
【化】 curvature of field
場曲(Field Curvature)是光學成像系統中的一種幾何像差現象,指平面物體通過透鏡成像時,其理想像面并非平面而呈現彎曲曲面的特性。該術語在漢英詞典中對應"field curvature"或"Petzval curvature",源自匈牙利物理學家約瑟夫·佩茨瓦爾(Joseph Petzval)于1843年提出的佩茨瓦爾定理。
從物理機制分析,場曲的産生源于不同視場角的光線在通過透鏡組時,軸向像差累積導緻焦平面偏移。根據佩茨瓦爾條件公式:
$$ sum_{i=1}^n frac{n_i'-n_i}{n_i n_i' R_i} = 0 $$
其中$n_i$和$n_i'$分别表示第i個透鏡介質的入射側和出射側折射率,$R_i$為曲率半徑。當系統不滿足該條件時,就會産生場曲現象。
在工程實踐中,場曲會造成成像系統邊緣視場與中心視場的焦點不重合,典型表現為:
現代光學系統常采用彎月形透鏡、非球面元件或複合透鏡組進行校正。根據《現代光學工程》記載,蔡司公司1950年代開發的Petzval鏡頭組通過精密控制四個空氣間隔曲面,成功将場曲量降低至λ/10級别。
場曲(Curvature of Field),又稱像場彎曲,是光學系統中一種常見的像差現象。以下從定義、成因、特點及矯正方法等方面進行詳細解釋:
場曲指平面物體通過透鏡系統後,所有物點的聚焦像面不再是一個平面,而是形成一個彎曲的曲面。此時,雖然每個局部區域可能清晰成像,但整個像面無法同時聚焦,導緻觀察或拍攝時需調整成像面弧度才能看清不同區域的細節。
例如,拍攝團體人像時,若相機鏡頭存在場曲,将人物排列成弧形可避免邊緣人物模糊。顯微鏡觀察時,場曲會導緻視野中心與邊緣無法同時清晰,需通過調整載物台高度分段觀察。
(注:内容與光學場曲無關,可能涉及其他領域術語,故未采用;其他網頁信息已綜合引用。)
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