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[新闻知识] 佩兹瓦尔像场弯曲

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    23 小时前
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    [LV.Master]2000FPS

    发表于 2015-5-6 21:57:09 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自:广东省东莞市 移动

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    佩兹瓦尔像场弯曲

    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。

                                   
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    像场弯曲原理图

    佩兹瓦尔曲面与佩兹瓦尔

    像场弯曲起源于透镜成像的基本规律,对于同一透镜,距离远的物体成像近,反之,距离近的物体,成像远。如上图平面AB的A点离镜头近成像与A'点;平面AB中的B点,由于离透镜比A点远,因此,B点经透镜成像于B'点,B'点就得比A'点离镜头近。弯曲的像场A'B'称为佩兹瓦尔曲面。

    1839年,佩兹瓦尔证明,对于一个光学镜头组,如果镜头没有其他像差,
    它的像场弯曲的曲率=1/ρ=Σ Φ/(n*n')
    其中Φ=

                                   
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    r为曲面的曲率半径。 ρ为像场弯曲的曲率半径。
    Σ Φ/(n*n') 称为佩兹瓦尔和。
    佩兹瓦尔证明佩兹瓦尔和和镜头的孔径、光圈位置、镜片厚度、镜片间的空气间隙无关。
    一个有多个互相由空气隔离的薄镜片构成的镜头,其佩兹瓦尔和=Σ Φ/n,其中 Φ 是薄镜片的度数,n 是镜片材料的折射率。
    像场弯曲的纠正

    减小佩兹瓦尔和的方法有几:


    • 利用散光来部分抵消像场弯曲;十九世纪中叶的一些镜头多用此法;(近代24X36毫米相机镜头也用此法)。
    • 利用厚弯月形镜片组,其两个外镜面的曲率半径大抵相同。
    • 利用一系列互相隔开较大距离的正、负镜片,为使其消色差,务必大大加强负镜片的度数,这就自然减少佩兹瓦尔和
    • 利用高折射率的冕玻璃和低折射率的燧石玻璃。
    像场弯曲镜头实例

    带像场弯曲的照相机实例


    • 柯达127 Baby Brownie 127 照相机的的127号底片特地呈弧形,因为镜头有像场弯曲。
    • 密诺斯Minox B 微型相机的COMPLAN 15毫米 F3.5 镜头具有像场弯曲,因此底片略呈弧形。

                                   
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    Minox B 微型相机


    • 因为幻灯胶片多弯曲,因此投影镜头特地制成带像场弯曲,使投影呈平面。
    像场弯曲小的镜头

    有些镜头不需将像场弯曲减少到最低限度,如微距镜头、和制版镜头、放大机镜头、电影投放镜头等。

                                   
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    像场平坦的Leica 60毫米微距镜头

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