光阑

对光具组成像时的光束孔径、成像点偏离光轴的范围加以限制的透镜边框、框架或特别设置的带孔屏障 光阑是球面光具组近似成像的必然要求

孔径光阑

决定轴上物点通过光具组光束孔径的光阑称为孔径光阑有效光阑. 被孔径光阑所限制的物、像方成像光束的张角分别叫做入射孔径角出射孔径角 孔径光阑是轴上物点傍轴条件的要求

入射光瞳和出射光瞳

孔径光阑在物方和像方的共轭 孔径光阑和光瞳是对特定共轭物、像点而言的,不同的共轭点可以有不同的孔径光阑和光瞳

视场光阑、入射窗和出射窗

主光线

物、像共轭光束中,与通过入射光瞳和出射光瞳中心光线共轭的光线

视场光阑

决定轴外物点的主光线能否通过光具组的光阑. 恰好能通过光具组主光线与光轴在物方和像方的夹角叫做入射视场角和出射视场角 视场光阑是轴外物点傍轴条件的要求

入射窗和出射窗

视场光阑在物方和像方的共轭

渐晕

当物点逐渐远离光轴时,参与成像的光线逐渐减少,导致图像逐渐昏暗,称作渐晕. 当入射窗就在物平面上时,渐晕将不出现.

所以在设计入射窗和入射光瞳的时候,要尽可能让光轴上的和偏离光轴上的物点能有相同的入射视场角,这样才能使得每一个点的清晰度都相似

像差

主要分为单色像差色差

球差

是指发生在经过透镜折射或面镜反射的光线,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. 这在望远镜和其他的光学仪器上都是一个缺点. 这是因为透镜和面镜必须满足所需的形状,否则不能聚焦在一个点上造成的.

慧差

彗形像差是抛物镜望远镜与生俱来的特质,来自于视野中心区域的点光源(像是恒星)可以很好的汇聚在面镜的焦点上(不同于球面镜,来自于镜子周围部分的光线只是接近焦点—球面像差. ). 但是,来自于偏离光轴(离轴)方向的光线,自镜子的不同区域反射的光却不能汇聚在相同的焦点上. 这样的结果导致不在视野中心的光看起来是楔形的问题,而且离轴越远,这个现象越明显. 这使得星点看起来有着彗星的形状,因而得名.

像散

具有像散的光学系统是指在两个垂直平面中传播的光线具有不同焦点的光学系统. 如果使用具有像散的光学系统来形成十字图像,则垂直线和水平线将在两个不同距离处清晰聚焦.

在验光和眼科中,垂直和水平面分别被识别为切向子午线和矢状子午线. 眼科散光是一种眼睛的屈光不正,其中不同经络的屈光度数存在差异

像场弯曲

是因镜片缺陷,使垂直于主光轴的物平面上发出的光经透镜成像后,清晰的最佳实像面不是平面而是一个曲面的一种像差. 1839年匈牙利物理学家约瑟夫·佩兹瓦尔最先从物理学角度阐明像场弯曲的原理,为纪念他,像场弯曲也称为佩兹瓦尔像场弯曲.

畸变

不影响镜头成像精细度. 畸变与物像点离光轴的垂直高度的立方成正比,因此,物像四角的畸变比物像的四边的畸变程度大

色差

色散(Chromatic Aberration, CA) 是指光学上透镜无法将各种波长的色光都聚焦在同一点上的现象. 它的产生是因为透镜对不同波长的色光有不同的折射率(色散现象). 对于波长较长的色光,透镜的折射率较低. 在成像上,色散表现为高光区与低光区交界上呈现出带有颜色的“边缘”,这是由于透镜的焦距与折射率有关,从而光谱上的每一种颜色无法聚焦在光轴上的同一点. 色散可以是纵向的,由于不同波长的色光的焦距各不相同,从而它们各自聚焦在距离透镜远近不同的点上;色散也可以是横向或平行排列的,由于透镜的放大倍数也与折射率有关,此时它们会各自聚焦在焦平面上不同的位置

Abbe 正弦条件

对轴上物点大孔径成像

在光学中,Abbe 正弦条件是透镜或其他光学系统必须满足的条件,才能产生离轴和同轴物体的清晰图像,该条件要求物空间角的正弦值应该和像空间角的正弦值成正比,且该比例应当等于系统的放大倍数

对于球面镜而言,齐明点是一对满足Abbe 正弦条件的共轭点