光學系統將物面上的細光束成像,這些細光束與高斯像面相交,一般不會成為一個點,而 是一個彌散斑。而且彌散斑的中心也不處在高斯像點上。也就是說,像不但是模糊的,而 且是與原物不相似的。這種不相似就叫做畸變。
首先,根據細光束追跡公式推導,可以得到: 畸變與 光闌位置的正弦差 和 角倍率有關 ;
另一方面,根據賽德表達式,畸變是由球差、光線入射角度、場曲共同決定的;
因此:
當光學系統不產生很大的光闌彗差時,畸變由角倍率所完全決定;
這就是主光線有很大角倍率時畸變難以矯正的原因;
合理的改變光焦度的分配,改變光線入射角度、場曲的大小,也是矯正畸變的有 效方法;
對於畸變受光闌、入瞳位置的影響,對於畸變要求嚴格的光學系統,必須從結構 形式方面來考慮畸變問題。
以上是對畸變公式、原理的分析。 而在實際操作中,根據透鏡組設計的經驗,我們知道:
對稱型物鏡的畸變是很小的;如果可以,儘量採用對稱結構來校正畸變。Topogon、Pyccap 等均採用對稱結構消除畸變,而非對稱物鏡的畸變,則需要用特殊的校畸變面,距離光闌較遠的透鏡,主要影響軸外像 差,對於畸變的矯正,可以在透鏡的後組上,採用巧妙的方法達到要求;另外,根據對畸變的校正的經驗,正畸變和負畸變的面應當距離較近,如果相隔較遠就很難校正了。
大多數畸變較小的反遠廣角鏡頭,是採用此種方法達到對畸變的校正的。