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光行天下 -> 光学镜头设计 -> 高级像差校正（随便写写，个人观点，不当之处还望指正） [点此返回论坛查看本帖完整版本]

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phoenixzqy

2013-04-27 22:36

高级像差校正（随便写写，个人观点，不当之处还望指正）

高级像差校正

       要求较高的光学系统，对高级像差的校正，是必要的。
       如何校正高级像差呢？

       先说像差的校正。
       高级像差的性质，很多光学设计书籍上都讲到：高级像差和光学系统局部镜片的结构参数没有太大关系。而初级相差，主要是由局部镜片的结构参数决定的。实际中，确实也是这种情况。
       所以，光学设计书籍，花了很大篇幅讲解初级像差，讲赛德和数。讲赛德和数的目的，就是让我们认识到，局部镜片结构的改变，可以很好的影响到初级像差，以及是如何影响初级像差的。这样，我们就获得了校正像差的途径：修改透镜结构。而高级像差的成因，太复杂，不太容易从过简单的办法操作。所以，系统像差的校正，初步，主要是从控制初级像差，补偿高级像差入手的。

高级像差也是有其规律的。
高级像差的校正，主要从两个大方面入手：（个人观点，不正确之处，还望指正）
1、根据设计要求，比如视场角、F数，等等，选择合适的光学结构，结构形式尽量不要太偏离传统结构，不要太奇特；
2、采用高折射率玻璃替代低折射率玻璃；分裂镜片。

当然，减小高级像差的方法还有反常胶合，等等……

第一方面，选择合适的结构，主要目的是合理分配各透镜承载的光焦度、光偏转角度，不要试图去利用一个透镜或者一个透镜组产生很大的、相反的像差，去补偿其他透镜组的像差。尽量把光线的折转变得不那么陡峭。也就是很多书籍上所说的，很多专利上看到的：漫步透镜。

第二方面，首先说明一个问题：为什么要把高折射率玻璃替代和分裂镜片列为一个方面呢？因为这两个措施，目的都在于在整个透镜系统大致结构确定之后，减小透镜表面光线的入射角度，减小每个透镜承担的光焦度和光束偏转角。入射角度的减小，有利于高级像差的校正。

以上，关于高级像差的校正。结束。

下面，随便写一些，扯几句。

       对于光学设计，我是比较坚持做事从理论基础入手，理论结合实际的。在实际中发现问题，在理论里找到解决方法。两方面，都不应当忽视，也都不应当过于偏重哪一方。
      对于其他方面我觉得也是这样。比如一个象棋高手，不可能天天打谱，而不去对弈；也不可能天天对弈，不去打谱。这样，都不行。
      所谓：
      思而不学则殆，学而不思则罔。

      之前，推荐过一些关于光学成像设计的英文书籍。只看这些书籍，会不太好理解。这是很正常的，因为只有有实际问题需要解决的时候，一些方法的学习，才会掌握得深刻和快速。这也是实际和理论结合的问题了。当实际中有需求，理论有了和实际结合的机会，才会显示出其生命力和重要性。理论只有借助实际，才能显现出起作用；实际中的问题，只有借助于理论，才能真正解决。

     推荐的那些书，还是很有价值的。理论毕竟还是需要掌握的，而且，理论本身，也是前人对实际中经验的总结。其实，理论，是实践的另一种体现方式，是实践中经验教训的总结。

     工作中，设计做得多了，对镜头设计有一定的认识、有一定的熟练度了，回头再去看看以前学的理论，才发现，原来别人早告诉你该怎么做了，只是咱没有认识到，不会用罢了。只能怪自己太不开窍，不能再怪别人遮遮掩掩了。其实，已讲得已经很清楚了。
     最早接触光学设计的时候，很多中文、英文书里都写：当你做过多年光学设计之后，你会对玻璃对的选择，有一种感觉的。
     那时觉得这种说法很扯淡，丫的，外国人也学会搞老子的“言者不知，知者不言”了。没想到，做得多了，还真是这个样子啊。

phoenixzqy	2013-04-27 22:37
欢迎指正，欢迎讨论！

phoenixzqy

2013-04-27 22:44

有朋友说我最近转到照明上去了。
其实不是的，我是很钟爱成像光学设计的，尤其是带自由曲面的，可以发挥一下自己的数学功底，写一写算法。
对成像系统的设计，一直没有停歇过。只是有单位要求，不让我做某些产品的宣传。
再加上最近在组织照明培训。呵呵就显得我远离成像了。
当然，照明设计也是非常喜欢的了。其实照明，成像，都是按照规则，发挥自己想想，控制光束走向。

力口下二	2013-04-27 23:53
赞一个！就喜欢这种实实在在的帖子！！ 7{kP}?

amiferous	2013-04-28 08:39
第一、版主写的很好； },-* 第二、按照写轮眼开眼的等级，估计等级越高，能理解的就越多； cD}Sf> 第三、关于成像设计，我感觉自己连入门都不算，惭愧。

drymatini	2013-04-28 08:50
内容很丰富，慢慢看

panyingkok

2013-04-28 09:25

phoenixzqy:有朋友说我最近转到照明上去了。 Zi\['2CG
其实不是的，我是很钟爱成像光学设计的，尤其是带自由曲面的，可以发挥一下自己的数学功底，写一写算法。 C#pZw[
对成像系统的设计，一直没有停歇过。只是有单位要求，不让我做某些产品的宣传。 Mz]:}qmFA
再加上最近在组织照明培训。呵呵就显得我远离成像了。 Ard]147
当 .. (2013-04-27 22:44) h@{_duu

哈哈，很好很强大

monitor007	2013-04-28 14:44
amiferous:第一、版主写的很好； ikBYd }5 第二、按照写轮眼开眼的等级，估计等级越高，能理解的就越多； f$HH:^# 第三、关于成像设计，我感觉自己连入门都不算，惭愧。 (2013-04-28 08:39) qm*}U3K uQb!=] 我可以给你点自信。。。。

菲索干涉	2013-04-28 14:50
光学设计的深渊中苦苦挣扎

phoenixzqy

2013-04-28 22:12

七天:写的很有内容,如果放在半年前我被莫名其妙扣光币的时候,会反复阅读的 $eV$2p3H
可惜现在你讲到的,都经历过了,也算是脱离了菜鸟的行列.光学行业特别的排斥新人大家也知道,怎么设计谁也不会白告诉你,而且我的机遇要差多了,完全没人交流,现在我也可以设计复杂系统了,但是我也不想言,因为这些全 .. (2013-04-27 23:27) [ =x s4=

另外，如何设计，我已经写的很明白了。手把手地教一个人，是教不好的，这不是好方法。好的方法是引导，指明方向。你想要的大概是详细的操作步骤吧？其实每个人的操作步骤都不一样。但是基础的理论、原理却是相通的。

你对成像、照明设计的认识，我认为，还是有很大偏差的。完全不正确！照明设计，没什么玩纯正的理论体系，主要是靠个人的创意。照明设计的范围太杂、太广。

我曾经发表过一个帖子，专门说照明设计和成像设计的异同，你可以看看。

[讨论]照明光学设计书籍为什么少？照明、成像难易？http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-66762.html

phoenixzqy	2013-04-28 22:13
panyingkok:哈哈，很好很强大 (2013-04-28 09:25) dt[k\ !-v @cRZk`\|1n 哈哈咱俩是老朋友了，你也很强大

phoenixzqy

2013-04-28 22:15

七天:写的很有内容,如果放在半年前我被莫名其妙扣光币的时候,会反复阅读的 @ P@c.*}s
可惜现在你讲到的,都经历过了,也算是脱离了菜鸟的行列.光学行业特别的排斥新人大家也知道,怎么设计谁也不会白告诉你,而且我的机遇要差多了,完全没人交流,现在我也可以设计复杂系统了,但是我也不想言,因为这些全 .. (2013-04-27 23:27) %or,{mmiM:

高级像差，软件都能计算的。软件计算出来的像差，就是各级像差的综合。怎么能说成像的像差理论不完善呢？？？

照明的很不完善。照明的理论如果完善了，照明设计的软件的优化功能，就不可能那么菜了！！

phoenixzqy	2013-04-28 22:32
amiferous:第一、版主写的很好； Jxf~&!zR 第二、按照写轮眼开眼的等级，估计等级越高，能理解的就越多； ;vhyhP.oM 第三、关于成像设计，我感觉自己连入门都不算，惭愧。 (2013-04-28 08:39) \|( (zTf B}OY/J/*8 还凑合了。大家多交流。 3<\|`0pt} 其实我写的，前人都总结过，我只是把我的一些理解加进去了。

phoenixzqy	2013-04-28 22:33
drymatini:内容很丰富，慢慢看 (2013-04-28 08:50) 2J;`m_oP WV;=@v 欢迎交流！

phoenixzqy	2013-04-28 22:33
monitor007:我可以给你点自信。。。。 (2013-04-28 14:44) 6k0^x Q 7Ur?ep 呵呵

phoenixzqy	2013-04-28 22:34
菲索干涉:光学设计的深渊中苦苦挣扎 (2013-04-28 14:50) A3UQJ S ~\|.&0"\ 光学设计，博大精深。理论掌握之后，就要考虑很多实际因素了。加工公差、玻璃折射率偏差等等。 2w1tK [%8@DC' 塑料的话，还要特别注意应力双折射。

winsword	2013-04-29 12:10
确实不错，想必光学设计者一路走来都会有这种感觉。

baobaolong	2013-04-29 17:08
很欣赏楼主这种帖子，谢谢

phoenixzqy	2013-04-29 19:30
winsword:确实不错，想必光学设计者一路走来都会有这种感觉。 (2013-04-29 12:10) ^Kw(&v 4(m3c<'P 多交流。。。

phoenixzqy	2013-04-29 19:30
baobaolong:很欣赏楼主这种帖子，谢谢 (2013-04-29 17:08) "b;k.Fx ~p!QSRu~,b 客气。。。

phoenixzqy	2013-04-30 02:05
上海子在川上光学有限公司于2013年5月10-12在上海举办照明光学设计培训班，欢迎各位光临！ 3g+\?L-c QQ:156077988 280523909 n7'<3t Email：kongfuzi_zz@163.com phoenixzqy@163.com

chenhf	2013-04-30 22:05
呵呵，入门，看看，学学

phoenixzqy	2013-04-30 23:10
chenhf:呵呵，入门，看看，学学 (2013-04-30 22:05) ',<{X(#( 9,}fx+^ 呵呵入门之后就简单了。

七天

2013-05-01 03:31

呵呵照明难优化是因为照明实际需要的是艺术细胞而且照明种类繁多一一作出程序进行优化工作量太大就像你说的不易行而且每一个项目都要工程师根据实际需求进行设计其中包括了光学机械电路配合其实光学设计方面比成像要简单很多我照明确实没你做的深入但是并不代表我不了解
成像方面我是有可能理解有错误但是你的理解也可能有错误的成像太深奥了我也不敢说我理解的多深入只是刚刚入门吧

phoenixzqy

2013-05-01 22:55

七天:呵呵照明难优化是因为照明实际需要的是艺术细胞而且照明种类繁多一一作出程序进行优化工作量太大就像你说的不易行而且每一个项目都要工程师根据实际需求进行设计其中包括了光学机械电路配合其实光学设计方面比成像要简单很多 .. (2013-05-01 03:31) n:{-Vvt

是的。照明种类太多。不太容易做出一个好的算法，适用于各种结构、系统。

phoenixzqy

2013-05-01 22:58

strategy:"高级像差和光学系统局部镜片的结构参数没有太大关系。而初级相差，主要是由局部镜片的结构参数决定的。实际中，确实也是这种情况"。这句话是书中之言？高级像差一般与相应的初级像差成比例关系，初级像差由局部结构决定，高级像差怎会与之无关？光学设计 .. (2013-05-01 13:16) LgD{!

局部的改变，对高级像差影响很小。
高级像差，和整个系统结构的选择的关系比较大。

高级像差和局部结构的改变是有关系的，这个谁都明白。但是，假设，局部结构改变，对初级像差改变的系数是1000的话，对高级像差的改变是1. 那，已经微乎其微了。

好好努力，会入门的。

opmeman	2013-05-02 14:18
看了半天，好像高手们的意见也不一致嘛。那就得绝世高手出来分个清楚明白啦，呵呵。 ]I.& .?^i0 到底有没有绝世高手呢。

phoenixzqy	2013-05-02 22:17
opmeman:看了半天，好像高手们的意见也不一致嘛。那就得绝世高手出来分个清楚明白啦，呵呵。 ~RLx; 到底有没有绝世高手呢。 (2013-05-02 14:18) *e"GQd? mEc;-b f 我发帖了，呵呵关于高级像差性质的。

372602395	2013-05-04 15:33
实话实说，您说的很靠谱。我以前也以为，大师们都喜欢留一手，喜欢装高深。。。后来当自己深入进去的时候，才发觉，其实人家早就说了。只是你自己没有能够很好的领悟透彻。哈哈。 ,5+X%~'

doddshi	2013-05-04 22:59
光学设计需要很强的数学基础算法的功底光学知识

phoenixzqy

2013-05-05 00:28

372602395:实话实说，您说的很靠谱。我以前也以为，大师们都喜欢留一手，喜欢装高深。。。后来当自己深入进去的时候，才发觉，其实人家早就说了。只是你自己没有能够很好的领悟透彻。哈哈。 ?$&rC0t
(2013-05-04 15:33) vKOn7

是的。其实人家早告诉你了，只是那时候没深入进去，没领悟罢了。

呵呵

常交流啊！

phoenixzqy	2013-05-05 00:29
doddshi:光学设计需要很强的数学基础算法的功底光学知识 (2013-05-04 22:59) /j\TmcnU^ x&b-Na3Xi 是的。做工程的，数学不行是做不到最好的。

chao_xia	2013-05-05 15:55
谢谢分享 .[85<"C \eN/fTPm

phoenixzqy	2013-05-06 00:14
chao_xia:谢谢分享 UeQ%(f (2013-05-05 15:55) "!?Ya{ IvH+94[) 呵呵欢迎光临

sansummer	2013-05-07 17:04
好贴啊先留着以后有空了来看看

phoenixzqy	2013-05-08 01:34
sansummer:好贴啊先留着以后有空了来看看 (2013-05-07 17:04) Kfl+8UR5= yD"sYT 呵呵常交流啊

yishuizhit	2013-05-08 17:20
路过，支持一下。。。。

q5909811

2013-05-12 12:51

说实话楼主的话真是说到我心里去了我非常的认同最开始我认为光学设计就是单单靠zemax不停地优化，把大把的时间都用到如何加操作数上了，反而对相差理论研究的不深，现在才明白其实zemax说实话就是一个解方程的大号计算器，就像是厨师的菜刀，现在我在看袁旭苍老师的光学设计那本书感觉真是字字真言啊，最开始我做的一个摄远足足优化了半个多月，而现在无论是什么系统只要把合适的初始架构建立了，优化用不了半天就完事了，至于你最后说的关于玻璃的事，我也很认同，做久了真的可以把那些玻璃的阿贝数折射率等等都记在脑子里最后希望楼主吧你们培训课程的课表发给我我很感兴趣我也想学

sunday啦	2013-05-13 08:51
认真读了，挺好的。

hzdp	2013-05-13 10:01
高屋建瓴 0:EiCKb)ol 学习了

phoenixzqy	2013-05-14 23:07
照明光学培训圆满结束了。有时间了对高级像差的表达式推导一下，详细分析一下高级像差的性质。

zealot	2013-05-16 16:42
为什么要校正高级相差，高级相差带来哪些危害，如何分析高级相差，要矫正到什么地步？我有很多这方面的困惑。

phoenixzqy	2013-05-16 23:19
呵呵呵呵欢迎

jiangguang

2013-06-13 19:52

楼主说的对但是像我们自学的我感觉理论有的时候自己想不通啊就说场曲吧书上说了校正场曲要用高折射率的正透镜低折射率的负透镜校正球差是正透镜+负透镜校正慧差是减小视场或者移动光栅视场是不能减小了只能移动光栅吧，校正象散是球心面向光阑色散是用不同的色散的正负透镜校正那么综合起来就是用高折射率的正透镜低色散低折射率的负透镜高色散去设计然后球心要面向光阑但是实际的时候是不清楚哪一种镜片主要承担哪一种像差而且为什么用高折射率的正透镜低折射率的负透镜校正场曲呢？书上一笔带过真的不懂。而且我觉得做光学设计对于像差理论固然需要理解，但是对于光学结构更应该理解，何时需要分裂透镜这都是困难。可惜这种经验的东西真的很难找到答案

phoenixzqy	2013-06-13 22:35
为什么用高折射率的正透镜低折射率的负透镜校正场曲呢？ 3O.-'U1K jy?^an}#h 用高折射率的正透镜和低折射率的负透镜，其实是在减小匹兹伐和。 4Y]`> ;w /H)g<YA 查一下匹兹伐和的公式。

jiangguang	2013-07-06 19:21
phoenixzqy:为什么用高折射率的正透镜低折射率的负透镜校正场曲呢？ H0Tt(:.& 用高折射率的正透镜和低折射率的负透镜，其实是在减小匹兹伐和。 )uI/E 查一下匹兹伐和的公式。 (2013-06-13 22:35) n[6H 5xiYCOy 我是有点笨。原来公式上都有解释 pp:+SoyN

woniu	2013-07-09 17:22
学习了，谢谢分享

phoenixzqy	2013-07-11 22:52
jiangguang:我是有点笨。原来公式上都有解释 YziQU_ (2013-07-06 19:21) vb%\q sf t;*'p 是的，公式都有解释的。很多总结出的实用公式，都有其存在的意义。目的就是方便、快速解决设计问题。

phoenixzqy	2013-07-11 22:53
woniu:学习了，谢谢分享 (2013-07-09 17:22) 20J:_+=] -j(/5.a 客气常交流！

cuiek08	2013-10-24 21:05
很喜欢的帖子

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