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镜头的性能、缺陷、与评价
镜头的像差
一个理想的镜头,应能在全部有效视场内将物平面上的每一个物点,都在像平面上相应的位置处形成一个清晰的像点,但实际的镜头并不能在像面上各处都形成理想的像。镜头所形成的实际影像与理想的影像之间的差异称为像差。常见的像差可分为单色像差和色差两大类。
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单色像差
单色像差是指单一顔色的光通过镜头后形成的像差,主要有以下几种:
球差
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在光学中,球差是发生在经过透镜折射的光线,接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一个点上的现象。这是因为透镜是球面的形状,不能聚集在一个点上造成的。
球差并不是因光学系统制作不良引起的缺陷,而是球面折射固有的性质。镜面的直径越大,焦长越短,这种现象就越严重。
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非球面镜可以消除球差,但是因为球面镜比非球面镜容易制造,所以绝大部分光学透镜都是球面镜。近年来随着非球面镜制作工艺的普及,业余低档镜头中也大量使用非球面镜了。
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选择适当的凹透镜配合凸透镜组成复合透镜组,由于凹、凸透镜各自对光线的作用正好相反,它们产生的球差也往往是相互抵消的,所以能比较好地消除球差。这也是一种常用的消除一般球差的方法。
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照相机中用多片凸透镜和凹透镜来减少球差。
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照相机中可以用光圈来减少球差。当球差较大时,镜头的成像位置会随着光圈的大小而变化。
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一束与光轴夹角较大的斜射成像光线称为远轴光线。当远轴光线经过镜头时无法汇聚于一点,经常是形成一个彗星状的光斑,此种像差称为彗差。
彗差
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彗差是远轴光线特有的像差,多产生于短焦镜头的画面边缘。缩小光圈可以较好地减少彗差。
但是彗差是一种非常顽固的像差,即使设法消除了初级彗差后,常会产生出较小但形状更复杂的二级彗差。
初级彗差
二级彗差
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一束很细的远轴光线经过镜头后会在不同的空间位置上聚焦成两条微小的焦线,一条沿着从画面中心指向边缘的半径方向,称为径向焦线或弧矢焦线,另一条沿着以画面中心为圆心的圆周方向,称为切向焦线或子午焦线。真正的聚焦的像点在两条焦线的中间,呈现为一个比较模糊的光斑。这个像差称为像散。
像散
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  • 时间2018-09-19