114年:視覺光學

有關球面透鏡產生畸變(distortion ),下列何者錯誤?

A產生原因為中心與周邊區域產生的橫向放大率不同所致
B負透鏡產生桶形畸變(barrel distortion )
C枕狀畸變(pincushion distortion )因正透鏡周邊放大率小於鏡片中心所致
D鏡片設計時須考慮畸變造成影響

詳細解析

本題觀念:

本題考查球面透鏡產生的畸變(distortion),屬於幾何像差(geometric aberration)之一。畸變的成因是透鏡中心與周邊區域的橫向放大率(lateral magnification)不一致,導致直線在影像中彎曲。題目問「下列何者錯誤」,為反向題。

選項分析

(A) 產生原因為中心與周邊區域產生的橫向放大率不同所致 ✅ 正確陳述。畸變(distortion)定義上即為影像中不同位置的橫向放大率(lateral magnification)不均一所致的幾何失真。這是教科書標準定義。

(B) 負透鏡產生桶形畸變(barrel distortion) ✅ 正確陳述。負透鏡(concave lens, minus lens)使周邊放大率小於中心放大率,造成影像向內縮、四角向中心收縮的桶形效果,稱為桶形畸變(barrel distortion)

(C) 枕狀畸變(pincushion distortion)因正透鏡周邊放大率小於鏡片中心所致錯誤陳述(本題答案)。枕狀畸變(pincushion distortion)發生在正透鏡(convex lens, plus lens)中,但其成因正好相反:周邊放大率「大於」中心放大率,導致影像四角被拉伸向外,形狀像針插(pinc

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