“三片”比“两片”更容易产生高级相差吗?——我的观点如下:
1)成像光学像差 = 初级像差 + 高级相差,教科书的谈论最多的是七种初级像差,光学设计软件通过光线追击 Ray tracing,兼顾初级相差与高级相差的平衡,从而提升光学系统的成像质量;
2)透镜成像的背后数学原理很简单,就是Fermat's principle,Snell's law of refraction and Law of reflection。课本上教授的叫做 高斯光学,假设近轴光学,物点不太大也不太高,而且围绕在光轴附近;发出的光线角度也不要太大(好像是<15°)等等,这样Snell定律中的,sinU~tanU~U, 这里U就是 ray angle,本来的非线性关系,reduced to 线性关系了;可是现实世界往往打破近轴光学假设,光学成像都是非线性Snell law的结果,相差由此产生。
3)根据初级相差理论,单片最多消除两种初级相差,只有分裂成两片,甚至三片,增加了变量数目,比如说折射率,镜头曲面半径等,可以消除或者降低更多的初级像差;而且分裂之后,各种单片之间的 air spaces,恰恰能够帮助我们减小高级像差的关键“内因”。