理想的光具組裏,對於觀測時全部(bù)有效視場內的物平麵上每個物點,都會在眼中(zhōng)像平麵形成(chéng)一個清晰的像點(diǎn)。理論上(shàng)把實際影像和理想(xiǎng)影像之間的差異叫做像差。
常見的像差分為(wéi)兩大類:單色像差和色差。
單色像差是指單一(yī)顏色的色光通過鏡片組後(hòu)形成的像差。它又分為:
球差:當近軸光線通過球麵鏡,經過透鏡中心的光線與經過透鏡邊緣的光線不能相交於一(yī)點,這種像差稱為球差(chà)。
慧差:由位於主軸外的某一軸外物(wù)點,向光學係統發出的單色圓錐形光束,經該光學係統折(shé)射後,若在(zài)理想平麵處不(bú)能結成清(qīng)晰點,而是結成拖著明(míng)亮(liàng)尾巴的彗星形光斑,這種像差稱為慧差。
像散:由於(yú)發光物點不(bú)在透鏡光軸上,它所發出的光束與光軸有一(yī)傾斜較大的角。該光束經透鏡折射後(hòu),不能聚焦於一(yī)點(diǎn),這種像差稱為像散.
像麵彎曲:一平麵物體不能夠真(zhēn)能成像為一平麵,而是成像為一曲麵,即(jí)為像麵彎曲(qǔ)。此現象會使的畫麵周邊畫(huà)質(zhì)模糊,這種(zhǒng)像差稱為像麵彎曲(qǔ).
畸變:物體上的直線經過透鏡成像後變成彎曲的現(xiàn)象。這(zhè)種像差稱為畸變
色差,是透鏡成像的一個嚴重缺陷,發生(shēng)在(zài)多色光為光(guāng)源的情(qíng)況下,單色光不產生色差。白光由紅(hóng)橙,黃,綠,青,藍,紫七種組(zǔ)成,各種光的波長不同,所以在通過透鏡時的折射率(lǜ)也不同,這樣物方一個點(diǎn),在像方則可能形成一個色斑。
位置色差(chà):平行於(yú)光軸的光(guāng)線經過鏡片組後會聚於(yú)前後(hòu)不同位置的像點上,其中短波光焦(jiāo)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後,會聚於不同的高(gāo)度,使得(dé)影像邊緣(yuán)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:影像中的幹擾光(guāng)線。
對(duì)像(xiàng)質的影響
球差(chà)使得影像中心成柔焦(jiāo)狀,沒有最清晰點出現;
慧差使得影像周圍(wéi)成柔焦狀,沒有最清晰點出現(xiàn);
像散使得影像周圍徑向和切向焦點分(fèn)離,不能同時和焦;
像麵彎曲使得影(yǐng)像叫平麵呈彎曲狀(zhuàng),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(xiàng)中心光點變成(chéng)色環;
倍率色差使(shǐ)得影像景物邊(biān)緣輪廓帶(dài)有色邊;
漸暈使得影像中心亮度高(gāo)與(yǔ)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(chú)方法
減少球差:非球麵(miàn)透鏡的采用,采用複合(hé)透鏡,優選透鏡(jìng)材料,優選鏡片(piàn)組結構;
減少慧差:采用複合透(tòu)鏡,優選透(tòu)鏡材料,優選鏡片組結構;
減少像散(sàn):采用複合透鏡,優選透鏡材料,優選鏡片組結構;
減少像麵彎曲:選透鏡(jìng)材(cái)料,優選鏡片組結構;
減少畸變:非球(qiú)麵透鏡的采用,優選鏡頭結構,優選透鏡材料;
減少位置色差:優選透鏡材料,采用複合透鏡;
減少倍率色差:優選透鏡材料,采(cǎi)用複合透鏡;
減少漸暈:優選鏡片組結構;
減少(shǎo)雜光:采用鍍膜消光塗料,優選鏡片組結構。