像差的種類及其介紹
像差一般分兩大類:色像差和單色像差。色像差簡稱色差,是由于透鏡材料的折射率是波長的函數(shù),由此而產(chǎn)生的像差。它可分位置色差和放大率色差兩種。單色像差是指即使在高度單色光時也會產(chǎn)生的像差,按產(chǎn)生的效果 ..
像差一般分兩大類:色像差和單色像差。色像差簡稱色差,是由于透鏡材料的折射率是波長的函數(shù),由此而產(chǎn)生的像差。它可分位置色差和放大率色差兩種。單色像差是指即使在高度單色光時也會產(chǎn)生的像差,按產(chǎn)生的效果,又分成使像模糊和使像變形兩類。前一類有球面像差、慧形像差和像散。后一類有像場彎曲和畸變。
實際工作中光學(xué)系統(tǒng)所成的像與近軸光學(xué)(Paraxial Optics,高斯光學(xué))所獲得的結(jié)果不同,有一定的偏離,光學(xué)成像相對近軸成像的偏離稱像差。 由于像差使成像與原物形狀產(chǎn)生差異。復(fù)色光引起的色像差簡稱色差;非近軸單色光則引起單色像差。初級像差又分為五種,分別為:球面像差、彗形像差、像散、像場彎曲和畸變五種。 攝影影頭因制作不精密,或人為的損害,不能將一點所發(fā)出的所有光線聚焦于底片感光膜上的同一位置,使影像變形,或失焦模糊不清。 實際的光學(xué)系統(tǒng)存在著各種像差。一個物點所成的像是綜合各種像差的結(jié)果;此外實際光學(xué)系統(tǒng)完全可以不調(diào)焦在理想像平面處,這時像差(指在這個實像面上的像斑)當然也要變化。在天文上常用光線追跡的點列圖來表示實際像差;也可用波像差來表示像差,由一個物點發(fā)出的光波是球面波,經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后,波面一般就不再是球面的。它與某一個基準點為中心的球面的偏離量,乘以該處介質(zhì)的折射率值,稱為波像差。 球差 與物高無關(guān)而與入射光瞳口徑三次方成正比的像差。它使理想像平面中各像點都成為同樣大小的圓斑。軸上物點只有球差這一種像差。通過入射光瞳上不同環(huán)帶的光線,經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后會聚在光軸上的不同點。這些點與近軸光的像點之差稱為軸向球差。 彗差 與物高一次方、入射光瞳口徑二次方成正比的像差。若僅存在彗差,軸外物點發(fā)出的通過入射光瞳不同環(huán)帶的光線,會在理想像平面上形成半徑變化的并且沿視場半徑方向偏移的像圈。它們的組合會使物點的像成為形狀同彗星相似的彌散斑。 場曲和像散 與物高二次方、入射光瞳口徑一次方成正比的像差。若僅存在場曲,則所有物平面上的點都有相應(yīng)的像點,但分布在一個球面上;若采用彎成此種形狀的底片,則可獲得處處清晰的像。此時在理想像平面上,像點呈現(xiàn)為圓斑。 若僅存在像散,則軸外物點的光線通過光學(xué)系統(tǒng)后聚焦成兩條焦。在這兩條焦線的中點,光束形成最小彌散圓。若將底片彎成處處都在這樣的位置,則可獲得處處像點彌散成最小的圓形斑。此時在理想像平面上,像點呈橢圓斑。 畸變 僅與物高三次方成正比的像差。若僅有畸變,得到的像是清晰的,只是像的形狀與物不相似。 上述單色像差,僅與物高和入射光瞳口徑的冪總共三次方成正比,稱為三 級像差(又稱初級像差),此外還有與物高和入射光瞳口徑的冪總共高于三次方的成正比像差,稱為高級像差。 |
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