I ett idealiskt optiskt system bör förstoringen förbli konstant i ett par konjugatobjektplan. Men i verkliga optiska system är denna egenskap endast närvarande när synfältet är litet. När synfältet är stort eller till och med mycket stort, kommer förstoringen av bilden att förändras med förändringen i synfältet, detta fenomen kommer att leda till bilden av objektet relativt förlusten av den ursprungliga likheten, vilket resulterar i Bild av deformationen, som kallas avvikelse.
I arkitektonisk fotografering, om en vidvinkellinser används för att fotografera en höghus, på grund av det stora synfältet för vidvinkellinsen, är det lätt att producera fatformad distorsion, vilket gör byggnadens kanter verkar vara böjda utåt. För att få en mer realistisk och korrekt bild av byggnadens utseende kan fotografen använda specialiserad bildbehandlingsprogramvara för att korrigera för distorsionen, eller försöka välja rätt skjutvinkel och avstånd när du tar bilden för att minimera effekten av distorsion.
Aberration definieras matematiskt som skillnaden mellan den faktiska bildhöjden y 'och den ideala bildhöjden y0' (y ' - y0'), och i praktiken uttrycks det oftare i procent av förhållandet mellan den ideala bildhöjden y0 ', dvs relativ avvikelse:
När ett optiskt system med avvikelser bilder en koncentrisk objektyta med lika avstånd, kommer bilden inte längre att vara en koncentrisk cirkel med lika avstånd. Om systemet har en positiv avvikelse kommer den faktiska bildhöjden y 'att öka med ökningen av synfältet och snabbare än den ideala bildhöjden y0', vilket innebär att förstoringen ökar med ökningen av synfältet, då Avståndet mellan de koncentriska cirklarna kommer gradvis att ökas från insidan till utsidan; Tvärtom, om systemet har en negativ avvikelse kommer avståndet mellan cirklarna att gradvis reduceras från insidan till utsidan. Ta det fyrkantiga rutnätets yta som ett exempel, om det avbildas av det optiska systemet med positiva avvikelser, kommer den resulterande bilden att visas kuddeformad; Om det avbildas av det optiska systemet med negativa avvikelser, kommer den resulterande bilden att visas fatformad, den streckade linjen i figuren visar formen på den ideala bilden.
Det är värt att notera att avvikelser endast orsakar snedvridning av bilden och inte påverkar bildens skärpa. För allmänna optiska system hindrar således inte avbildningsdefekten för avvikelse signifikant så länge den snedvridning av bilden ligger inom acceptabla gränser. Men i vissa applikationsscenarier där bilden måste användas för att exakt bestämma storleken på ett objekt måste effekten av avvikelser kritisk eftersom den direkt påverkar mätningens noggrannhet, så i dessa fall måste avvikelserna strikt korrigeras.
Fältets djup: Djupupplösning för ett tydligt bildintervall
När objektivlinsen är inriktad på ett visst fotografiskt objekt finns det ett visst intervall framför och bakom objektet inom vilket objektet kan presentera en tydlig bild på bildplanet definieras detta intervall som fältets djup ( Δ1 + Δ2).
I strukturen för optisk avbildning är bildplanet A 'planet på vilket sensorns målyta är beläget, och dess konjugatplan A är inriktningsplanet. Det längsta planet som kan bilda en tydlig bild på målet, IE, planet där objektpunkten B1 är belägen, kallas Farscape; Det närmaste planet som kan bilda en tydlig bild på målet, IE, planet där objektpunkten B2 är belägen, kallas nära fältet. Objektpunkt B1, B2 avbildades framför målet efter projektionen till målytan för att bilda en diffus plats, när den diffusa platsen är liten i viss utsträckning, kan den anses vara presenterad i bilden av ytan är en tydlig bild.
Formeln för att beräkna fältets djup är:
Där Δ1 och Δ2 representerar fältets djup respektive djup, P, P, P1 och P2 representerar avståndet från fokusplanet, planet för fjärrfältet och planet för det nära fältet till objektlinsen, F 'är Den brännviddens brännvidd, F är antalet öppningar för objektivlinsen, och Δ är diametern på spridningscirkeln som kan tillåtas på bildplanet, och minsta värdet är vanligtvis bildens storlek element i fallet med CCD- eller CMOS -sensorer.
Av detta följer att fältdjupet är nära besläktat med brännvidden för objektivlinsen, bländarens storlek och det fotografiska avståndet. Specifikt, ju mindre öppningen (desto större är F-nummer), eller desto större skjutavstånd, desto större är fältets djup, och i allmänhet är fältets djup större i fjärrfältet än i det nära fältet. Linser med kortare brännvidd har ett större fältdjup när du skjuter på samma avstånd med samma bländarvärde; Omvänt har linser med längre brännvidd ett relativt mindre fältdjup.
Arbetsavstånd: En nyckelreferens till systemets rumsliga dimensioner
I linsvalsprocessen, för att exakt bestämma de rumsliga dimensionerna för det optiska systemet, är det ofta nödvändigt att förstå linsen i arbetet med objektavståndet, bildavståndet samt avståndet mellan de två huvudytorna på lins och andra viktiga parametrar. Men eftersom objektavståndet och bildavståndet är relativt positionen för linsens huvudytor, och linsens huvudyta är svårt att bestämma direkt i praktiken, vilket leder till objektavstånd, bildavstånd och annat Parametrar är också svåra att mäta direkt.
I applicering av mikroskop objektivlins är till exempel arbetsavstånd en nyckelparameter. Vid observation av cellsektioner i ett biologiskt mikroskop är det nödvändigt att välja ett mål med ett lämpligt arbetsavstånd baserat på provets tjocklek och förstoringen av målet. Om arbetsavståndet är för kort kan provet skadas under fokusprocessen; Och om arbetsavståndet är för långt kan det inte vara möjligt att få tillräcklig förstoring och tydliga bilder.
Linsstillverkare har introducerat parametern för arbetsavstånd och samtidigt tillhandahåller förstoringen av linsen på det arbetsavståndet, som en bekvämlighet för användaren att lättare bekräfta systemets rumsliga dimensioner.
För närvarande har definitionen av arbetsavståndet inte bildat en enhetlig standard, det finns främst två olika definitioner. En definition är avståndet från ämnet till kameran negativt; Den andra definitionen är avståndet från motivet till linsens främre yta. I den nuvarande marknadsmiljön antar de flesta tillverkare av kameralinser i allmänhet det första sättet att definiera. Därför, i avsaknad av specialinstruktioner, hänvisar arbetsavståndet som ges i manualen vanligtvis till avståndet från ämnet till kameran negativt.
Genom en fördjupad förståelse och behärskning av parametrarna för ovanstående optiska lins kan och i den optiska designen, fotograferingen och videon, eller inom området industriell inspektion, etc. för att uppnå den önskade optiska avbildningseffekten och främja kontinuerlig utveckling och framsteg för relaterade tekniker.