在用单透镜成像时,如何保证图像不失真?

Question

如题所述

Answer 1

　　1.色像差
　　产生色像差的原因是透镜对不同的波长的色光具有不同的折射率，当白光透过透镜后就会发生色散，不同的颜色焦点距离透镜的远近不同，便在成像面上形成色像差。紫蓝色焦点在前面，黄色焦点在中间，红色焦点在后，如下图。色像差的特点是白光点经透镜成像后不能会聚成一个白光点，而形成一个彩色的光环。
　　消除方法：使用具有不同折射率和色散率凸凹透镜相互配合，可不同程度地消除或减少色像差。
　　2.球面像差
　　产生这种像差的原因是透镜的球面折射使具有一定商度的平行沉鱼落雁束不能在一点上聚焦所致。而球面像差的种类也很多，分类方法不一，在度量上可分为横向球面差和纵球面差两种；在形式上可分为正球面像差和负球面像差两种。
　　球面像差的消除方法主要有两种：一是采用多片透镜组合，使各透镜正、负球面像差相互抵消，相机中的多数摄影镜头采用这种方法，但其校正球面像差的缺陷并不十分彻底；二是采用非球面透镜和曲镜，这种透镜可改变透镜两球面的曲率半径（又称配曲调正）以减小单透镜的球差，也可用渐变折射率的材料制作透镜，以消除球差。
　　3.横向色差
　　横向色像差是色像差的一种。由于光学玻璃对各种不同波长色光具有不同的折射率，色差的大小也以镜头对各种色光焦距不同而异，当白光点斜射穿过透镜，形成的影像一面有红色环边，而另一面有比红色要宽的深蓝色环边。其特点是离主光轴越远越明显。
　　横向色差将具有不同折射率和色散率的透镜相配合才能得到很好的校正，例如采用荧石镜片的镜头就能很好地消除横向色像差。
　　4.彗形像差
　　产生彗形像差的原因是球面透镜各光区成像的放大率不一致，各光区的焦点不同。在边区一带光线形成亮度较低，虚散的大环形，主光轴一带光线形成高亮度清晰的小环形。重叠后呈现梨状圆形。彗形像差的种类有多种，根据彗形亮端朝向来分，可分为外向彗形像差和内向彗形像差两种；根据产生方式来分，可分为初级彗形像差和高级彗形像差两种。

Answer 2

光学透镜可以聚焦或发散光线，以在所需位置形成物体的图像。它是光学成像和照明系统的组成部分。光线在透射时，受光学元件的折射、反射、衍射、缺陷等因素的影响，产生球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差的现象，对整个光学系统的最终成像效果会产生影响。除进行完美合理的光学系统设计外，常使用消色差透镜以及高质量光学元件来矫正像差。

在透镜的某些特殊点处可以消除球差、彗差和散光。此类透镜不仅满足整个物镜系统的大孔径要求，而且常用于大孔径显微镜物镜的设计。不仅如此，像差也是有益的，固定的。但是，在其他使用镜头的情况下，镜头与物体之间的距离往往是不固定的。因此，单个镜头不能完全满足校正像差的要求，光学系统中常用透镜组合和消色差透镜来校正像差。

它们由两个或多个透镜元件组成，其中透镜元件由不同的玻璃材料制成，通常可以校正蓝色和红色波长的色差，并且可以相互校正两个单透镜的色差。复消色差透镜补偿第三个波长，以大限度地减少三个波长的球面和色差，通常用于精密微处理和成像。

Answer 3

学透镜可以聚焦或发散光线，以在所需位置形成物体的图像。它是光学成像和照明系统的组成部分。光线在透射时，受光学元件的折射、反射、衍射、缺陷等因素的影响，产生球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差的现象，对整个光学系统的最终成像效果会产生影响。除进行完美合理的光学系统设计外，常使用消色差透镜以及高质量光学元件来矫正像差。

在透镜的某些特殊点处可以消除球差、彗差和散光。此类透镜不仅满足整个物镜系统的大孔径要求，而且常用于大孔径显微镜物镜的设计。不仅如此，像差也是有益的，固定的。但是，在其他使用镜头的情况下，镜头与物体之间的距离往往是不固定的。因此，单个镜头不能完全满足校正像差的要求，光学系统中常用透镜组合和消色差透镜来校正像差。

它们由两个或多个透镜元件组成，其中透镜元件由不同的玻璃材料制成，通常可以校正蓝色和红色波长的色差，并且可以相互校正两个单透镜的色差。复消色差透镜补偿第三个波长，以大限度地减少三个波长的球面和色差，通常用于精密微处理和成像。