光学系统第一个面面型问题

民院丁俊晖

就是在运行各种光学系统的时候如果说我不去加以控制的话第一个表面总会趋于凹面，这种情况的因为什么？
有时候视场角很大的时候也会趋于凹面
但是我看大部分的镜头专利里面第一透镜都为弯月镜片，这种如果双凹面对于整个系统的影响是什么

NTOY

+1想知道 设计的时候会特地去控制，但是有的自己设计完的成品镜头，第一片是双凹的好像成品也还行

一蓑烟雨任平生

第一片双凹时外表面会有积尘

民院丁俊晖

一蓑烟雨任平生 发表于 2024-12-13 15:54
第一片双凹时外表面会有积尘

但是现在大部分的镜头的第一片不是会加一片保护玻璃嘛

小天狼星HK

之前看到李恒老师的一篇文章有一些相关分析https://zhuanlan.zhihu.com/p/690068146

民院丁俊晖

小天狼星HK 发表于 2024-12-13 16:02
之前看到李恒老师的一篇文章有一些相关分析https://zhuanlan.zhihu.com/p/690068146

看了一下大概就是：长焦透镜使用凸面是为了降低入射光线高度；广角镜头使用凸面是避免入射光在第一面的入射光与该视场面法线差异太大引起高阶像差（但是这个我自己实际在优化过程中有时候也会趋于双凹，特别是还没有到鱼眼的广角），中焦凹凸是随机的，这个对于整个系统也没有特别的影响

sunnyshine

小天狼星HK 发表于 2024-12-13 16:02
之前看到李恒老师的一篇文章有一些相关分析https://zhuanlan.zhihu.com/p/690068146

这位老师讲的蛮好的勒，个人感觉面型的问题实际上就是光焦度分配和像差平衡的考量，长焦是因为焦距分配以及TTL尽量缩短的考量，广角是前组镜头为负光焦度，但考虑到像差问题所以第一面需要凸面。总的来说，具体问题具体分析，第一片第一面的面型还是得看实际需求，如果你不介意TTL，长焦第一面也可以凹面。专利里面的镜头，很多都是为了申请专利而搞的镜头，只能局限在纸面上，量产性和实用性有待考量。

kmty9216

以长焦大光圈镜头为例，第一面凹面能够引入较多负球差，这样搭配后面镜片产生的正球差能够让总的球差较小。在optical system design这本书里关于球差讨论的部分也有一个类似例子，三片透镜球差最小的组合第一面是个凹面。所以很多现代镜头尤其50 1.4/85 1.4可以看到第一片凹面的设计。这种设计没什么问题，只要能加工就行，没有什么积灰的问题。
如果是广角第一面不太可能是凹面，虽然有时候会跑出来这种但是一般都是陷入一些局部最优，即使性能能用也会因为入射角太大导致公差敏感，尤其广角第一片一般还不小。广角第一面一般还是凸面，光线入射角较小，引入的慧差和像散较小。