作数COMA来进行优化,此外根据慧差的产生来调节视场光阑的方法来减小慧差,并且使用对称结构可以有效的消除慧差。
![m6$G{y 三、 像散
J n'SGR 1. 像散的概念
mh#_lbe' 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。
8/-hODoT_ 2. 像散的特点
YH&0Vy#c$ 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。
qrcir-+ 3. 像散的描述
D`)K3;h y.::d9v 4. 像散的表现形式
5zH_yZ@+ #m3!U(Og` 五、像散的消除
Bu4@FIK!C 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。
;V84Dy#b 四、 场曲
9M@,BXOt 1. 场曲的概念
"nU] 2 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。
H1$n6J 2. 场曲的描述
:71St' ;t4YI7E* 3. 场曲的表现形式
Kae-Y 4. 场曲的校正
=lx~tSiS 根据场曲的产生,可利用视场光阑的位置减小场曲。
<6C:\{eo 五、 畸变
^_uCSA'X 1. 畸变的概念
p-,Bq!aG$ 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。
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hb 畸变分为正畸变(枕行畸变)和负畸变(桶形畸变)。
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