理想的な光学システムでは、倍率は一対の共役オブジェクト平面で一定のままでなければなりません。ただし、実際の光学システムでは、このプロパティは視野が小さい場合にのみ存在します。視野が大きくなったり、非常に大きい場合、画像の倍率が視野の変化とともに変化します。この現象は、元の類似性の損失と比較してオブジェクトの画像につながり、異常として知られている変形の画像。
建築写真では、広角レンズの視野が大きいため、広角レンズを使用して高層ビルを撮影する場合、樽型の歪みを簡単に生成し、建物の縁を作るのは簡単です。外側に曲がっているように見えます。建物の外観のより現実的で正確なイメージを取得するために、写真家は特殊な画像処理ソフトウェアを使用して歪みを修正するか、写真を撮るときに正しい射撃角度と距離を選択して、ねじれ。
異常は、実際の画像の高さy 'と理想的な画像高さy0'（y '-y0'）の違いとして数学的に定義されており、実際には、理想的な画像の高さとの比率の割合としてより一般的に表現されます。 y0 '、すなわち、相対異常：
異常を備えた光学システムが等しい間隔を持つ同心のオブジェクト表面を画像化する場合、画像は等しい間隔を持つ同心円ではなくなります。システムに正の異常がある場合、実際の画像の高さy 'は視野の増加とともに増加し、理想的な画像の高さy0'よりも速く増加します。同心円の間隔は、内側から外側に徐々に増加します。それどころか、システムに負の異常がある場合、円の間隔は内側から外側に徐々に縮小されます。正方形のグリッドオブジェクトの表面を例として取り、正の異常で光学システムによって画像化された場合、結果の画像は枕型に見えます。負の異常を伴う光学システムによって画像化された場合、結果の画像は樽型のように見え、図の点線は理想的な画像の形状を示しています。
異常は画像の歪みを引き起こし、画像の鋭さに影響しないことは注目に値します。したがって、一般的な光学システムの場合、異常のイメージング欠陥は、画像の歪みが許容範囲内にある限り、使用を大幅に妨害しません。ただし、オブジェクトのサイズを正確に決定するために画像を使用する必要があるいくつかのアプリケーションシナリオでは、測定の精度に直接影響するため、異常の効果は重要です。
フィールドの深さ：明確な画像範囲の深さ解像度
対物レンズが特定の写真オブジェクトに焦点を合わせている場合、オブジェクトが画像平面上に明確な画像を提示できるオブジェクトの前後に特定の範囲が存在します。この範囲はフィールドの深さとして定義されます（ Δ1 +Δ2）。
光学イメージングの構造では、画像平面Aはセンサーのターゲット表面が配置されている平面であり、その共役面Aはアライメント平面です。ターゲット上に明確な画像を形成できる最も遠い平面、つまり、オブジェクトポイントB1が配置されている平面は、ファースケープと呼ばれます。ターゲット上に明確な画像を形成できる最も近い平面、つまり、オブジェクトポイントB2が位置する平面は、近距離フィールドと呼ばれます。オブジェクトポイントB1、B2は、ターゲット表面への投影後にターゲットの前で画像化してびまん性スポットを形成しました。明確な画像。
フィールドの深さを計算するための式は次のとおりです。
ここで、Δ1とΔ2はそれぞれフィールドの深さと野外深さを表します。P、p1、およびp2は、焦点面、遠磁場の平面、視野の平面から対物レンズまでの距離を表します。対物レンズの焦点距離、Fは対物レンズの開口部の数であり、δは画像平面で許可できる分散円の直径であり、通常は画像のサイズの最小値ですCCDまたはCMOSセンサーの場合の要素。
そのため、被写界深度は、対物レンズの焦点距離、開口部のサイズ、および写真距離に密接に関連しています。具体的には、開口部が小さいほど（Fナンバーが大きくなります）、または射撃距離が大きくなるほど、フィールドの深さが大きくなり、一般に、フィールドの深さは近距離フィールドよりも遠いフィールドで大きくなります。焦点距離が短いレンズは、同じ距離で同じ距離で同じ距離で撮影するときに、より深い被写界深度があります。逆に、焦点距離が長いレンズは、比較的小さい畑の深さを持っています。
作動距離：システムの空間寸法への重要な参照
レンズの選択プロセスでは、光学システムの空間寸法を正確に決定するために、オブジェクトの距離、画像距離、および2つの主要な表面間の距離の作業におけるレンズを理解する必要があることがよくあります。レンズおよびその他の重要なパラメーター。ただし、オブジェクトの距離と画像距離はレンズ光学システムの主要な表面の位置に相対的であり、レンズの主要な表面を実際に直接決定することは困難であり、オブジェクトの距離、画像距離、その他につながるためパラメーターも直接測定することは困難です。
たとえば、顕微鏡目的レンズの適用では、作動距離が重要なパラメーターです。生物学的顕微鏡で細胞切片を観察する場合、サンプルの厚さと目的の倍率に基づいて、適切な作動距離を持つ目的を選択する必要があります。作業距離が短すぎる場合、焦点プロセス中にサンプルが損傷する可能性があります。また、作業距離が長すぎる場合、十分な倍率とクリア画像を取得することはできない場合があります。
レンズメーカーは、作動距離のパラメーターを導入しており、同時に、ユーザーがシステムの空間寸法をより簡単に確認するための便宜のために、その作業距離でレンズの拡大を提供します。
現在、作動距離の定義は統一された基準を形成していません。主に2つの異なる定義があります。 1つの定義は、被験者からカメラのネガティブまでの距離です。もう1つの定義は、被験者からレンズの前面までの距離です。現在の市場環境では、ほとんどのカメラレンズメーカーは一般に最初の定義方法を採用しています。したがって、特別な指示がない場合、マニュアルに記載されている作動距離は、通常、被験者からカメラのネガまでの距離を指します。
光学デザイン、写真、ビデオ、または産業検査の分野など、上記の光レンズのパラメーターの詳細な理解と習得により、光レンズをより正確に選択して使用できるため、目的の光学イメージング効果を達成し、関連する技術の継続的な開発と進歩を促進するためです。