光瞳像差与光线瞄准之间的那些事儿！

光瞳像差是什么？光线瞄准有是什么？这两个东西可能很少有人使用，更难把它两联系起来。如下就是光瞳像差光扇图，看着和横向像差光扇图有些类似，因为它们绘制的思路是一样的。

光瞳像差图其实就一个作用，为该系统是否需要打开光线瞄准提供依据。光瞳像差定义的是实际光线和光阑面的交点和主波长近轴光线交点的差，这个差值占光阑半径的百分比。如果光瞳像差太大，那么就得打开光线瞄准。如果设计过广角镜头，可能这个就比较熟悉了，视场非常大的系统，光瞳像差就比较明显了。如下就是最近在弄了一半的手机镜头，可以看出实际光线不能很好的充满光阑面。因为ZEMAX默认计算是很好充满入瞳（入瞳是光阑相当于其前组透镜成的像，当然实际光路中是没有的）。

如果设计过广角镜头，可能这个就比较熟悉了，视场非常大的系统，光瞳像差就比较明显了。如下就是最近在弄了一半的手机镜头，可以看出实际光线不能很好的充满光阑面。因为ZEMAX默认计算是很好充满入瞳（入瞳是光阑相当于其前组透镜成的像，当然实际光路中是没有的）。

那么，这时候您肯定有一个疑问，这里说光阑面上实际光线没有很好充满，那么入瞳面就一定很好的充满了，能看看不？答案是自然的，我们首先可以查阅览一下，系统数据报表，如下所示。

可以看出，系统的入瞳位置是0.5581532，这个位置是相对于第一个面来说的，记住不是第0面OBJ面，是第一个面后面0.5581532mm处。然后我们在二维图上也画出这个入瞳面，更为直观，如下所示，可以看得很明显了入瞳处光线很规整，而光阑面则比较差，这也就是上文说的光瞳像差。

    当然此时设置的半角视场是35度，全视场是70度，光瞳像差并不是特别离谱，从光瞳像差光扇图上可以看出，最大视场的光瞳像差比例不到6%，此时打不打看光线瞄准其实并不是特别明显。

    可以看下，打开光线瞄准后的效果，可以看出打开光线瞄准之后，入瞳处光线充满的欠佳，而光阑面光线充满的非常完美，此时查看光瞳像差光扇图，可以发现接近0%了，这也是验证光线瞄准是否起作用的一个方法。

那么问题又来了，此时受否需要打开光线瞄准呢？这就涉及到光线瞄准的本质了，光线瞄准只是通过几次迭代，在入射光线中找到了一些正好充满光阑的光线，并不是消除了光瞳像差，毕竟我们对于光学系统没有做任何动作，已经存在的，我们不可能消除。打开光线瞄准之后，为了充满光阑，进行了多次光线迭代，这样一个光线追击的时间至少是没有打开光线瞄准时间的2倍以上。由于没有改变任何像差，那么应该光学系统的成像质量不会有变化，但是采样光线变了，也会有细微变化，如下则是打开前后的MTF变化对比。

    那么这里可以说要是光线瞄准打开前后没啥实质性的影响，就不需要打开光线瞄准。大视场角的光学系统，如广角镜头设计的过程中就需要打开光线瞄准，如下图打开的是ZEMAX自带的200度广角镜头文件，左边是打开光线瞄准的，右边是未打开光线瞄准的二维图。

那么基本上就定下来什么时候需要打开了，具体在哪里打开光线瞄准呢？

    光线瞄准在选择上有“近轴”和“实际”，其选择上按照说明书说即可，“对于由系统孔径定义的有着物空间属性的实际光线，是用实际光线代替近轴光线去决定光阑的半径”，这里系统孔径就是入瞳类型的设置上。此处的“实际”并不会比“近轴”计算结果更加精准，只是前者可能可以处理一些后者无法正常工作的案例。而当这二者都能工作的情况下，其计算精度是一样的。另外一些勾选项就是说明书的阅读理解上了，截图如下所示：