单薄透镜组的透镜像差校正能力的局限性：双胶合、三胶合的影响

在未作以上像差性质讨论之前,对所选系统结构的像差校正能力,会存在一些误区——系统有几个曲率半径作为变量,就可以校正几种像差。依据这样的误区,对于双胶合透镜,具有3个曲率半径、2块玻璃,相当具有5个变量,应该可以校正5种“像差”;对于3胶合透镜,具有4个曲率半径、3块玻璃,相当于具有7个变量,应该可以校正7种“像差”;对于双胶合加单透镜,具有5个曲率半径、3块玻璃,相当于具有8个变量,应该可以校正8种“像差”。

但在光学设计实践中,以上的“应该”校正能力,似乎又没有看到这样校正能力的体验。例如,对双胶合加单透镜,控制7种“像差”:焦距、边缘孔径球差、边缘孔径彗差、0.707孔径轴向色差、高级球差、高级彗差、色球差,都显得能力有限,没有达到8个变量的校正能力。这就是薄透镜组情况下,双胶合、三胶合、双胶合加单透镜这些形式,存在像差校正能力的局限性。(www.xing528.com)

依据第5章5.3节对单薄透镜组像差性质讨论得到的结论,可以解释以上像差校正能力的局限性,即无论薄透镜组是双胶合透镜形式,还是双分离形式、三胶合形式、双胶合加单透镜或三分离形式中的任一种形式,只要仍然是单薄透镜组,满足透镜系统总厚度远小于其总焦距的条件,尽管组成薄透镜组的曲率半径数量众多,但只能校正球差、彗差、轴向色差三种初级像差,与视场有关的像散、场曲无论如何也校正不了,因此单薄透镜组只能作为小视场光学系统的设计选型。