理想的光具組裏,對於觀測時(shí)全部有效視場內的物平麵(miàn)上每個物點(diǎn),都會在眼中像平麵形成一個清晰的像點。理(lǐ)論上把實際影像和理想影像之(zhī)間的(de)差異叫做(zuò)像差。
常(cháng)見的像差分為兩大類(lèi):單色像差和色差。
單色像差是指(zhǐ)單一顏色的色光通過鏡片組後形成的像差。它又分為:
球差:當近軸光線通過球麵(miàn)鏡,經過透鏡中心的光線(xiàn)與經過透鏡邊緣的光線不能相交於一點,這種像差稱為球差(chà)。
慧差:由位於主軸外(wài)的某一軸外物點,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,若在理想平麵處不能(néng)結成清晰點,而是結成拖著明亮尾巴的彗星形(xíng)光斑,這種像差稱(chēng)為(wéi)慧差。
像散:由於發光物(wù)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(dà)的角。該光束經透鏡折射後,不(bú)能聚焦於一點,這種像差稱為(wéi)像散.
像麵彎曲:一平麵物體(tǐ)不能夠真能成像為一平麵,而是成像為(wéi)一曲(qǔ)麵,即為像麵彎曲。此現象會(huì)使的畫麵周邊畫質模糊,這種像差稱為像麵(miàn)彎曲.
畸變:物(wù)體(tǐ)上的直線(xiàn)經(jīng)過透鏡成像後變(biàn)成彎曲的現象。這種像差稱為(wéi)畸變
色差,是透鏡成像的一個嚴重(chóng)缺陷,發生在多色(sè)光為光源的(de)情況下,單色光不產生色差。白光由紅橙,黃,綠,青(qīng),藍,紫七種組成,各種光的波長不同,所以在通過透(tòu)鏡時的折射率也不同,這樣物方一個(gè)點,在像方則可能形成一個色(sè)斑。
位置色差:平行於光(guāng)軸的光(guāng)線經過(guò)鏡片組後會聚於前後不同(tóng)位置的(de)像點上,其中短波光焦距短,長波(bō)光焦距長(zhǎng)。
倍率色差:軸外光點發(fā)出的混合光線通過鏡片組後(hòu),會聚於不同的高度,使得影像邊緣分解出彩虹,表現(xiàn)出不同色光呈現的不(bú)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(xiàng)。
雜光:影像(xiàng)中的幹擾光線。
對像質的影響
球(qiú)差使得影像中心成柔焦狀(zhuàng),沒有最清晰點出現;
慧差使得影像周圍成柔焦狀,沒有(yǒu)最清晰點出現;
像散使得影像周圍徑向和切向焦(jiāo)點分離,不(bú)能同時和焦;
像麵彎曲使得(dé)影像(xiàng)叫(jiào)平(píng)麵(miàn)呈彎曲狀,使得中心和邊緣不能同(tóng)時和焦(jiāo);
畸變使(shǐ)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(zhōng)心亮度高與邊緣;
雜光使得影像減低反差和飽和度,逆光容(róng)易產生灰霧和幻影。
消除方法
減少球差:非球麵透鏡的采用,采(cǎi)用複合透鏡,優(yōu)選透鏡材料(liào),優選鏡片組結(jié)構;
減(jiǎn)少慧差:采用複合(hé)透鏡,優選透鏡材料,優選鏡片組結構;
減少像散:采用複合透鏡,優選透鏡材料,優選鏡片組結(jié)構;
減少像麵彎(wān)曲:選透鏡材料,優(yōu)選(xuǎn)鏡片組(zǔ)結構;
減少畸變:非球麵透鏡(jìng)的采用,優選(xuǎn)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(bèi)率色差:優選透鏡材料,采用複合透鏡;
減少漸暈:優選鏡片組結構;
減少雜光:采(cǎi)用鍍(dù)膜消光塗料,優(yōu)選鏡片(piàn)組結構。