In einem idealen optischen System sollte die Vergrößerung in einem Paar konjugierter Objektebenen konstant bleiben. In realen optischen Systemen ist diese Eigenschaft jedoch nur vorhanden, wenn das Sichtfeld gering ist. Wenn das Sichtfeld groß oder sogar sehr groß ist, ändert sich die Vergrößerung des Bildes mit der Änderung des Sichtfelds, dieses Phänomen führt zum Bild des Objekts relativ zum Verlust der ursprünglichen Ähnlichkeit, was zum Bild führt Bild der Deformation, die als Aberration bekannt ist.
In der architektonischen Fotografie ist es leicht, fassförmige Verzerrungen zu produzieren, wenn ein Weitwinkelobjektiv zum Fotografieren eines Hochhauses verwendet wird, das aufgrund des großen Blickfelds der Weitwinkelobjektiv produziert wird, wodurch die Ränder des Gebäudes hergestellt werden scheinen nach außen gebogen zu sein. Um ein realistischsteres und genaueres Bild des Erscheinungsbilds des Gebäudes zu erhalten Verzerrung.
Die Aberration wird mathematisch als den Unterschied zwischen der tatsächlichen Bildhöhe y 'und der idealen Bildhöhe y0' (y ' - y0') definiert und wird in der Praxis häufiger als Prozentsatz des Verhältnisses zu der idealen Bildhöhe ausgedrückt y0 ', dh relative Aberration:
Wenn ein optisches System mit Aberrationen eine konzentrische Objektoberfläche mit gleichem Abstand bildet, ist das Bild kein konzentrischer Kreis mehr mit gleichem Abstand. Wenn das System eine positive Aberration hat, erhöht sich die tatsächliche Bildhöhe y 'mit zunehmender Sichtfeld und schneller als die ideale Bildhöhe y0', was bedeutet, dass die Vergrößerung mit zunehmender Sichtfeld zunimmt, dann Der Abstand der konzentrischen Kreise wird allmählich von innen nach außen erhöht. Im Gegenteil, wenn das System eine negative Aberration hat, wird der Abstand der Kreise allmählich von innen nach außen reduziert. Nehmen Sie als Beispiel die Oberfläche des Quadratgitterobjekts. Wenn das resultierende Bild vom optischen System mit positiven Aberrationen abgebildet wird, erscheint das resultierende Bild kissenförmig. Wenn das optische System mit negativen Aberrationen abgebildet wird, wird das resultierende Bild fassförmig angezeigt, die gepunktete Linie in der Abbildung zeigt die Form des idealen Bildes.
Es ist erwähnenswert, dass Aberrationen nur Verzerrungen des Bildes verursachen und die Bildschärfe nicht beeinflussen. Für allgemeine optische Systeme behindert der Bildgebungsfehler der Aberration daher nicht wesentlich, solange die Verzerrung des Bildes innerhalb akzeptabler Grenzen liegt. In einigen Anwendungsszenarien, in denen das Bild verwendet werden muss, um die Größe eines Objekts genau zu bestimmen, ist die Wirkung von Aberrationen entscheidend, da es direkt die Genauigkeit der Messung beeinflusst, sodass die Aberrationen in diesen Fällen streng korrigiert werden müssen.
Feldtiefe: Tiefenauflösung für einen klaren Bildbereich
Wenn sich die objektive Linse auf ein bestimmtes fotografisches Objekt konzentriert, gibt es einen bestimmten Bereich vor und hinter dem Objekt, in dem das Objekt in der Lage ist, ein klares Bild in der Bildebene zu präsentieren, und dieser Bereich wird als Feldtiefe definiert (Feldtiefe (Feld Δ1 + Δ2).
In der Struktur der optischen Bildgebung ist die Bildebene A die Ebene, auf der sich die Zielfläche des Sensors befindet, und seine konjugierte Ebene A ist die Ausrichtungsebene. Die am weitesten entfernte Ebene, die ein klares Bild auf dem Ziel bilden kann, dh die Ebene, in der sich der Objektpunkt B1 befindet, wird als Farscape bezeichnet. Die nächstgelegene Ebene, die ein klares Bild auf dem Ziel bilden kann, dh die Ebene, in der sich der Objektpunkt B2 befindet, heißt das Nahfeld. Objektpunkt B1, B2 wurden vor dem Ziel nach der Projektion auf die Zieloberfläche abgebildet, um einen diffusen Fleck zu bilden. Wenn der diffuse Punkt in gewissem Maße gering ist, kann er als im Bild der Oberfläche dargestellt angesehen werden ein klares Bild.
Die Formel zur Berechnung der Feldtiefe ist:
Wobei Δ1 und Δ2 die Feldtiefe und die Feldtiefe darstellen, repräsentieren P, P1 und P2 den Abstand von der Fokussierungsebene, der Ebene des Fernfeldes und der Ebene des Nahfeldes zur objektiven Linse, f 'ist Die Brennweite der objektiven Linse, f ist die Anzahl der Öffnungen der objektiven Linse, und δ ist der Durchmesser des Dispersionskreises, der auf der Bildebene zulässig ist, und der Mindestwert ist normalerweise die Größe des Bildes Element bei CCD- oder CMOS -Sensoren.
Daraus folgt, dass die Feldtiefe eng mit der Brennweite der objektiven Linse, der Größe der Apertur und der fotografischen Entfernung zusammenhängt. Je kleiner die Blende (je größer die F-Number) oder je größer der Schießstand ist, desto größer ist die Feldtiefe und im Allgemeinen die Feldtiefe im Fernfeld größer als im Nahfeld. Objektive mit kürzeren Brennweiten haben eine größere Feldtiefe, wenn Sie in derselben Entfernung mit dem gleichen Aperturwert schießen. Umgekehrt haben Objektive mit längeren Brennweiten eine relativ geringere Feldtiefe.
Arbeitsentfernung: Ein wesentlicher Hinweis auf die räumlichen Abmessungen des Systems
Im Prozess der Linsenauswahl, um die räumlichen Abmessungen des optischen Systems genau zu bestimmen Linse und andere wichtige Parameter. Da der Objektabstand und die Bildabstand relativ zur Position der Hauptoberfläche des optischen Systems der Linse sind, ist die Hauptoberfläche der Linse in der Praxis schwer zu bestimmen, was zum Objektabstand, zur Bildabstand und anderer führt Parameter sind auch schwer direkt zu messen.
Beispielsweise ist der Arbeitsabstand bei der Anwendung der mikroskopischen Objektivlinse ein Schlüsselparameter. Bei der Beobachtung von Zellabschnitten in einem biologischen Mikroskop ist es erforderlich, ein Ziel mit einem geeigneten Arbeitsabstand aus der Dicke der Probe und der Vergrößerung des Ziels auszuwählen. Wenn der Arbeitsabstand zu kurz ist, kann die Stichprobe während des Fokussierungsprozesses beschädigt werden. Und wenn der Arbeitsabstand zu lang ist, ist es möglicherweise nicht möglich, ausreichende Vergrößerung und klare Bilder zu erhalten.
Die Objektivhersteller haben den Parameter der Arbeitsabstand eingeführt und gleichzeitig die Vergrößerung der Linse in diesem Arbeitsabstand als Bequemlichkeit für den Benutzer zur Bestätigung der räumlichen Abmessungen des Systems leichter.
Derzeit hat die Definition des Arbeitsabstands keinen einheitlichen Standard gebildet, es gibt hauptsächlich zwei verschiedene Definitionen. Eine Definition ist der Abstand vom Thema zur Kamera negativ; Die andere Definition ist der Abstand vom Subjekt zur vorderen Oberfläche der Linse. Im aktuellen Marktumfeld setzen die meisten Hersteller von Kameralinsen im Allgemeinen die erste Definitionsfähigkeit ein. In Ermangelung von besonderen Anweisungen bezieht sich der im Handbuch angegebene Arbeitsabstand daher normalerweise auf den Abstand vom Subjekt zur Kamera negativ.
Durch ein eingehendes Verständnis und die Beherrschung der Parameter der obigen optischen Linse, sei um den gewünschten optischen Bildgebungseffekt zu erzielen und die kontinuierliche Entwicklung und den Fortschritt verwandter Technologien zu fördern.