所谓像差就是指光学系统中的成像缺陷。镜片像差有5种:球面像差(spherical aberration)、彗形像差(coma)、像弯像差(curvature of image)、畸变(distortion)、斜散像差。
什么是彗形像差与球面像差
(一)彗形像差:
和球差一样,彗差是由于镜片上各部分的屈光度不同所致,它们之间的差异在于:彗差与不在光轴上的物点有关,也就是说,彗差是由斜光束所致。而另一个差别是,球差形成的光束是沿着光轴对称的,而彗差是不对称的。彗差形成的图形是彗星状,或泪滴状的彗形光斑(comatic flare),它是由一系列半径逐渐增加的重叠的光圈所组成。当光线通过镜片的光学中心时,在光屏上会产生一个点,它位于光斑的顶部。如果将镜面看作二维空间,镜面中产生一个圈形像。
如果球面像差被消除的话,彗形像差也会减少,但不会消除。与球面像差的情况一样,都是与光学系统的大孔径有关,因此可以通过光阑来减少球差和彗差。人眼的瞳孔会限制通过镜片的光成为足够小的光束,这样就可消除大部分的彗形像差。
(二)球面像差:
严格地说,球面像差仅对光轴上物点发出的光线而言。从光轴上物点发出的光线,经折射后并不全部交于轴的同一点上,这种现象称为球面像差。其一种度量是近轴焦点与边缘焦点的轴上间隔距离,另一种度量是近轴与边缘光束聚散度的差异。在近轴焦点上或附近放置一屏幕,则于其上所成的像将不是一点,而是呈不均匀分布的模糊圈。眼睛受球面像差的影响,当调节放松时,通常欠矫(边缘光线结焦于近轴光线之前)。可以用简单的方法来证明眼睛的球面像差,即在看远物时用一直尺或裂隙横过瞳孔。当直尺接近瞳孔边缘时,观察者都能看到物体像出现同方向运动。这显示出像差特性随调节而改变。当睛睛调节时,球面像差变为过矫型。此种不同可能是由于眼各折射面在其边缘部分变扁平以及晶状体的折射率呈梯度下降之故。
球面像差并不十分重要,戴镜者的瞳孔可以减少球面像差。两折射面还可以分担对光线的偏离,因此改变镜片的形状也可以减少球面像差。