第十章眼球像差第二节各种眼球像差 - 视光理论和方法

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第十章眼球像差第二节各种眼球像差

2009-11-26 10:59:48 来源:网络作者:蓝精灵【大中小】浏览:39556次评论:0条

为了方便说明像差的成因，现以平行的入射光来探讨它们在几何光学上的差异。
1.球面像差（对称的像差）由光轴上某一物点向透镜发出单一波长的光线在成像时，由于透镜球面上各点的屈光能力不同，它不能再会聚到像方的同一点上，而是形成一个以光轴为中心的对称的弥散斑，这种像差称为球面像差。
球面像差的大小与物点位置和成像光束的孔径角大小有关。当物点位置确定后，孔径角越小所产生的球差也就越小。随着孔径角的增大，球面像差的增大与孔径角的二次方成正比。在人眼成像时，瞳孔控制成像光束的孔径角大小，因此，瞳孔的大小对球面像差影响明显。

2.彗差（不对称的像差）光轴外的某一物点向透镜发出一束平行光线，经光学系统后，在像平面上会形成不对称的弥散光斑，这种弥散光斑的形状呈彗星形，即由中心到边缘拖着一个由细到粗的尾巴，其首端明亮、清晰，尾端宽大、暗淡、模糊，就像彗星一样。因此，这种轴外光束引起的像差就称为彗差。彗差是以它所形成的弥散光斑的不对称程度来表示其大小的。它的大小既与孔径角有关，同时也与视场有关。缩小瞳孔可以减少慧差对成像的影响。

3.像散像散与彗差都是轴外像差，但与彗差不同，它是描述无限细光束成像缺陷的一种像差，只与视场有关，而与孔径角无关。由于轴外光束存在的不对称性，使得轴外点的子午细光束的会聚点与弧矢细光束的会聚点各处于不同的位置，与这种现象相应的像差，称为像散。子午细光束的会聚点与弧矢细光束的会聚点之间距离在光轴上的投影大小，就是像散数值的大小。

4.场曲当垂直于光轴的物平面经过光学系统后不能成像在同一像平面内，而是在一以光轴为对称的弯曲表面上，这种成像缺陷称为场曲。场曲也是一种与孔径角无关的像差。由于像散的存在，子午细光束所形成的弯曲像面与弧矢细光束所形成的弯曲像面往往不重合，它们分别称为子午场曲Xt’和弧矢场曲Xs’，如图10-6所示。

5.畸变畸变是指物体通过光学系统所成的像在形状上发生的变形。畸变不影响像的清晰度，只影响物像的相似性。由于畸变的存在，物空间的一条直线在像方就会变成一条曲线，形成像的失真，如图10-7所示。畸变分桶形畸变和枕形畸变两种类型。畸变与相对孔径角无关，而只与视场有关。

6.色像差白色光线实际上是由各种不同波长的单色光组成的，而不同波长的单色光在同一光学介质中具有不同的折射率，因此，在同一焦面上其聚焦点就不同，这种现象称为色像差。红色波长较长，聚焦点较远，绿色居中，蓝色波长短，焦点最接近透镜。它有位置色差和倍率色差之分。

（1）位置色差：光轴上物点发出的白色光线经透镜组后，不同波长的光聚焦点不同，在同一焦面上会引起彩色弥散斑，这种现象称位置色差，如图10-8所示。位置色差的大小与视场无关。由于位置色差的存在，使轴上点即使以细光束成像仍不能很清晰。

（2）倍率色差：倍率色差又称放大率色差。它起因于透镜组对各种色光的放大率不同。这种同一物体经过透镜组后各种色光的高度（即像的大小）的差异称为倍率色差。倍率色差大小与孔径角大小无关。它影响轴外点的像质。

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责任编辑：peijingshi

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