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。
!oSLl.fQd euRss#; 一、 球差
9$WJ"] 1.球差的概念
Vk<k +=7 球差也叫球面像差,是指轴上物点发出光束通过球面
透镜时,透镜不同孔径区域的光束最后汇聚在光轴不同位置,在像面上形成圆形弥散斑,这就是球差,球差的存在引起了成像的模糊,而从下图可以看出,这种模糊是与光圈的大小有关的。小光圈时,由于光阑挡去了远轴光线,弥散圆的直径就小,图像就会清晰。大光圈时弥散圆直径就大,图像就会比较模糊。
u?Hb(xZtg= 2.球差的特点
%&] 1FhL 当轴上视场产生的时候,是旋转对称的像差
M$#sc`4* 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。
ki\uTD`mf 3.球差的描述
G\Hq/4 MZm'npRf vb =CFV# 4.球差在光扇图的表示
g,lY ut U~is-+Uq xe:' 8J6L 5.球差在点列图的表示
wz#[:2 s"mFt{Y 1t~({Pl<> 6.球差的校正
tW6#e(^l6 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。
+mWjBY 4
eh=f!(+ T&}Ye\% 二、 慧差
?vbDB 4 1.慧差的概念
b :\D\X 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。
-q2MrJ* 2. 慧差特点
c8Pb 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
w!,QxrOV~ 3.慧差的描述
v&0d$@6/U gA
+:CgQ 4.慧差的表现形式
'C]jwxy _EKF-&Q6 注;慧差的波前面是一个倾斜的波面
Qilj/x68 5.慧差的
优化方法
"@t-Cy:!O 慧差可以使用慧差操作数COMA来进行优化,此外根据慧差的产生来调节视场光阑的方法来减小慧差,并且使用对称结构可以有效的消除慧差。
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cWHDRLX 三、 像散
9+VF<;Xw 1. 像散的概念
"Pdvmur 像散是指轴外物点发出锥形光束通过光学系统聚焦后,光斑在像面上子午方向与弧矢方向的不一致性,换言之,就是轴外视场光束通过光瞳后,在子午方向与弧矢方向光程不相等,造成两个方向光斑分离所形成弥散斑,故称为光学系统的像散。
0/A-#'> 2. 像散的特点
&l^n4 点列图中看到的一定是弥散斑,光斑或者线条呈线条形式,或者呈弥散圆形式,或者是呈椭圆形式。
D0%FELG05 3. 像散的描述
{visv{R< #eEvF 4. 像散的表现形式
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R'E?| 22bT3 五、像散的消除
GVp 可使用优化方法直接优化像散的大小,具体的像散操作数为ASTI,也可以调节视场光阑的位置进行调节。
7+8bL{ 四、 场曲
vl~%o@*_ 1. 场曲的概念
Qv !rUiXq 场曲也叫“像场弯曲”,是指平面物体通过透镜系统后,所有平面物点聚焦后的像面与理想像面不重合,而呈现为一个弯曲的像面,这种现象称为场曲。
wO.B~`y 2. 场曲的描述
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o+7xom |>JmS 3. 场曲的表现形式
9S"N4c> 4. 场曲的校正
?'LM7RE$X6 根据场曲的产生,可利用视场光阑的位置减小场曲。
$~o3}&az 五、 畸变
E3tj/4:L 1. 畸变的概念
Su4h'&xx 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。
}~GV'7d1 畸变分为正畸变(枕行畸变)和负畸变(桶形畸变)。
p2a?9R 2. 畸变的描述
>Jiij 3. 畸变的校正
w%~qB5wF6 可直接使用优化操作数DIMX来查看畸变的变量。
U,ELqi \ 六、 色差
3GINv3_ 1. 色差的概念
6=BZ~ed 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。
wy\o*P9mG) 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。
8!6<p[_ 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。
g5<ZS3tQ 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。
A?sNXhh 2. 色差的描述
yUj;4vd 6m\*]nOy4 3. 色差的表现形式
|w,^"j2R ])68wqD 4. 色差的校正
AG=9b 根据色差的产生,利用玻璃材料互补的方式消除色差。