鏡片組各種像差的分類、對像質(zhì)影響、消除方法像差的分類
2018-06-19
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理想的光具組里，對于觀測時全部有效視場內(nèi)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(jīng)過透鏡中心的光線與經(jīng)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(tǒng)發(fā)出的單色圓錐形光束，經(jīng)該光學系統(tǒng)折射后，若在理想平面處不能結(jié)成清晰點，而是結(jié)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(fā)光物點不在透鏡光軸上，它所發(fā)出的光束與光軸有一傾斜較大的角。該光束經(jīng)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(xiàn)象會使的畫面周邊畫質(zhì)模糊,這種像差稱為像面彎曲.
畸變:物體上的直線經(jīng)過透鏡成像后變成彎曲的現(xiàn)象。這種像差稱為畸變
色差,是透鏡成像的一個嚴重缺陷，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)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(jīng)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(fā)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(xiàn)出不同色光呈現(xiàn)的不同放大。
其他：
漸暈：由軸外發(fā)出的充滿入瞳的光被部分遮攔的現(xiàn)象。
雜光：影像中的干擾光線。
對像質(zhì)的影響
球差使得影像中心成柔焦狀，沒有最清晰點出現(xiàn)；
慧差使得影像周圍成柔焦狀，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(huán)；
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(chǎn)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(yōu)選透鏡材料，優(yōu)選鏡片組結(jié)構(gòu)；
減少慧差：采用復合透鏡，優(yōu)選透鏡材料，優(yōu)選鏡片組結(jié)構(gòu)；
減少像散：采用復合透鏡，優(yōu)選透鏡材料，優(yōu)選鏡片組結(jié)構(gòu)；
減少像面彎曲：選透鏡材料，優(yōu)選鏡片組結(jié)構(gòu)；
減少畸變：非球面透鏡的采用，優(yōu)選鏡頭結(jié)構(gòu)，優(yōu)選透鏡材料；
減少位置色差：優(yōu)選透鏡材料，采用復合透鏡；
減少倍率色差：優(yōu)選透鏡材料，采用復合透鏡；
減少漸暈：優(yōu)選鏡片組結(jié)構(gòu)；
減少雜光：采用鍍膜消光涂料，優(yōu)選鏡片組結(jié)構(gòu)。