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。
uP<tP: ,\ov$biL 一、 球差
dZ_Hj X7 1.球差的概念
4R.rSsAH 球差也叫球面像差,是指轴上物点发出光束通过球面
透镜时,透镜不同孔径区域的光束最后汇聚在光轴不同位置,在像面上形成圆形弥散斑,这就是球差,球差的存在引起了成像的模糊,而从下图可以看出,这种模糊是与光圈的大小有关的。小光圈时,由于光阑挡去了远轴光线,弥散圆的直径就小,图像就会清晰。大光圈时弥散圆直径就大,图像就会比较模糊。
85-00m ~ 2.球差的特点
D/{hLp{ 当轴上视场产生的时候,是旋转对称的像差
(oxe'\ 注;由于绝大多数玻璃透都是球面,所以球差是必然存在的,球面单透镜的球差是不可消除的。
:H3qa2p 3.球差的描述
{ "=d7i Ub0g{ 1^$ vmULj 4.球差在光扇图的表示
6/ F]ncwG .t$~>e
. r65/O5F 5.球差在点列图的表示
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hoW WF`y j%0 6f(K'v 6.球差的校正
fn]f$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。
O6 bB CF; p%ek)tT !3E33 二、 慧差
xXQDHc-Ba 1.慧差的概念
?u/RQ 1 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。
;(5b5PA 2. 慧差特点
~{/"fTif 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
oYI7 .w 3.慧差的描述
rK7m( 6O>NDTd% 4.慧差的表现形式
bC&*U|de *;5P65:u$> 注;慧差的波前面是一个倾斜的波面
XcD$xFDZ 5.慧差的
优化方法
4'_PLOgnX 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。
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|UG 三、 像散
s8Bbet 1. 像散的概念
tUaDwIu# 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。
W!MO}0s 2. 像散的特点
S&^i*R4] 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。
3+ JkV\AF 3. 像散的描述
q&]I YEqZ((H 4. 像散的表现形式
Xt& rYv ?H3Ls~R 五、像散的消除
\jH^OXxb 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。
)\ow/XPE 四、 场曲
> yk2 1. 场曲的概念
cdY|z]B 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。
P+K< /i 2. 场曲的描述
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Qx RE6dN 3. 场曲的表现形式
ROqz$yY 4. 场曲的校正
%zsY=qT 根据场曲的产生,可利用视场光阑的位置减小场曲。
3V2dN)\ 五、 畸变
!g=4\C`mY 1. 畸变的概念
1<766 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。
m?*}yM 畸变分为正畸变(枕行畸变)和负畸变(桶形畸变)。
\2]M&n GT 2. 畸变的描述
&![3{G"+>l 3. 畸变的校正
_3YZz$07 可直接使用优化操作数DIMX来查看畸变的变量。
))ArM-02 六、 色差
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hF 1. 色差的概念
u2\QhP 9 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。
oA+/F]XJ 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。
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