像差產(chǎn)生的原因
光線在透過物質(zhì)時，物質(zhì)相對于不同波長(顏色)的光線具有不同的折射率。這種因波長(顏色)不同而導(dǎo)致的折射率差異被稱為色散。透過棱鏡的光被分解為彩虹光譜的現(xiàn)象就是因此而來的，而相機的鏡片也會產(chǎn)生相同的現(xiàn)象。另外，對于同一片球面鏡片來說，光的波長(顏色)相同但入射位置不同時，有時也會產(chǎn)生折射角度的差異，從而使聚光位置產(chǎn)生偏差。無論是單一波長(顏色)或多種波長(顏色)的光，理想的是光線都匯聚至一點。但在光學(xué)設(shè)計中很難避免實際成像與理想的差異，這種差異被稱為“像差”。像差程度是衡量鏡頭性能的一項標(biāo)準(zhǔn)。
像差的種類
正如“像差產(chǎn)生的原因”中所述，像差分為“光的波長”引起的色散和球面鏡片等“形狀”引起的兩種。前者被稱為“色像差”，它是由于光線波長的差異導(dǎo)致折射率不同而產(chǎn)生的，因此出現(xiàn)色暈(軸向色像差)和顏色錯位(倍率色像差)是其主要特征。而后者是在單一波長(顏色)上發(fā)生的“單色像差”，其中包括“球面像差”和“彗星像差”等，這些會導(dǎo)致像暈或拖影的現(xiàn)象。下方還介紹了由于光線或鏡片引起的具有代表性的像差，這些都是難以避免的物理現(xiàn)象。
軸向色像差在畫面中央出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為紫色系的色暈。
倍率色像差在畫面邊緣出現(xiàn)的色暈或顏色錯位。
球面像差在畫面中央出現(xiàn)的銳度降低，即像暈。
彗星像差在畫面邊緣出現(xiàn)的拖尾狀的像暈或拖影。
徑向光暈在畫面邊緣出現(xiàn)的沿同心圓圓周方向擴散的像暈。
像散在畫面邊緣沿半徑或同心圓圓周方向的焦點錯位。
像面彎曲由焦平面彎曲導(dǎo)致的畫面邊緣的焦點錯位。
像差的影響和對策
像差會使圖像產(chǎn)生色暈、拖影并降低圖像解像力和對比度，解像力因此降低。多數(shù)像差都能通過屏蔽鏡頭邊緣光線，即縮小光圈來改善，因此稍微縮小光圈就能夠非常有效地應(yīng)對像差明顯的場景。另外，非球面鏡片和UD(超低色散)鏡片等技術(shù)也能夠盡量抑制這些像差。
產(chǎn)生像差的圖像
