幾何光學-幾何像差（眼鏡光學技術）

幾何像差的分類幾何像差：對于實際光學系統(tǒng)（除平面反射鏡具備完善成像）不能以一定寬度的光束對一定大小的物體成完善像，因此非近軸區(qū)物體上任一點發(fā)出的光束通過光學系統(tǒng)后不能會聚為一點，而是形成一彌散斑，從而使像變得模糊，并且產(chǎn)生相對于原物的變化。根據(jù)入射光的不同可分為：單色像差和色差單色像差：光學系統(tǒng)以單色光成像時產(chǎn)生的像差色差：各種不同波長的色光所成像的位置和大小都不相同，其與理想像的偏離單色像差主要可分為五種：軸上點像差：由光軸上的點成像隨孔徑增大而產(chǎn)生的像差，包括球差。軸外點像差：隨視場的增大而產(chǎn)生的像差，包括慧差、像散、像面彎曲和畸變。色差，主要分為位置色差和倍率色差兩種位置色差：描述兩種色光對軸上物點成像位置差異。倍率色差：因不同色光成像倍率的不同而造成物體的像大小差異色差色差：因白光是復合光，由不同波長的單色光組成，波長不同，折射率不同。導致各種色光由不同的成像位置和成像倍率。選藍色F光和紅色的C光（敏感區(qū)兩端）分類：位置色差、倍率色差1、位置色差（軸向色差）定義：描述兩種色光對軸上物點成像位置差異的色差位置色差：結果：白光入射，像為彩色彌散斑。討論：1、近軸區(qū)同樣存在位置色差

2、在A‘F處，中藍外紅；在A‘C處，中紅外

3、校正：正負透鏡組合2、倍率色差（垂軸色差）定義：因不同色光成像倍率的不同而造成物體的像大小差異的色差。討論：1、在近軸區(qū)同樣存在2、現(xiàn)象，使物體像邊緣呈現(xiàn)彩色，影響清晰度。軸上點像差軸上點像差：由光軸上的點成像隨孔徑增大而產(chǎn)生的像差。軸上點唯一的單色像差是球差，而且是軸上點以寬光束成像時產(chǎn)生的像差。在實際光線的光路計算過程中，光軸上一點發(fā)出的光線，物方孔徑角u不同，通過光學系統(tǒng)后就有不同的像距

。它們相對于由近軸光線計算的理想像距

就有不同的偏離。由于球差的存在，使得在理想像面上不能成一點像，而是一個圓彌散斑，其半徑稱為垂軸球差結論：1、球差隨光束孔徑角的增大而增大

2、與透鏡形狀和焦距有關（影響到像距）校正方法：利用正負透鏡組合使用，相互抵消。軸外點像差軸外點像差：隨視場的增大而產(chǎn)生的像差，包括慧差、像散、像面彎曲和畸變。慧差：軸外點以寬光束入射產(chǎn)生的像差像散、像面彎曲和畸變：軸外點以細光束入射產(chǎn)生的像差一、慧差軸外點成像的對稱面，子午面。主光線、弧失面子午面輔軸BC、選擇三條子午線。折射后失去對主光線的對稱性。子午慧差KT‘：ab光線交點到主光線的垂直光軸方向的偏差弧矢慧差KS’

：弧失光束前光線和后光線經(jīng)球面折射后交BS’點，到主光線的垂直于光軸的偏離。慧差：軸外點以寬光束成像時所產(chǎn)生的一種軸外寬光束單色像差。影響因素：1、視場大小

2、光束孔徑形狀：二、像散和像面彎曲對于細光束，子午面和弧矢面在折射球面的位置不同，使截面曲率不同，像點不同。如圖，在子午面和弧矢面的會聚點不同，因此形成兩條焦線：子午焦線和弧矢焦線子午像點BT’和弧矢像點BS’像散：子午像點與弧矢像點之間的沿軸位置差異。討論：物體在子午像面和弧矢像面的成像情況像散隨視場的增大而增大。子午像面弧矢像面像面彎曲：彎曲像面與高斯像面的偏離如上圖：子午場曲和弧矢場曲。珀茲伐像面：指沒有像散的彎曲像面珀茲伐場曲場曲對成像的影響三、畸變在實際光學系統(tǒng)中，視場較大時，像的垂軸放大率隨視場而異