几何光学-几何像差（眼镜光学技术）

几何像差的分类几何像差：对于实际光学系统（除平面反射镜具备完善成像）不能以一定宽度的光束对一定大小的物体成完善像，因此非近轴区物体上任一点发出的光束通过光学系统后不能会聚为一点，而是形成一弥散斑，从而使像变得模糊，并且产生相对于原物的变化。根据入射光的不同可分为：单色像差和色差单色像差：光学系统以单色光成像时产生的像差色差：各种不同波长的色光所成像的位置和大小都不相同，其与理想像的偏离单色像差主要可分为五种：轴上点像差：由光轴上的点成像随孔径增大而产生的像差，包括球差。轴外点像差：随视场的增大而产生的像差，包括慧差、像散、像面弯曲和畸变。色差，主要分为位置色差和倍率色差两种位置色差：描述两种色光对轴上物点成像位置差异。倍率色差：因不同色光成像倍率的不同而造成物体的像大小差异色差色差：因白光是复合光，由不同波长的单色光组成，波长不同，折射率不同。导致各种色光由不同的成像位置和成像倍率。选蓝色F光和红色的C光（敏感区两端）分类：位置色差、倍率色差1、位置色差（轴向色差）定义：描述两种色光对轴上物点成像位置差异的色差位置色差：结果：白光入射，像为彩色弥散斑。讨论：1、近轴区同样存在位置色差

2、在A‘F处，中蓝外红；在A‘C处，中红外

3、校正：正负透镜组合2、倍率色差（垂轴色差）定义：因不同色光成像倍率的不同而造成物体的像大小差异的色差。讨论：1、在近轴区同样存在2、现象，使物体像边缘呈现彩色，影响清晰度。轴上点像差轴上点像差：由光轴上的点成像随孔径增大而产生的像差。轴上点唯一的单色像差是球差，而且是轴上点以宽光束成像时产生的像差。在实际光线的光路计算过程中，光轴上一点发出的光线，物方孔径角u不同，通过光学系统后就有不同的像距

。它们相对于由近轴光线计算的理想像距

就有不同的偏离。由于球差的存在，使得在理想像面上不能成一点像，而是一个圆弥散斑，其半径称为垂轴球差结论：1、球差随光束孔径角的增大而增大

2、与透镜形状和焦距有关（影响到像距）校正方法：利用正负透镜组合使用，相互抵消。轴外点像差轴外点像差：随视场的增大而产生的像差，包括慧差、像散、像面弯曲和畸变。慧差：轴外点以宽光束入射产生的像差像散、像面弯曲和畸变：轴外点以细光束入射产生的像差一、慧差轴外点成像的对称面，子午面。主光线、弧失面子午面辅轴BC、选择三条子午线。折射后失去对主光线的对称性。子午慧差KT‘：ab光线交点到主光线的垂直光轴方向的偏差弧矢慧差KS’

：弧失光束前光线和后光线经球面折射后交BS’点，到主光线的垂直于光轴的偏离。慧差：轴外点以宽光束成像时所产生的一种轴外宽光束单色像差。影响因素：1、视场大小

2、光束孔径形状：二、像散和像面弯曲对于细光束，子午面和弧矢面在折射球面的位置不同，使截面曲率不同，像点不同。如图，在子午面和弧矢面的会聚点不同，因此形成两条焦线：子午焦线和弧矢焦线子午像点BT’和弧矢像点BS’像散：子午像点与弧矢像点之间的沿轴位置差异。讨论：物体在子午像面和弧矢像面的成像情况像散随视场的增大而增大。子午像面弧矢像面像面弯曲：弯曲像面与高斯像面的偏离如上图：子午场曲和弧矢场曲。珀兹伐像面：指没有像散的弯曲像面珀兹伐场曲场曲对成像的影响三、畸变在实际光学系统中，视场较大时，像的垂轴放大率随视场而异