作者kimmi (raikkonen)
看板optical
標題[問題] 關於球面鏡和非球面鏡的形變
時間Sun Mar 15 00:21:49 2015
前幾天配了號稱非球面的鏡片
可是還是可以感覺的出型變 (甚至在很中心的地方)
所以才想問這個問題
下面是我自己嘗試理解球面像差
不知道這樣對不對:
因為畫圖方便我就把鏡片簡化成一次折射
下圖是我畫的球面鏡的成像圖
因為是在討論眼鏡所以我都畫虛像
https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syMVl1dXNDa2Y4MFk&authuser=0
假設兩條不同長度的線放在距離鏡片相同距離
因為球面鏡平行光不會聚集在一個焦點
所以我假設距離中心點越遠 折射角度越大
然後畫出來較長的線成像會比較長比較遠
較短的線成像會比較短比較近
這跟一般預期的成像不同
相較之下 如果平行光會匯集在一個焦點
像下圖的淺藍色線
https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syaTRGcVR3YkNCaTQ&authuser=0
這樣成像會在同一個平面
今天如果我們觀測的點是在鏡片的中心
可以看到通過中心的線同時會通過 淺藍色 和 紅色 兩條線的端點
也就是說看起來會一樣大
但是實際上戴眼鏡的時候眼睛或是視網膜離鏡片有段距離
所以看起來會像下圖中的綠色線條
https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syeUVZYnBmcXNLdzg&authuser=0
也就是說比較長的線條 看起來會比預期的更長
如果換到2D的影像
https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syQWdUQ05NOE1MVlk&authuser=0
就會發現同一條垂直的線上
越靠上下兩端 離中心點距離越遠
也就是說 如果用球面鏡來看 這些點看起來會離中心更長
就會有直線變成曲線的效果
回到主題
今天如果是一個最理想的非球面鏡 可以達到所有平行光都匯集成一點
那成像就會像下圖的淺藍色
https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syaTRGcVR3YkNCaTQ&authuser=0
不管從哪個距離看 長短線條都會按相同比例放大縮小
也就是說跟眼睛和鏡片距離無關
我不是這方面的專家
所以我只能用粗淺的高中物理來理解
不知道有沒有高手能看看我這樣是不是正確?
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1F：推 jimmylin2002: 非球面不是修正像差..而是在平基弧(輕、薄、美觀) 03/15 00:48
2F：→ jimmylin2002: 的條件下 維持相當的光學性能 (減少周邊誤差干擾) 03/15 00:48
3F：→ jimmylin2002: 並不是代表可以超越最佳球面片(point focus) 03/15 00:50
4F：→ kimmi: 那為何各大眼鏡行跟鏡片製造商都宣稱可以減少像差呢? 03/15 00:53
6F：推 jimmylin2002: 因為..條件是對於平鏡片 而非最佳設計的鏡片 03/15 00:54
7F：→ jimmylin2002: 最佳設計的鏡片基弧會非常的彎..厚重且不美觀 03/15 00:55
8F：→ jimmylin2002: 最佳設計的原型就是Zeiss公司從1908年沿用的基礎.. 03/15 00:55
10F：→ kimmi: 你給的連結裡只說減少peripheral blur 沒有說減少 03/15 01:04
11F：→ kimmi: aberration啊 03/15 01:04
12F：→ kimmi: 然後他有asp的鏡片就有提到asp可以減少aberration 03/15 01:05
13F：→ kimmi: 我的理解應該沒錯吧 03/15 01:05
15F：→ jimmylin2002: asp是可以中和偏心處的oblique astigmatism 03/15 01:08
16F：→ kimmi: "minimize" 而asp是cancel aberration 03/15 01:08
17F：→ jimmylin2002: 但是point focus才是以消除像差為前提的設計.. 03/15 01:09
18F：→ kimmi: 還是便宜的非球面鏡不是以減少像差為目的? 03/15 09:36