高级像差的定义与计算方法

像差设计仍然是一种重要的实用设计方法,其总体思路为:

(1)如果对系统独立消像差,将轴上物点、轴外物点成像有关的单色像差、色差校正到0,各孔径、视场像差的残量小于几何像差容限(见本书第6章6.3节),则系统成像清晰,符合设计要求;如果对系统非独立消像差,需要与其他系统组合消像差,将诸系统做像差校正分工,分别预留像差残量,组合系统像差相互补偿,成像清晰并符合设计要求。此时各系统设计时,像差目标值不是0,而是按照正负符号要求,预留规定量值的像差。

(2)按照光学特性参数设计要求,梳理出需要校正的像差类型,轴上点像差有哪些,轴外点像差由哪些,是否需要校正孔径高级像差或视场高级像差。

(3)选择具有所需像差校正能力的系统具体结构,可以从前人积累的专利库中选择,如果没有现有数据作为初始结构,也可以根据光学结构、外形尺寸约束,自行做光焦度分配,由符合光焦度与像差校正能力的光组构建初始结构。(www.xing528.com)

这一思路方法能否被掌握的关键,是设计者必须对像差与视场、孔径的关系,对像差理论及其得出的对光学设计指导性的结论等知识,要熟练掌握并会灵活应用。

经过前面对几何像差概念、影响因素、校正策略等方面的研究,已经给出了部分像差的初级像差、高级像差概念。但像质评价与光学设计领域的概念不是理论摆设,在实践要被灵活应用,因此,本节对像差与视场、孔径的关系以及实践中初级像差、高级像差的计算方法做如下整理。