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鏡片組各種像差的分類、對像質影響、消除方法像差的分類

2018-06-19 admin1
理想的光具組里,對于觀測時全部有效視場內的物平面上每個物點,都會在眼中像平面形成一個清晰的像點。理論上把實際影像和理想影像之間的差異叫做像差。
 
常見的像差分為兩大類:單色像差和色差。
 
單色像差是指單一顏色的色光通過鏡片組后形成的像差。它又分為:
球差:當近軸光線通過球面鏡,經過透鏡中心的光線與經過透鏡邊緣的光線不能相交于一點,這種像差稱為球差。
慧差:由位于主軸外的某一軸外物點,向光學系統發出的單色圓錐形光束,經該光學系統折射后,若在理想平面處不能結成清晰點,而是結成拖著明亮尾巴的彗星形光斑,這種像差稱為慧差。
像散:由于發光物點不在透鏡光軸上,它所發出的光束與光軸有一傾斜較大的角。該光束經透鏡折射后,不能聚焦于一點,這種像差稱為像散.
 
像面彎曲:一平面物體不能夠真能成像為一平面,而是成像為一曲面,即為像面彎曲。此現象會使的畫面周邊畫質模糊,這種像差稱為像面彎曲.
 
畸變:物體上的直線經過透鏡成像后變成彎曲的現象。這種像差稱為畸變
 
色差,是透鏡成像的一個嚴重缺陷,發生在多色光為光源的情況下,單色光不產生色差。白光由紅橙,黃,綠,青,藍,紫七種組成,各種光的波長不同,所以在通過透鏡時的折射率也不同,這樣物方一個點,在像方則可能形成一個色斑。
 
位置色差:平行于光軸的光線經過鏡片組后會聚于前后不同位置的像點上,其中短波光焦距短,長波光焦距長。
 
倍率色差:軸外光點發出的混合光線通過鏡片組后,會聚于不同的高度,使得影像邊緣分解出彩虹,表現出不同色光呈現的不同放大。
 
其他:
漸暈:由軸外發出的充滿入瞳的光被部分遮攔的現象。
雜光:影像中的干擾光線。
 
對像質的影響
球差使得影像中心成柔焦狀,沒有最清晰點出現;
慧差使得影像周圍成柔焦狀,沒有最清晰點出現;
像散使得影像周圍徑向和切向焦點分離,不能同時和焦;
像面彎曲使得影像叫平面呈彎曲狀,使得中心和邊緣不能同時和焦;
畸變使得影像變形,周圍直線變成曲線;
位置色差使得影像中心光點變成色環;
倍率色差使得影像景物邊緣輪廓帶有色邊;
漸暈使得影像中心亮度高與邊緣;
雜光使得影像減低反差和飽和度,逆光容易產生灰霧和幻影。
 
消除方法
減少球差:非球面透鏡的采用,采用復合透鏡,優選透鏡材料,優選鏡片組結構;
減少慧差:采用復合透鏡,優選透鏡材料,優選鏡片組結構;
減少像散:采用復合透鏡,優選透鏡材料,優選鏡片組結構;
減少像面彎曲:選透鏡材料,優選鏡片組結構;
減少畸變:非球面透鏡的采用,優選鏡頭結構,優選透鏡材料;
減少位置色差:優選透鏡材料,采用復合透鏡;
減少倍率色差:優選透鏡材料,采用復合透鏡;
減少漸暈:優選鏡片組結構;
減少雜光:采用鍍膜消光涂料,優選鏡片組結構。
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