109年:視覺光學(1)
下列何者是因為鏡片周邊區域各點至光學中心的距離不同,使得放大率不同所造成的像差?例如低視力患者使用的放大鏡,因為度數高較常發現這樣的像差。
A畸變(distortion )
B場曲(curvature of field )
C彗差(coma)
D斜散光(oblique astigmatism )
詳細解析
本題觀念:
本題考的是 Seidel 五種單色像差(monochromatic aberrations)中的「畸變(distortion)」。畸變的根本成因是鏡片各區域的橫向放大率(lateral magnification)隨離光學中心距離不同而變化,導致影像形狀失真,但不影響影像清晰度。
選項分析
(A) 畸變(distortion) ✅ 正確答案 畸變正是由於鏡片各區域至光學中心距離不同、放大率不均所產生的像差。周邊放大率大於中心時產生「枕形畸變(pincushion distortion)」(常見於高度正鏡片/凸透鏡),周邊放大率小於中心時產生「桶形畸變(barrel distortion)」(常見於高度負鏡片/凹透鏡)。題目描述「低視力患者使用的高度數放大鏡」正是典型的高度正鏡片場景,會產生明顯的枕形畸變。
(B) 場曲(curvature of field) 場曲是指一個平面物體的像面並非平面而是曲面,導致影像中心清晰時邊緣模糊(或反之)。成因是離軸光束的切線焦點與弧矢焦點(tangential & sagittal foci)皆位於曲面上。場曲影響的是影像清晰度的空間分佈,而非放大率的不均勻,與本題描述不符。
(C) 彗差(coma) 彗差發生於離軸物點,光線通過鏡片不同環帶(zone)後在像面上
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