（眼视光基础）5像差课件

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1、10/16/20211yy10/16/20212yy10/16/20213yy无法完全将一个点或是一混合波长光成像还原为一个点，而是一个模糊的弥散斑；物平面的像不再是一个平面，而是一个曲面，而且像相失去了相似性，所有这些成像缺陷，称为称为像差10/16/20214yy像差实际成像和理想成像的偏差10/16/20215yy2)色差:（1）位置色差像差（2）倍率色差1)球差轴上物点的像差3)轴外物点的像差:（1）彗差（2）像散（3）场曲（4）畸变10/16/20216yy1、轴上物点的单色像差——球差此处光束截面最小由光轴上一物点发出的光线，经透镜折射后，不同的光线与光轴交于

2、不同的位置，称此现象为球差。10/16/20217yy演示一下：10/16/20218yy10/16/20219yy垂轴球差轴向球差在右叫正球差。在左叫负球差。10/16/202110yy消除球差的方法：一般而言，完全消除球差是不可能的，但采取一定的方法可以部分地消除球差。具体方法如下：1、减小透镜的孔径。2、选择恰当曲率半径的透镜。3、正、负透镜组合。10/16/202111yy球面镜片非球面镜片10/16/202112yy2、轴外物点的单色像差——慧差10/16/202113yy轴外物点发出的宽光束经透镜折射后在理想平面上不再交于一点而形成的状如彗星的亮斑形状象彗星，

3、故称彗差.10/16/202114yy10/16/202115yy消除彗差的方法：1、减小透镜的孔径可以部分地消除彗差。2、采用正、负透镜组合的方法也可以部分地消除彗差，但不能同时消除球差。10/16/202116yy如果物点离轴较远，入射光束的倾斜角较大，即使它发出的细光束，经过透镜后仍不能交于一点，而是变成象散光束，此现象称为像散。如下图所示：xy物平面yoz垂直于物平面平行于物平面3、轴外物点的单色像差——像散10/16/202117yy（2）像散（轴外点细光束）透镜竖直面上的光线,交于子午焦线.水平面上的光线，交于弧矢交线．光轴像散使轴外物点的像变成两条分离的线．

4、子午焦线弧矢焦线物点物面像面像的质量最好10/16/202118yy子午平面弧矢平面子午平面：轴外物点和光轴所确定的平面。子午平面内的光束称子午光束。弧矢平面：过主光线且与子午平面垂直的平面。弧矢平面内的光束称弧矢光束10/16/202119yy10/16/202120yy10/16/202121yy4、像面弯曲垂直于光轴的较大物平面，经透镜后所成的清晰像面不是平面而是一个抛物面，此现象称为像面弯曲，简称场曲。如下图所示：利用凸、凹透镜的适当组合就可以尽可能的消除像面弯曲！10/16/202122yy屏幕光轴透镜像点轨迹成清晰像的最佳像面不为平面.10/16/202123

5、yy10/16/202124yy10/16/202125yy镜子里的你和你是一样的吗？10/16/202126yy5、畸变当物体发出的光线与光轴成较大角度时，即使光束很窄，像和物也不能保持几何相似，称此现象为畸变。如下图所示：畸变不影响像的清晰度，而只是物--像变化不成比例。解决方法是减小光阑孔径！10/16/202127yy桶形畸变10/16/202128yy10/16/202129yy10/16/202130yy枕形畸变10/16/202131yy10/16/202132yy畸变的说明引起像的变形，不影响像的清晰度。10/16/202133yy6、色差同一透镜对不同波

6、长的单色光有不同的折射率，因而不同色光有不同的焦距，从物点发出的不同色光不能在同一点成像，称此现象为色差。如下图所示：10/16/202134yy1、位置色差不同频率光波将会聚在光轴上不同位置。光学系统A2、倍率色差不同频率光波将会聚在像平面不同位置。A光学系统10/16/202135yy（1）位置色差不同波长的光，焦距不同,像的位置不同．在1,2,3三截面上,形成的光环半径不同.10/16/202136yy（2）倍率色差单个透镜的色差，无法消除。但是把一对不同材料的凸、凹透镜胶合起来，可对选定的两种波长消除色差。不同颜色的光放大率不同10/16/202137yy总结：1

7、0/16/202138yy球差使物点的像成为圆形弥散斑彗差造成彗星状弥散斑像散导致椭圆形弥散斑场曲使物平面的像面弯曲畸变物体的像变形10/16/202139yy10/16/202140yy