Сферичната аберација на леќите се должи на фактот дека. Аберации на објективот. Елиминација на сферична аберација

и астигматизам). Постојат сферични аберации од трет, петти и повисок ред.

Енциклопедиски YouTube

1 / 5

Растојание δs"по оптичката оска помеѓу точките на исчезнување на нултата и екстремните зраци се нарекува надолжна сферична аберација.

Дијаметар δ" Кругот на расејување (диск) се одредува со формулата

δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\приказ стил (\делта")=(\фрак (2h_(1)\делта s")(а"))),

2ч 1 - дијаметар на дупката на системот;
а"- растојание од системот до точката на сликата;
δs"- надолжна аберација.

За објекти лоцирани во бесконечност

A ′ = f ′ (\приказ стил (a")=(f")),

За да се конструира карактеристична крива на надолжната сферична аберација, надолжната сферична аберација е нацртана долж оската на апсцисата. δs",а по оската на ординатите - висините на зраците на влезната зеница ч. За да се конструира слична крива за попречно аберација, тангентите на аглите на отворот во просторот на сликата се нацртани по должината на оската x, а радиусите на круговите на расејување се нацртани по должината на оската на ординатите. δg"

Комбинирање на такви едноставни леќи, сферичната аберација може значително да се коригира.

Намалување и корекција

Во некои случаи, мала количина на сферична аберација од трет ред може да се коригира со мало дефокусирање на објективот. Во овој случај, рамнината на сликата се префрла на т.н „Најдобри авиони за инсталација“, лоциран, како по правило, во средината, помеѓу пресекот на аксијалните и екстремните зраци и не се совпаѓа со најтесната точка на пресек на сите зраци со широк зрак (диск со најмало расејување). Ова несовпаѓање се објаснува со распределбата на светлосната енергија во дискот со најмало расејување, формирајќи максимално осветлување не само во центарот, туку и на работ. Тоа е, можеме да кажеме дека „дискот“ е светла прстен со централна точка. Затоа, дозвола оптички систем, во рамнината што се совпаѓа со дискот со најмалку расејување, ќе биде помал, и покрај помалата вредност на попречната сферична аберација. Соодветноста на овој метод зависи од големината на сферичната аберација и природата на распределбата на осветлувањето во дискот за расејување.

Сферичната аберација може доста успешно да се коригира со помош на комбинација на позитивни и негативни леќи. Освен тоа, ако леќите не се држат заедно, тогаш, покрај заобленоста на површините на компонентите, големината на сферичната аберација ќе влијае и на големината на воздушниот јаз (дури и ако површините што го ограничуваат овој воздушен јаз имаат иста кривина). Со овој метод на корекција, обично се коригираат хроматските аберации.

Строго кажано, сферичната аберација може целосно да се коригира само за некои пар тесни зони, а згора на тоа, само за одредени две конјугирани точки. Меѓутоа, во пракса корекцијата може да биде доста задоволителна дури и за системи со две леќи.

Типично, сферичната аберација се елиминира за една вредност на висината ч 0 што одговара на работ на зеницата на системот. Во овој случај, највисоката вредност на преостанатата сферична аберација се очекува на височина ч e определено со едноставна формула
h e h 0 = 0,707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0,707))

Обично се смета за зрак зраци што излегува од точка на објект лоциран на оптичката оска. Сепак, сферичната аберација се јавува и за други зраци на зраци кои излегуваат од точките на објектот оддалечени од оптичката оска, но во такви случаи таа се смета како составен дел на аберациите на целиот наклонет зрак на зраци. Покрај тоа, иако оваа аберација се нарекува сферични, тоа е карактеристично не само за сферични површини.

Како резултат на сферична аберација, цилиндричниот зрак од зраци, по прекршувањето со леќа (во просторот на сликата), добива изглед не на конус, туку на некоја фигура во облик на инка, надворешна површинакое во близина на тесно грло се нарекува каустична површина. Во овој случај, сликата на точката има форма на диск со нерамномерна распределба на осветлувањето, а обликот на каустичната крива овозможува да се процени природата на распределбата на осветлувањето. Општо земено, фигурата на расејување, во присуство на сферична аберација, е систем од концентрични кругови со радиуси пропорционални на третата сила на координатите на влезната (или излезната) зеница.

Пресметани вредности

Дијаметар δ" Кругот на расејување (диск) се одредува со формулата

2ч 1 - дијаметар на дупката на системот;
а"- растојание од системот до точката на сликата;
δs"- надолжна аберација.

За објекти лоцирани во бесконечност

Со комбинирање на такви едноставни леќи, сферичната аберација може значително да се коригира.

Намалување и корекција

Во некои случаи, мала количина на сферична аберација од трет ред може да се коригира со мало дефокусирање на објективот. Во овој случај, рамнината на сликата се префрла на т.н „Најдобри авиони за инсталација“, лоциран, како по правило, во средината, помеѓу пресекот на аксијалните и екстремните зраци и не се совпаѓа со најтесната точка на пресек на сите зраци со широк зрак (диск со најмало расејување). Ова несовпаѓање се објаснува со распределбата на светлосната енергија во дискот со најмало расејување, формирајќи максимално осветлување не само во центарот, туку и на работ. Тоа е, можеме да кажеме дека „дискот“ е светла прстен со централна точка. Затоа, резолуцијата на оптичкиот систем во рамнината што се совпаѓа со дискот со најмало расејување ќе биде помала, и покрај помалата вредност на попречната сферична аберација. Соодветноста на овој метод зависи од големината на сферичната аберација и природата на распределбата на осветлувањето во дискот за расејување.

Преостанатата сферична аберација води до фактот дека сликата на точка никогаш не станува точка. Ќе остане диск, иако со многу помала големина отколку во случај на некорегирана сферична аберација.

За да се намали преостанатата сферична аберација, често се користи пресметана „прекумерна корекција“ на работ на зеницата на системот, давајќи на сферичната аберација на рабната зона позитивна вредност ( δs"> 0). Во исто време, зраците ја преминуваат зеницата на висина чд, се вкрстуваат уште поблиску до фокусната точка, а рабните зраци, иако се спојуваат зад фокусната точка, не ги надминуваат границите на дискот за расејување. Така, големината на дискот за расејување се намалува и неговата осветленост се зголемува. Односно, се подобруваат и деталите и контрастот на сликата. Сепак, поради особеностите на распределбата на осветлувањето во дискот за расејување, леќите со „прекорегирана“ сферична аберација често имаат „двојно“ заматување надвор од областа на фокусот.

Во некои случаи, дозволена е значителна „повторна корекција“. На пример, раните „Planars“ од Carl Zeiss Jena имале позитивна вредност на сферична аберација ( δs"> 0), и за маргиналната и за средната зона на зеницата. Ова решение малку го намалува контрастот при целосна решетка, но значително ја зголемува резолуцијата при мали отвори.

Белешки

Литература

Бегунов Б.Н. Геометриска оптика, Издавачка куќа на Московскиот државен универзитет, 1966 година.
Волосов Д.С., Фотографска оптика. М., „Искуство“, 1971 г.
Заказнов Н.П. и др., Теорија на оптички системи, М., „Машинско градење“, 1992 година.
Landsberg G. S. Optics. М., ФИЗМАТЛИТ, 2003 година.
Чуриловски В.Н. Теорија на оптички инструменти, Ленинград, „Машинско градење“, 1966 година.
Смит, Ворен Ј. Модерно оптичко инженерство, МекГро-Хил, 2000 година.

Фондацијата Викимедија. 2010 година.

Физичка енциклопедија

Еден од видовите аберации на оптички системи (Види Аберации на оптички системи); се манифестира во неусогласеност на Фокуси за светлосни зраци кои минуваат низ оска-симетричен оптички систем (леќа (Види Леќа), Леќа) на различни растојанија од ... Голема советска енциклопедија

Искривување на сликата во оптичките системи поради фактот што светлосните зраци од точкест извор лоциран на оптичката оска не се собираат во една точка со зраците што минуваат низ делови од системот оддалечени од оската. * * * СФЕРИЧНА…… енциклопедиски речник

сферична аберација- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: ингли. сферична аберација vok. sphärische Aberration, f rus. сферична аберација, f pranc. aberration de spéricité, f; сфера на аберација, ѓ … Физички термини žodynas

СФЕРИЧНА АБЕРАЦИЈА- Видете аберација, сферична... Речникво психологијата

сферична аберација- предизвикано од неусогласеноста на фокусите на светлосните зраци кои минуваат на различни растојанија од оптичката оска на системот, што доведува до слика на точка во форма на круг со различно осветлување. Видете исто така: Аберација хроматска аберација ... Енциклопедиски речник на металургијата

Едно од аберациите на оптичките системи, предизвикано од неусогласеност на фокусите за светлосните зраци кои минуваат низ оскисиметрична оптичка леќа. систем (леќа, објектив) на различни растојанија од оптичката оска на овој систем. Тоа се манифестира во тоа што сликата... ... Голем енциклопедиски политехнички речник

Искривување на сликата во оптички системи, поради фактот што светлосните зраци од точкаст извор лоциран на оптичкиот оските не се собираат во една точка со зраци кои минуваат низ делови од системот оддалечени од оската... Природна наука. енциклопедиски речник

Да ја разгледаме сликата на Точка лоцирана на оптичката оска дадена од оптичкиот систем. Бидејќи оптичкиот систем има кружна симетрија во однос на оптичката оска, доволно е да се ограничиме на изборот на зраци кои лежат во меридијалната рамнина. На сл. 113 ја покажува патеката на зракот карактеристична за позитивна единечна леќа. Позиција

Ориз. 113. Сферична аберацијапозитивен став

Ориз. 114. Сферична аберација за точка надвор од оската

Идеалната слика на точката на објектот А се одредува со параксиален зрак што ја преминува оптичката оска на растојание од последната површина. Зраците што формираат конечни агли со оптичката оска не ја достигнуваат идеалната точка на сликата. За една позитивна леќа, колку е поголема апсолутната вредност на аголот, толку поблиску до леќата зракот ја пресекува оптичката оска. Ова се објаснува со различните оптичка моќностлеќи во неа различни зони, што се зголемува со растојанието од оптичката оска.

Ова нарушување на хомоцентричноста на зракот на зраците што излегува може да се карактеризира со разликата во надолжните сегменти за параксиалните зраци и за зраците што минуваат низ рамнината на влезната зеница на конечни висини: Оваа разлика се нарекува надолжна сферична аберација.

Присуството на сферична аберација во системот доведува до фактот дека наместо остра слика на точка во идеалната рамнина на сликата, се добива круг на расејување, чиј дијаметар е еднаков на двојно поголема вредност. сферична аберација од релацијата

и се нарекува попречна сферична аберација.

Треба да се забележи дека со сферична аберација, симетријата е зачувана во зракот на зраците што излегуваат од системот. За разлика од другите монохроматски аберации, сферичната аберација се јавува на сите точки во полето на оптичкиот систем, а во отсуство на други аберации за точките надвор од оската, зракот на зраците што излегуваат од системот ќе остане симетричен во однос на главниот зрак (Сл. 114).

Приближната вредност на сферичната аберација може да се одреди користејќи формули за аберација од трет ред преку

За објект кој се наоѓа на конечно растојание, како што следува од сл. 113,

Во границите на валидноста на теоријата за аберации од трет ред, може да се прифати

Ако ставиме нешто според условите за нормализација, добиваме

Потоа, користејќи ја формулата (253), откриваме дека попречната сферична аберација од трет ред за објектна точка која се наоѓа на конечно растојание е

Според тоа, за надолжни сферични аберации од трет ред, претпоставувајќи според (262) и (263), добиваме

Формулите (263) и (264) се исто така валидни за случај на објект лоциран на бесконечност, ако се пресметани во услови на нормализација (256), т.е., на вистинска фокусна должина.

Во практиката на пресметување на аберацијата на оптичките системи, при пресметување на сферична аберација од трет ред, погодно е да се користат формули кои ја содржат координатата на зракот на влезната зеница. Потоа, според (257) и (262), добиваме:

ако се пресметаат во услови на нормализација (256).

За условите за нормализација (258), т.е. за намалениот систем, според (259) и (262) ќе имаме:

Од горенаведените формули произлегува дека за дадена сферична аберација од трет ред, толку е поголема координатата на зракот на влезната зеница.

Бидејќи сферичната аберација е присутна за сите точки на полето, при корекција на аберација на оптички систем, примарно внимание се посветува на корекција на сферична аберација. Наједноставниот оптички систем со сферични површини во кои може да се намали сферичната аберација е комбинација од позитивни и негативни леќи. И за позитивните и за негативните леќи, екстремните зони ги прекршуваат зраците посилно од зоните лоцирани во близина на оската (сл. 115). Негативната леќа има позитивна сферична аберација. Затоа, комбинирањето на позитивна леќа со негативна сферична аберација со негативна леќа создава систем со коригирање на сферични аберации. За жал, сферичната аберација може да се коригира само за некои зраци, но не може целосно да се коригира во целата влезна зеница.

Ориз. 115. Сферична аберација на негативна леќа

Така, секој оптички систем секогаш има преостаната сферична аберација. Резидуалните аберации на оптичкиот систем обично се претставени во табеларна форма и илустрирани со графикони. За точка на објект лоцирана на оптичката оска, се претставени графикони на надолжни и попречни сферични аберации, претставени како функции на координати или

Кривите на надолжната и соодветната попречна сферична аберација се прикажани на сл. 116. Графикони на сл. 116, и одговараат на оптички систем со недоволно корегирана сферична аберација. Ако за таков систем неговата сферична аберација е одредена само со аберации од трет ред, тогаш според формулата (264) надолжната сферична аберација крива има форма на квадратна парабола, а кривата на попречната аберација има форма на кубна парабола. Графиконите на Сл. 116, b одговараат на оптички систем во кој сферичната аберација се коригира за зрак што минува низ работ на влезната зеница, а графиконите на сл. 116, во - оптички систем со пренасочена сферична аберација. Корекција или корекција на сферична аберација може да се постигне, на пример, со комбинирање на позитивни и негативни леќи.

Попречната сферична аберација го карактеризира кругот на дисперзија, кој се добива наместо идеална слика на точка. Дијаметарот на кругот на расејување за даден оптички систем зависи од изборот на рамнината на сликата. Ако оваа рамнина е поместена во однос на рамнината на идеалната слика (Гаусова рамнина) за количина (сл. 117, а), тогаш во поместената рамнина добиваме попречна аберација поврзана со попречна аберација во Гаусова рамнина со зависноста

Во формулата (266), терминот на графиконот на попречната сферична аберација исцртана во координати е права линија што минува низ потеклото. На

Ориз. 116. Графички приказ на надолжни и попречни сферични аберации

Аберациите на фотографскиот објектив се последното нешто за што треба да размислува почетниот фотограф. Тие апсолутно не влијаат на уметничката вредност на вашите фотографии, а нивното влијание врз техничкиот квалитет на фотографиите е занемарливо. Меѓутоа, ако не знаете што да правите со вашето време, читањето на оваа статија ќе ви помогне да ги разберете различните оптички аберации и методи за справување со нив, што, се разбира, е од непроценливо значење за вистински фото-ерудит.

Аберациите на оптичкиот систем (во нашиот случај, фотографската леќа) се несовршености на сликата кои се предизвикани од отстапувањето на светлосните зраци од патеката што треба да ја следат во идеален (апсолутен) оптички систем.

Светлината од кој било точен извор, поминувајќи низ идеална леќа, би формирала бесконечна мала точкана рамнината на матрицата или филмот. Во реалноста, тоа, природно, не се случува, а поентата се претвора во т.н. место за расејување, но оптичките инженери кои развиваат леќи се обидуваат да се приближат што е можно поблиску до идеалот.

Се прави разлика помеѓу монохроматски аберации, кои се подеднакво својствени за светлосните зраци од која било бранова должина, и хроматските аберации, кои зависат од брановата должина, т.е. од боја.

Коматска аберација или кома се јавува кога светлосните зраци минуваат низ леќата под агол на оптичката оска. Како резултат на тоа, сликата на точкасти извори на светлина на рабовите на рамката добива изглед на асиметрични точки во форма на капка (или, во тешки случаи, во форма на комета).

Коматска аберација.

Кома може да се забележи на рабовите на кадарот кога снимате со широко отворена решетка. Бидејќи сопирањето надолу го намалува бројот на зраци што минуваат низ работ на објективот, тоа има тенденција да ги елиминира комичните аберации.

Структурно, комата се третира на ист начин како и сферичните аберации.

Астигматизам

Астигматизмот се манифестира во фактот дека за наклонет (не паралелен со оптичката оска на леќата) зрак светлина, зраците што лежат во меридијалната рамнина, т.е. е фокусирана рамнината на која припаѓа оптичката оска на одличен начинод зраците што лежат во сагитталната рамнина, која е нормална на меридијалната рамнина. Ова на крајот доведува до асиметрично истегнување на заматената точка. Астигматизмот е забележлив околу рабовите на сликата, но не и во центарот.

Астигматизмот е тешко да се разбере, па ќе се обидам да го илустрирам едноставен пример. Ако замислиме дека сликата на писмото Асе наоѓа на врвот на рамката, а потоа со астигматизам на леќите би изгледал вака:


Меридијален фокус.	Сагитален фокус.

Кога се обидуваме да постигнеме компромис, завршуваме со универзално заматена слика.	Оригинална слика без астигматизам.

За да се поправи астигматската разлика помеѓу меридијалните и сагиталните фокуси, потребни се најмалку три елементи (обично два конвексни и еден конкавен).

Очигледниот астигматизам кај модерните леќи обично укажува дека еден или повеќе елементи не се паралелни, што е јасен дефект.

Под искривување на полето на сликата подразбираме појава карактеристична за многу леќи, во која остра слика раменобјектот е фокусиран од леќата не на рамнина, туку на некоја закривена површина. На пример, многу широкоаголни леќиПостои изразена искривување на полето за слика, како резултат на што се чини дека рабовите на рамката се фокусирани поблиску до набљудувачот отколку центарот. Кај телефото објективите, искривувањето на полето на сликата обично е слабо изразено, но со макро објективите се коригира речиси целосно - рамнината на идеалниот фокус станува навистина рамна.

Искривувањето на полето се смета за аберација, бидејќи при фотографирање на рамен предмет (пробна маса или ѕид од тули) со фокусирање во центарот на кадарот, неговите рабови неизбежно ќе бидат надвор од фокусот, што може да се помеша со заматен објектив. Но, во реалниот фотографски живот ретко се среќаваме со рамни објекти - светот околу нас е тродимензионален - и затоа сум склон да ја сметам заобленоста на полето својствена за широкоаголните леќи како нивна предност, а не како недостаток. Заобленоста на полето за слика е она што овозможува и предниот и заднината да бидат подеднакво остри во исто време. Проценете сами: центарот на повеќето композиции со широк агол е во далечината, додека предметите во преден план се наоѓаат поблиску до аглите на рамката, како и на дното. Заобленоста на полето ги прави обајцата остри, отстранувајќи ја потребата од премногу затворање на отворот.

Заобленоста на полето овозможи, при фокусирање на далечни дрвја, да се добијат и остри блокови од мермер долу лево.
Некоја заматеност на небото и во далечните грмушки десно не ми пречеше многу во оваа сцена.

Меѓутоа, треба да се запомни дека за објективи со изразена искривување на полето на сликата, методот на автоматско фокусирање е несоодветен, во кој прво се фокусирате на објектот најблиску до вас користејќи го централниот сензор за фокусирање, а потоа ја рекомпонирате рамката (види „Како да користите автоматски фокус“). Бидејќи предметот ќе се движи од центарот на кадарот кон периферијата, ризикувате да добиете преден фокус поради искривување на полето. За совршен фокус, ќе мора да направите соодветни прилагодувања.

Дисторзија

Дисторзијата е абер во која леќата одбива да ги прикаже правите линии како прави. Геометриски, тоа значи повреда на сличноста помеѓу објектот и неговата слика поради промена на линеарното зголемување низ видното поле на леќата.

Постојат два најчести типа на изобличување: перница и буре.

На изобличување на барелЛинеарното зголемување се намалува како што се оддалечувате од оптичката оска на објективот, предизвикувајќи правите линии на рабовите на рамката да се искривуваат нанадвор, давајќи ѝ на сликата испакнат изглед.

На изобличување на перницаталинеарното зголемување, напротив, се зголемува со растојанието од оптичката оска. Правите линии се наведнуваат навнатре и сликата изгледа конкавна.

Дополнително, се јавува сложено изобличување, кога линеарното зголемување прво се намалува со растојанието од оптичката оска, но повторно почнува да се зголемува поблиску до аглите на рамката. Во овој случај, прави линии добиваат форма на мустаќи.

Искривувањето е најизразено кај објективите за зумирање, особено со големо зголемување, но е забележливо и кај објективите со фиксна фокусна должина. Широкоаголните леќи имаат тенденција да имаат изобличување на цевката (екстремен пример за ова се леќите на рибино око), додека телефото леќите имаат тенденција да имаат изобличување на штипки. Нормалните леќи, по правило, се најмалку подложни на изобличување, но целосно се коригира само во добри макро леќи.

Со леќите за зумирање, често можете да видите изобличување на цевката на широкоаголната положба и изобличување на перничињата на телефото позиција, при што средината на опсегот на фокусна должина е практично без изобличување.

Тежината на изобличувањето може да варира и во зависност од растојанието за фокусирање: со многу леќи, изобличувањето е очигледно кога е фокусирано на блискиот објект, но станува речиси невидливо кога се фокусира на бесконечност.

Во 21 век дисторзија не е голем проблем. Речиси сите RAW конвертори и многу графички уредници ви дозволуваат да го поправите изобличувањето при обработката на фотографиите, а многу модерни камери дури и сами го прават тоа за време на снимањето. Софтверската корекција на изобличувањето со соодветен профил дава одлични резултати и за малкуне влијае на острината на сликата.

Исто така, би сакал да забележам дека во пракса, корекција на изобличувањето не се бара многу често, бидејќи изобличувањето е забележливо со голо око само кога има очигледно прави линии на рабовите на рамката (хоризонт, ѕидови на згради, столбови). Во сцените кои немаат строго линеарни елементи на периферијата, дисторзијата, по правило, воопшто не ги повредува очите.

Хроматски аберации

Хроматските или аберациите во боја се предизвикани од дисперзијата на светлината. Не е тајна дека индексот на рефракција на оптичкиот медиум зависи од брановата должина на светлината. Кратките бранови имаат повисок степен на прекршување од долгите бранови, т.е. зраци со сина бојасе прекршуваат од објективните леќи посилно од црвените. Како резултат на тоа, сликите на објектот формирани од зраците различни бои, може да не се совпаѓаат едни со други, што доведува до појава на артефакти во боја, кои се нарекуваат хроматски аберации.

Во црно-белата фотографија, хроматските аберации не се толку забележливи како кај фотографијата во боја, но, сепак, тие значително ја намалуваат острината дури и на црно-белата слика.

Постојат два главни типа на хроматска аберација: хроматичноста на положбата (надолжна хроматска аберација) и хроматичноста на зголемувањето (разлика во хроматското зголемување). За возврат, секоја од хроматските аберации може да биде примарна или секундарна. Хроматските аберации вклучуваат и хроматски разлики во геометриските аберации, т.е. различна тежина на монохроматски аберации за бранови со различна должина.

Хроматизам на положбата

Положбен хроматизам или надолжна хроматска аберација се јавува кога светлосните зраци со различни бранови должини се фокусирани во различни рамнини. Со други зборови, сините зраци се фокусираат поблиску до задната главна рамнина на леќата, додека црвените зраци се фокусираат подалеку од Зелена боја, т.е. За сино има преден фокус, а за црвено има заден фокус.

Хроматизам на положбата.

За наша среќа, тие научија да ја поправаат хроматичноста на ситуацијата уште во 18 век. со комбинирање на собирна и дивергирачка леќа направена од стакло со различни индекси на рефракција. Како резултат на тоа, надолжната хроматска аберација на кремениот (конвергентен) леќа се компензира со аберацијата на леќата на круната (дифузна), а светлосните зраци со различни бранови должини можат да се фокусираат во една точка.

Корекција на хроматската положба.

Леќите во кои се коригира хроматизмот на положбата се нарекуваат ахроматски. Речиси сите модерни леќи се ахроматични, така што денес можете безбедно да заборавите на хроматизмот на положбата.

Зголемување на хроматизмот

Хроматизмот на зголемување се јавува поради фактот што линеарното зголемување на леќата се разликува за различни бои. Како резултат на тоа, сликите формирани од зраци со различни бранови должини имаат малку различни големини. Бидејќи сликите со различни бои се центрирани на оптичката оска на објективот, хроматичноста на зголемувањето отсуствува во центарот на кадарот, но се зголемува кон нејзините рабови.

Хроматизмот за зголемување се појавува на периферијата на сликата во форма на обоен раб околу објекти со остри контрастни рабови, како што се темни гранки на дрвјата на светло небо. Во областите каде што нема такви предмети, ресите на бојата можеби не се забележливи, но целокупната јасност сепак ќе опадне.

При дизајнирање леќа, хроматичноста на зголемувањето е многу потешко да се коригира отколку хроматизмот на положбата, така што оваа аберација може да се забележи во различни степени во неколку леќи. Ова првенствено влијае на објективите за зумирање со големо зголемување, особено во положбата со широк агол.

Сепак, хроматизмот за зголемување денес не е причина за загриженост, бидејќи тој лесно се коригира со софтвер. Сите добри RAW конвертори можат автоматски да ги елиминираат хроматските аберации. Покрај тоа, сè повеќе дигитални фотоапарати се опремени со функција за корекција на аберации при фотографирање во JPEG формат. Ова значи дека многу леќи кои се сметаа за просечни во минатото, сега можат да обезбедат доста пристоен квалитет на сликата со помош на дигитални патерици.

Примарни и секундарни хроматски аберации

Хроматските аберации се поделени на примарни и секундарни.

Примарни хроматски аберации се хроматизми во нивната оригинална некорегирана форма, предизвикани од различни степенирефракција на зраци со различни бои. Артефактите на примарните аберации се обоени во екстремните бои на спектарот - сино-виолетова и црвена.

При корекција на хроматските аберации, хроматската разлика на рабовите на спектарот се елиминира, т.е. сините и црвените зраци почнуваат да се фокусираат во една точка, што, за жал, може да не се совпаѓа со точката на фокусирање на зелените зраци. Во овој случај, се јавува секундарен спектар, бидејќи хроматската разлика за средината на примарниот спектар (зелени зраци) и за неговите рабови споени (сини и црвени зраци) останува нерешена. Ова се секундарни аберации, чии артефакти се обоени со зелена и виолетова боја.

Кога зборуваат за хроматски аберации на модерните ахроматски леќи, во огромното мнозинство на случаи тие мислат на секундарниот хроматизам на зголемувањето и само на него. Апохромати, т.е. Леќите во кои примарните и секундарните хроматски аберации се целосно елиминирани се исклучително тешки за производство и веројатно нема да станат широко распространети.

Сферохроматизмот е единствениот пример за хроматска разлика во геометриските аберации што вреди да се спомене и се појавува како суптилно обојување на области кои не се фокусирани во екстремни бои на секундарниот спектар.

Сферохроматизмот се јавува затоа што сферичната аберација, дискутирана погоре, ретко се коригира подеднакво за зраците со различни бои. Како резултат на тоа, местата надвор од фокус во преден план може да имаат малку виолетова раб, додека оние во позадина може да имаат зелен раб. Сферохроматизмот е најкарактеристичен за брзите објективи со долг фокус кога снимате со широко отворена решетка.

За што треба да се грижите?

Нема потреба да се грижите. За сè што треба да се грижите веројатно веќе се погрижиле дизајнерите на вашиот објектив.

Нема идеални леќи, бидејќи корекција на некои отстапувања води до зајакнување на другите, а дизајнерот на леќи, по правило, се обидува да најде разумен компромис помеѓу неговите карактеристики. Модерните зумирања веќе содржат дваесет елементи и нема потреба да се комплицираат без мерка.

Сите криминални аберации програмерите ги коригираат многу успешно, а со оние што остануваат лесно се разбираат. Ако вашиот објектив има некој слаби страни(а таквите леќи се мнозинство), научете да ги заобиколувате во вашата работа. Сферична аберација, кома, астигматизам и нивните хроматски разлики се намалуваат кога леќата е запрена надолу (видете „Избор на оптимална бленда“). Изобличувањето и хроматското зголемување се елиминираат при обработката на фотографиите. Заобленоста на полето за слика бара дополнително внимание при фокусирањето, но исто така не е фатална.

Со други зборови, наместо да ја обвинува опремата за несовршеност, фотографот аматер треба да започне да се усовршува со темелно проучување на неговите алатки и користење според нивните предности и недостатоци.

Ви благодариме за вниманието!

Василиј А.

Пост скриптум

Ако написот ви беше корисен и информативен, можете љубезно да го поддржите проектот со давање придонес во неговиот развој. Ако не ви се допадна статијата, но имате размислувања како да ја подобрите, вашата критика ќе биде прифатена со не помала благодарност.

Запомнете дека овој напис подлежи на авторски права. Дозволено е повторно печатење и цитирање под услов да има валидна врска до изворот и употребениот текст не смее да биде искривен или изменет на кој било начин.

Појавата на оваа грешка може да се следи со помош на лесно достапни експерименти. Да земеме едноставна конвергирачка леќа 1 (на пример, плано-конвексна леќа) со што е можно поголем дијаметар и мала фокусна должина. Мал и во исто време доста силен извор на светлина може да се добие со дупчење дупка во голем екран 2 со дијаметар од околу , и прикачување парче матирано стакло 3 пред него, осветлено со силна светилка од кратка растојание. Уште подобро е да се концентрира светлината од лак фенерче на матираното стакло. Оваа „светла точка“ треба да се наоѓа на главната оптичка оска на леќата (сл. 228, а).

Ориз. 228. Експериментално проучување на сферична аберација: а) леќа врз која паѓа широк зрак дава матна слика; б) централната зона на објективот дава добра остра слика

Со помош на оваа леќа, на која паѓаат широки зраци на светлина, не е можно да се добие остра слика на изворот. Без разлика како го поместуваме екранот 4, тој произведува прилично матна слика. Но, ако ги ограничите зраците што паѓаат на леќата со ставање парче картон 5 пред него со мала дупка спроти централниот дел (слика 228, б), тогаш сликата значително ќе се подобри: можете да најдете таква положба за екранот 4 дека сликата на изворот на него ќе биде доста остра. Оваа опсервација е сосема конзистентна со она што го знаеме за сликата добиена во објективот со користење на тесни параксиални греди (сп. §89).

Ориз. 229. Екран со отвори за проучување на сферична аберација

Дозволете ни сега да го замениме картонот со централна дупка со парче картон со мали дупки лоцирани долж дијаметарот на леќата (слика 229). Патот на зраците што минуваат низ овие дупки може да се следи ако воздухот зад леќата е малку зачаден. Ќе откриеме дека зраците што минуваат низ дупки лоцирани на различни растојанија од центарот на леќата се сечат на различни точки: колку подалеку зракот излегува од оската на леќата, толку повеќе се прекршува и поблиску до леќата е точката. на неговото вкрстување со оската.

Така, нашите експерименти покажуваат дека зраците што минуваат низ посебни зони на леќите лоцирани на различни растојанија од оската даваат слики од изворот што лежи на различни растојанија од леќата. На дадена позиција на екранот, различни зони на леќата ќе дадат на него: некои се поостри, други се поматни слики на изворот, кои ќе се спојат во светло круг. Како резултат на тоа, леќата со голем дијаметар создава слика на точка извор не во форма на точка, туку во форма на матна светлосна точка.

Значи, кога се користат широки светлосни зраци, не добиваме слика на точка дури и кога изворот се наоѓа на главната оска. Оваа грешка во оптичките системи се нарекува сферична аберација.

Ориз. 230. Појавата на сферична аберација. Зраците што излегуваат од леќата на различни висини над оската даваат слики на точка на различни точки

За едноставни негативни леќи, поради сферична аберација, фокусната должина на зраците што минуваат низ централната зона на леќите исто така ќе биде поголема отколку за зраците што минуваат низ периферната зона. Со други зборови, паралелниот зрак што минува низ централната зона на дивергентната леќа станува помалку дивергентен од зракот што минува низ надворешните зони. Со присилување на светлината по конвергирачката леќа да помине низ леќа која се разликува, ја зголемуваме фокусната должина. Сепак, ова зголемување ќе биде помалку значајно за централните зраци отколку за периферните зраци (Сл. 231).

Ориз. 231. Сферична аберација: а) во собирна леќа; б) во дивергентна леќа

Така, подолгата фокусна должина на конвергираната леќа што одговара на централните зраци ќе се зголеми помалку од пократката фокусна должина на периферните зраци. Следствено, дивергираната леќа, поради нејзината сферична аберација, ја изедначува разликата во фокусните должини на централните и периферните зраци, предизвикани од сферичната аберација на собирната леќа. Со правилно пресметување на комбинацијата на конвергирачки и дивергентни леќи, можеме да го извршиме ова порамнување толку целосно што сферичната аберација на систем од две леќи практично ќе се сведе на нула (сл. 232). Обично двете едноставни леќи се залепени заедно (сл. 233).

Ориз. 232. Корекција на сферична аберација со комбинирање на конвергирачка и дивергирачка леќа

Ориз. 233. Залепена астрономска леќа, корегирана за сферична аберација

Од горенаведеното е јасно дека уништувањето на сферичната аберација се врши со комбинација на два дела од системот, чии сферични аберации меѓусебно се компензираат. Ние го правиме истото кога ги коригираме другите недостатоци на системот.

Пример за оптички систем со елиминирана сферична аберација се астрономските леќи. Ако ѕвездата се наоѓа на оската на леќата, тогаш нејзината слика практично не е искривена со аберација, иако дијаметарот на леќата може да достигне неколку десетици сантиметри.