镜片组各种像差的分类、对像质影响、消除方法像差的分类

2018-06-19 admin1
理想的光具组里,对于观测时全部有效视场内的物平面上每个物点,都会在眼中像平面形成一个清晰的像点。理论上把实际影像和理想影像之间的差异叫做像差。
 
常见的像差分为两大类:单色像差和色差。
 
单色像差是指单一颜色的色光通过镜片组后形成的像差。它又分为:
球差:当近轴光线通过球面镜,经过透镜中心的光线与经过透镜边缘的光线不能相交于一点,这种像差称为球差。
慧差:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系统折射后,若在理想平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的彗星形光斑,这种像差称为慧差。
像散:由于发光物点不在透镜光轴上,它所发出的光束与光轴有一倾斜较大的角。该光束经透镜折射后,不能聚焦于一点,这种像差称为像散.
 
像面弯曲:一平面物体不能够真能成像为一平面,而是成像为一曲面,即为像面弯曲。此现象会使的画面周边画质模糊,这种像差称为像面弯曲.
 
畸变:物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象。这种像差称为畸变
 
色差,是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红橙,黄,绿,青,蓝,紫七种组成,各种光的波长不同,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在像方则可能形成一个色斑。
 
位置色差:平行于光轴的光线经过镜片组后会聚于前后不同位置的像点上,其中短波光焦距短,长波光焦距长。
 
倍率色差:轴外光点发出的混合光线通过镜片组后,会聚于不同的高度,使得影像边缘分解出彩虹,表现出不同色光呈现的不同放大。
 
其他:
渐晕:由轴外发出的充满入瞳的光被部分遮拦的现象。
杂光:影像中的干扰光线。
 
对像质的影响
球差使得影像中心成柔焦状,没有最清晰点出现;
慧差使得影像周围成柔焦状,没有最清晰点出现;
像散使得影像周围径向和切向焦点分离,不能同时和焦;
像面弯曲使得影像叫平面呈弯曲状,使得中心和边缘不能同时和焦;
畸变使得影像变形,周围直线变成曲线;
位置色差使得影像中心光点变成色环;
倍率色差使得影像景物边缘轮廓带有色边;
渐晕使得影像中心亮度高与边缘;
杂光使得影像减低反差和饱和度,逆光容易产生灰雾和幻影。
 
消除方法
减少球差:非球面透镜的采用,采用复合透镜,优选透镜材料,优选镜片组结构;
减少慧差:采用复合透镜,优选透镜材料,优选镜片组结构;
减少像散:采用复合透镜,优选透镜材料,优选镜片组结构;
减少像面弯曲:选透镜材料,优选镜片组结构;
减少畸变:非球面透镜的采用,优选镜头结构,优选透镜材料;
减少位置色差:优选透镜材料,采用复合透镜;
减少倍率色差:优选透镜材料,采用复合透镜;
减少渐晕:优选镜片组结构;
减少杂光:采用镀膜消光涂料,优选镜片组结构。