Dalam sistem optik yang ideal, pembesaran harus tetap konstan dalam sepasang bidang objek konjugat. Namun, dalam sistem optik nyata, properti ini hanya ada ketika bidang pandang kecil. Ketika bidang pandang besar atau bahkan sangat besar, pembesaran gambar akan berubah dengan perubahan bidang pandang, fenomena ini akan mengarah pada gambar objek relatif terhadap hilangnya kesamaan asli, yang mengakibatkan file Gambar deformasi, yang dikenal sebagai penyimpangan.
Dalam fotografi arsitektur, jika lensa sudut lebar digunakan untuk memotret bangunan bertingkat tinggi, karena bidang pandang yang luas dari lensa sudut lebar, mudah untuk menghasilkan distorsi berbentuk barel, membuat tepi bangunan tampaknya melengkung ke luar. Untuk mendapatkan gambar yang lebih realistis dan akurat dari penampilan bangunan, fotografer dapat menggunakan perangkat lunak pemrosesan gambar khusus untuk mengoreksi distorsi, atau mencoba memilih sudut pemotretan dan jarak yang tepat saat mengambil gambar untuk meminimalkan efek dari distorsi.
Penyimpangan secara matematis didefinisikan sebagai perbedaan antara tinggi gambar aktual y 'dan tinggi gambar ideal y0' (y ' - y0'), dan dalam praktiknya itu lebih umum dinyatakan sebagai persentase rasio ini terhadap tinggi gambar yang ideal y0 ', yaitu, penyimpangan relatif:
Ketika sistem optik dengan gambar penyimpangan, permukaan objek konsentris dengan jarak yang sama, gambar tidak akan lagi menjadi lingkaran konsentris dengan jarak yang sama. Jika sistem memiliki penyimpangan positif, tinggi gambar yang sebenarnya akan meningkat dengan meningkatnya bidang pandang dan lebih cepat dari tinggi gambar yang ideal y0 ', yang berarti bahwa pembesaran meningkat dengan meningkatnya bidang pandang, maka jarak lingkaran konsentris akan secara bertahap meningkat dari dalam ke luar; Sebaliknya, jika sistem memiliki penyimpangan negatif, jarak lingkaran akan dikurangi secara bertahap dari dalam ke luar. Ambil permukaan objek kotak persegi sebagai contoh, jika dicitrakan oleh sistem optik dengan penyimpangan positif, gambar yang dihasilkan akan muncul berbentuk bantal; Jika dicitrakan oleh sistem optik dengan penyimpangan negatif, gambar yang dihasilkan akan muncul berbentuk barel, garis putus-putus pada gambar menunjukkan bentuk gambar yang ideal.
Perlu dicatat bahwa penyimpangan hanya menyebabkan distorsi gambar dan tidak mempengaruhi ketajaman gambar. Dengan demikian, untuk sistem optik umum, cacat pencitraan penyimpangan tidak secara signifikan menghambat penggunaan selama distorsi gambar berada dalam batas yang dapat diterima. Namun, dalam beberapa skenario aplikasi di mana gambar perlu digunakan untuk secara akurat menentukan ukuran suatu objek, efek penyimpangan sangat penting karena secara langsung mempengaruhi keakuratan pengukuran, sehingga dalam kasus ini penyimpangan harus dikoreksi secara ketat.
Kedalaman bidang: Resolusi kedalaman untuk rentang gambar yang jelas
Ketika lensa objektif difokuskan pada objek fotografi tertentu, ada kisaran tertentu di depan dan di belakang objek di mana objek dapat menyajikan gambar yang jelas pada bidang gambar, rentang ini didefinisikan sebagai kedalaman bidang ( Δ1 + Δ2).
Dalam struktur pencitraan optik, bidang gambar A 'adalah bidang di mana permukaan target sensor berada, dan bidang konjugatnya A adalah bidang penyelarasan. Pesawat terjauh yang dapat membentuk gambar yang jelas pada target, yaitu, bidang tempat titik objek B1 berada, disebut farscape; Bidang terdekat yang dapat membentuk gambar yang jelas pada target, yaitu, bidang tempat titik objek B2 berada, disebut di dekat lapangan. Titik objek B1, B2 dicitrakan di depan target setelah proyeksi ke permukaan target untuk membentuk titik difus, ketika titik difus kecil sampai batas tertentu, itu dapat dianggap disajikan pada gambar permukaan adalah gambar yang jelas.
Rumus untuk menghitung kedalaman bidang adalah:
Di mana Δ1 dan Δ2 mewakili kedalaman bidang dan kedalaman bidang, masing -masing, p, p1 dan p2 mewakili jarak dari bidang fokus, bidang bidang jauh dan bidang medan dekat ke lensa objektif, f 'adalah Panjang fokus lensa objektif, F adalah jumlah lubang dari lensa objektif, dan Δ adalah diameter lingkaran dispersi yang dapat diizinkan pada bidang gambar, dan nilai minimum yang biasanya merupakan ukuran gambar gambar elemen dalam kasus sensor CCD atau CMOS.
Oleh karena itu kedalaman bidang terkait erat dengan panjang fokus lensa objektif, ukuran aperture, dan jarak fotografi. Secara khusus, semakin kecil aperture (semakin besar angka-F), atau semakin besar jarak pemotretan, semakin besar kedalaman bidang, dan secara umum, kedalaman bidang lebih besar di bidang jauh daripada di bidang dekat. Lensa dengan panjang fokus yang lebih pendek memiliki kedalaman bidang yang lebih besar saat memotret pada jarak yang sama dengan nilai aperture yang sama; Sebaliknya, lensa dengan panjang fokus yang lebih panjang memiliki kedalaman bidang yang relatif lebih kecil.
Jarak Kerja: Referensi Utama untuk Dimensi Spasial Sistem
Dalam proses pemilihan lensa, untuk secara akurat menentukan dimensi spasial dari sistem optik, sering kali perlu untuk memahami lensa dalam pekerjaan jarak objek, jarak gambar, serta jarak antara dua permukaan utama dari lensa dan parameter penting lainnya. Namun, karena jarak objek dan jarak gambar relatif terhadap posisi permukaan utama sistem optik lensa, dan permukaan utama lensa sulit ditentukan secara langsung dalam praktik, yang mengarah ke jarak objek, jarak gambar dan lainnya Parameter juga sulit diukur secara langsung.
Misalnya, dalam penerapan lensa objektif mikroskop, jarak kerja adalah parameter kunci. Saat mengamati bagian sel dalam mikroskop biologis, perlu untuk memilih tujuan dengan jarak kerja yang sesuai berdasarkan ketebalan sampel dan pembesaran tujuan. Jika jarak kerja terlalu pendek, sampel mungkin rusak selama proses pemfokusan; Dan jika jarak kerja terlalu panjang, tidak mungkin untuk mendapatkan pembesaran yang cukup dan gambar yang jelas.
Produsen lensa telah memperkenalkan parameter jarak kerja, dan pada saat yang sama memberikan pembesaran lensa pada jarak kerja itu, sebagai kenyamanan bagi pengguna untuk mengkonfirmasi dimensi spasial sistem lebih mudah.
Saat ini, definisi jarak kerja belum membentuk standar terpadu, terutama ada dua definisi yang berbeda. Satu definisi adalah jarak dari subjek ke kamera negatif; Definisi lainnya adalah jarak dari subjek ke permukaan depan lensa. Di lingkungan pasar saat ini, sebagian besar produsen lensa kamera umumnya mengadopsi definisi pertama. Oleh karena itu, dengan tidak adanya instruksi khusus, jarak kerja yang diberikan dalam manual biasanya mengacu pada jarak dari subjek ke kamera negatif.
Melalui pemahaman mendalam dan penguasaan parameter lensa optik di atas, baik dalam desain optik, fotografi dan video, atau di bidang inspeksi industri, dll., Mampu lebih akurat memilih dan menggunakan lensa optik, untuk mencapai efek pencitraan optik yang diinginkan, dan mempromosikan pengembangan berkelanjutan dan kemajuan teknologi terkait.