科普：简单了解下投影透镜的色差、球差及慧差

kingtt1994

透镜是投影仪成像的重要光学部件，透镜镜片的质量及材质、镜片的组合是否合理都会影响成像的质量。今天和大家一起来说说影响透镜成像质量高低的三大像差。

一、色差：

我们都知道，光学中最基本的高斯成像公式：1/u+1/v=1/f（u：物距, v：像距, f: 焦距）,即物距的倒数加上像距的倒数等于焦距的倒数，这个公式告诉我们：当透镜对一物体成像时，由于各种色光对应的焦距f值不同，所以各色光所成的像位置就不同。按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上，这种现象就是位置色差。如下图所示（示意图有点夸张，只为表达一下其中道理，让大家能快速明白其原理）：

简单的讲：色差指由白色物体向光学系统发出一束白光，经光学系统折射后，各色光不能会聚于一点上，而形成一彩色像斑，称为色差。色差产生的原因是同一光学玻璃对不同波长的光线的折射率不同，短波光折射率大，长波光折射率小，从而导致各色光所成的像位置不同。

消除色差的方法：通过透镜组合，在玻璃给定的条件下，通过适当地分配两透镜光焦度的方法，可消色差。

二、球差：

球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是，一个点成像后，不再是个亮点，而是一个中间亮 边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。

消除球差的方法：使用凸、凹透镜组合。

三、慧差：

慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成像时，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，圆形光点在经过镜片折射后，扩散成豆点状光斑形状，形如慧星，故称慧差。

消除方法：可通过改变镜面的曲率半径或采用对称光学结构来消除慧差。以不同曲率的镜片进行替代，可明显改善成像慧差！

哎哟你个喂

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