賽德?tīng)枺╒an Seidel ),德國數學(xué)家。1856年德國的賽德?tīng)枺治龀鑫宸N鏡頭像差源之于單一色(單一波長(cháng))。此稱(chēng)為賽德?tīng)栁逑癫睢?/p>

球面像差

[spherical aberration]

以鏡頭是球面構成的觀(guān)點(diǎn)而言,這是一種無(wú)可避免的像差。當平行的光線(xiàn)由鏡片的邊緣通過(guò)時(shí),它的焦點(diǎn)位置比較靠近鏡片,而由鏡片的中央通過(guò)的光線(xiàn),它的焦點(diǎn)位置則較遠離鏡片(這種沿著(zhù)光軸的焦點(diǎn)錯開(kāi)的量,稱(chēng)為縱向球面像差)。口徑愈大的鏡頭,這種傾向愈明顯。受到球面像差影響的點(diǎn)像(point image),近軸光線(xiàn)的影像,其邊緣彷佛被周?chē)鷣?lái)的光斑(flare,又稱(chēng)為halo光暈,它的半徑稱(chēng)為橫向球面像差)所包圍。因此由畫(huà)面中央到周?chē)际艿接绊懀w好象蒙上一層紗似的,變成缺少鮮銳度的灰蒙影像。對于球面鏡片的球面像差進(jìn)行矯正,是件非常困難的工程。通常是以某一個(gè)入射距(從光軸起算的距離)的光線(xiàn)為基準,然后使用凸、凹兩枚鏡片予以適當的組合來(lái)完成,可是,只要是使用球面鏡片,某種程度的球面像差就無(wú)法獲得很大的改善。不過(guò),徹底消除大口徑鏡頭全開(kāi)狀態(tài)的球面像差,除了采用非球面鏡片之外別無(wú)他法。

彗星像差

[coma/comatic aberration]

球面像差矯正過(guò)的鏡頭,在它的畫(huà)面周邊最常見(jiàn)的象。當光軸外的光線(xiàn)斜向射入鏡頭后,在面上無(wú)法聚集成一點(diǎn),向畫(huà)面中心或相反方向形成拖著(zhù)尾巴的一種像差。拖著(zhù)尾巴的樣好象慧星(掃把星),所以叫做慧星像差,,這種松蒙現象稱(chēng)為慧星光斑(comatic flare)。即使是可以在光軸上,將點(diǎn)成像成點(diǎn)的鏡頭,從離軸的點(diǎn)過(guò)來(lái),通過(guò)鏡頭邊緣的光線(xiàn),和通過(guò)鏡頭中心的主光線(xiàn)相比,有著(zhù)不一樣的折射時(shí),也容易產(chǎn)生這種像差。主光線(xiàn)的傾斜度愈大,慧星像差愈明顯,周邊的反差也愈降低,不過(guò),縮小光圈仍然可以獲得某種程度的改善。受到這種像差影響的松蒙影像,呈現滲開(kāi)的污染狀,令人感到不快。針對某一種特定距離的被攝體,同時(shí)消除球面像差和慧星像差的叫做消球差(aplanatism),而可矯正此二像差的鏡頭叫做消球差鏡頭(aplanat)。

像散現象

[astigmatism]

經(jīng)過(guò)球面像差和慧星像差矯正的鏡頭,在光軸上亦即畫(huà)面中心,可以將點(diǎn)成像成點(diǎn)畫(huà)像,可是,離軸區的點(diǎn)卻不成點(diǎn),而變成橢圓形或線(xiàn)狀。這種像差即為像散現象。為了能詳細地在周邊部觀(guān)察這種現象,將焦點(diǎn)慢慢錯開(kāi),放射狀延長(cháng)的線(xiàn)一直到焦點(diǎn)的第一位置,和同心圓的線(xiàn)一直到清晰的焦點(diǎn)的第二位置(這兩個(gè)焦點(diǎn)位置的距離,稱(chēng)為像散差距)都可以確認出來(lái)。換言之,子午(meridonal)像面的光線(xiàn)和弧矢(sagittal)像面的光束并無(wú)等價(jià)條件,所以?xún)烧叩墓饩€(xiàn)不能同時(shí)成為一點(diǎn)。子午像面的焦點(diǎn)在最佳位置時(shí),弧矢像面的光線(xiàn)就結成線(xiàn)狀(同心圓方向/子午焦線(xiàn)),反之,弧矢像面的焦點(diǎn)在最佳置時(shí),子午線(xiàn)面的光線(xiàn)也結成線(xiàn)狀(放射狀方向/弧矢焦線(xiàn))。

畸變

[distortion]

畸變指物體通過(guò)鏡頭成像時(shí),實(shí)際像面與理想像面見(jiàn)產(chǎn)生的形變。或者說(shuō)物體成像后,物體的像并非實(shí)際物體的等比縮放,由于局部放大率不等而是物體的像產(chǎn)生變形。

對角線(xiàn)向外延長(cháng)的變形(正)叫做枕形(pincushion)畸變,向內縮短的變形(負)叫做桶形(barrel)畸變。雖然罕見(jiàn),也有兩者同時(shí)存在的復合形畸變,出現在超廣角鏡頭上。鏡頭組合構成上,鏡片對稱(chēng)的分置光圈兩側,畸變比較少;非對稱(chēng)構成的鏡片,則經(jīng)常發(fā)生。另外,變焦鏡頭的畸變在廣角區為桶形,望遠區為枕形(因變焦的不同,歪曲像差的特性稍微不同)。采用非球面鏡片的變焦鏡頭,由于非球面鏡片有消除歪曲像差的功能,矯正效果相當良好。再者畸變是通過(guò)鏡頭中心的主光線(xiàn)異常折射所引起的,因此不論如何縮小光圈,都不能獲得改善。

像面彎曲

[curvature of field]

焦點(diǎn)對在平面物體時(shí),像面并沒(méi)有結成平面,像碗狀一樣形成內凹的一種現象。因此,當焦點(diǎn)對在畫(huà)面中心時(shí),四周趨清晰,反之,焦點(diǎn)對在四周時(shí)中心就變模糊。像面彎曲主要隨著(zhù)像散現象的矯正方法而改變,由于像面會(huì )出現在子午像面和孤矢像面之間,因此,像散現象矯正得愈好,像面彎曲現象就愈少。由于縮小光圈無(wú)法矯正像面彎曲,因此設計上,一般都是改變各種單鏡片的開(kāi)頭或者選擇光圈的位置上下功夫。像散現象和像面彎曲需要同時(shí)矯正時(shí),不可少的條件之一的就是匹茲萬(wàn)條件(Petzval’s condition/1843年)。這個(gè)條件就是,將鏡頭使用的單鏡片數,加在各單鏡片的折射率乘以焦點(diǎn)距離的積的倒數上,它的和最好等于零,這個(gè)和叫做[匹茲萬(wàn)和數](Petzval’s Sum)