像散 (Astigmatism)

像散是由于离轴光束在透镜的子午面(包含光轴的平面)和弧矢面(垂直于子午面的平面)的折射能力不同所引起的像差。这会导致离轴物点不能成像为一个点,而是形成两条相互垂直、且位于不同位置的短线(焦线)。在两焦线之间,光斑的形状会从长椭圆变成一个模糊的圆(最小弥散圆),再变成横椭圆。

焦点 F
仿真渲染引擎 v1.0正向追踪开启

典型光斑图 / 成像视图 (Characteristic View)RENDER_CTX: astigmatism

子午焦线最小弥散圆弧矢焦线
像散差值 (Astigmatic Difference)0.50

02.物理特征

子午焦点与弧矢焦点

光束在子午面和弧矢面内的汇聚点不重合,导致在不同距离处看到水平或垂直方向的拉伸。

在眼镜设计中的应用

人眼的散光通常是由角膜不规则形状引起的,可以通过柱面镜(Cylindrical Lens)来补偿。

物理小贴士

  • 子午面与弧矢面所经历的光焦度(Optical Power)不相等,焦点深度分离产生斯特林光锥与焦距差(Sturm's interval)。
  • 成像呈现垂直的双焦线与中间的最小弥散圆。
  • 即使透镜是完美回转对称球面,宽光束离轴斜射也会产生固有像散。

核心教学公式

Δx = x's - x't ∝ W222 · yobj2