İdeal bir optik sistemde, büyütme bir çift konjugat nesne düzleminde sabit kalmalıdır. Bununla birlikte, gerçek optik sistemlerde, bu özellik sadece görüş alanı küçük olduğunda mevcuttur. Görüş alanı büyük veya hatta çok büyük olduğunda, görüntünün büyütülmesi görüş alanındaki değişiklik ile değişecektir, bu fenomen nesnenin orijinal benzerliğin kaybına göre görüntüsüne yol açar ve bu da sapma olarak bilinen deformasyonun görüntüsü.
Mimari fotoğrafçılıkta, yüksek katlı bir binayı fotoğraflamak için geniş açılı bir lens kullanılırsa, geniş açılı lensin geniş görüş alanı nedeniyle, namlu şeklinde bozulma üretmek kolaydır, bu da binanın kenarlarını yapmak kolaydır. Dışa doğru kıvrılmış gibi görünüyor. Binanın görünüşünün daha gerçekçi ve doğru bir görüntüsünü elde etmek için fotoğrafçı, bozulmayı düzeltmek için özel görüntü işleme yazılımı kullanabilir veya resmi çekerken doğru çekim açısını ve mesafeyi seçmeye çalışabilir. çarpıtma.
Amelat matematiksel olarak gerçek görüntü yüksekliği y 'ile ideal görüntü yüksekliği y0' (y ' - y0') arasındaki fark olarak tanımlanır ve pratikte bunun ideal görüntü yüksekliğine oranının bir yüzdesi olarak daha yaygın olarak ifade edilir Y0 ', yani göreceli sapma:
Aberationslı bir optik sistem, eşit aralıklı eşmerkezli bir nesne yüzeyini görüntülediğinde, görüntü artık eşit aralığa sahip eşmerkezli bir daire olmayacaktır. Sistemin pozitif bir sapması varsa, gerçek görüntü yüksekliği y ', görüş alanının artmasıyla ve ideal görüntü yüksekliğinden daha hızlı artar, yani büyütme görüş alanının artmasıyla artar, o zaman Konsantrik dairelerin aralığı yavaş yavaş içeriden dışarıya çıkarılacaktır; Aksine, sistemin negatif bir sapması varsa, dairelerin aralığı yavaş yavaş içeriden dışarıya düşürülecektir. Kare ızgara nesnesi yüzeyini örnek olarak alın, eğer optik sistem tarafından pozitif sapmalarla görüntülenirse, ortaya çıkan görüntü yastık şeklinde görünecektir; Optik sistem tarafından negatif sapmalarla görüntülenirse, ortaya çıkan görüntü varil şeklinde görünecektir, Şekildeki noktalı çizgi ideal görüntünün şeklini gösterir.
Sapmaların yalnızca görüntünün bozulmasına neden olduğunu ve görüntünün keskinliğini etkilemediğini belirtmek gerekir. Dolayısıyla, genel optik sistemler için, görüntünün bozulması kabul edilebilir sınırlar dahilinde olduğu sürece sapmanın görüntüleme kusuru kullanımı önemli ölçüde engellemez. Bununla birlikte, bir nesnenin boyutunu doğru bir şekilde belirlemek için görüntünün kullanılması gereken bazı uygulama senaryolarında, sapmaların etkisi kritiktir, çünkü ölçümün doğruluğunu doğrudan etkiler, bu nedenle bu durumlarda sapmalar kesinlikle düzeltilmelidir.
Alan derinliği: Net bir görüntü aralığı için derinlik çözünürlüğü
Objektif lens belirli bir fotoğrafik nesneye odaklandığında, nesnenin önünde ve arkasında nesnenin görüntü düzleminde net bir görüntü sunabildiği belirli bir aralık var olduğunda, bu aralık alan derinliği olarak tanımlanır ( Δ1 + Δ2).
Optik görüntüleme yapısında, görüntü düzlemi A 'sensörün hedef yüzeyinin bulunduğu düzlemdir ve konjugat düzlemi A hizalama düzlemidir. Hedefte net bir görüntü oluşturabilen en uzak düzlem, yani B1'in nesne noktasının bulunduğu düzlem, farscape olarak adlandırılır; Hedefte net bir görüntü oluşturabilen en yakın düzlem, yani B2 nesne noktasının bulunduğu düzleme yakın alan denir. Nesne noktası B1, B2, yaygın bir nokta oluşturmak için hedef yüzeye çıkıştan sonra hedefin önünde görüntülendi, dağınık nokta belirli bir dereceye kadar küçük olduğunda, yüzeyin görüntüsünde sunulduğu düşünülebilir. açık bir görüntü.
Alan derinliğini hesaplamak için formül:
Δ1 ve Δ2'nin sırasıyla alan derinliğini ve alanın derinliğini temsil ettiği yerlerde, P, P1 ve P2, odaklama düzleminden, uzak alanın düzleminden ve yakın alanın düzlemini objektif lense göre temsil eder, f ' Objektif lensin odak uzunluğu, f, objektif lensin açıklıklarının sayısıdır ve Δ, görüntü düzleminde izin verilebilen ve minimum değeri genellikle görüntünün boyutu olan dispersiyon çemberinin çapıdır. CCD veya CMOS sensörleri durumunda eleman.
Alan derinliğinin objektif lensin odak uzunluğu, diyaframın boyutu ve fotoğrafik mesafe ile yakından ilişkili olduğu sonucuna varır. Özellikle, açıklık ne kadar küçük olursa (f-number) veya çekim mesafesi ne kadar büyük olursa, alan derinliği ve genel olarak, alan derinliği yakın alanda olduğundan daha büyüktür. Daha kısa odak uzunlukları olan lensler, aynı diyafram değeri ile aynı mesafede çekim yaparken daha büyük bir alan derinliğine sahiptir; Tersine, daha uzun odak uzunluklarına sahip lensler nispeten daha küçük bir alan derinliğine sahiptir.
Çalışma Mesafesi: Sistemin mekansal boyutlarına önemli bir referans
Lens seçim sürecinde, optik sistemin mekansal boyutlarını doğru bir şekilde belirlemek için, genellikle nesne mesafesi, görüntü mesafesi ve aynı zamanda lensi ve ayrıca iki ana yüzey arasındaki mesafeyi anlamak gerekir. lens ve diğer önemli parametreler. Bununla birlikte, nesne mesafesi ve görüntü mesafesi, lens optik sisteminin ana yüzeyinin konumuna göre olduğundan ve lensin ana yüzeyinin doğrudan pratikte belirlenmesi zordur, bu da nesne mesafesine, görüntü mesafesine ve diğer Parametrelerin doğrudan ölçülmesi zordur.
Örneğin, mikroskop objektif lensinin uygulanmasında çalışma mesafesi bir anahtar parametredir. Biyolojik bir mikroskopta hücre kesitlerini gözlemlerken, numunenin kalınlığına ve hedefin büyütmesine bağlı olarak uygun bir çalışma mesafesine sahip bir hedef seçmek gerekir. Çalışma mesafesi çok kısaysa, odaklama işlemi sırasında numune hasar görebilir; Ve çalışma mesafesi çok uzunsa, yeterli büyütme ve net görüntüler elde etmek mümkün olmayabilir.
Lens üreticileri, çalışma mesafesi parametresini tanıttılar ve aynı zamanda, kullanıcının sistemin mekansal boyutlarını daha kolay onaylaması için bir kolaylık olarak, bu çalışma mesafesindeki lensin büyütülmesini sağlar.
Şu anda, çalışma mesafesinin tanımı birleşik bir standart oluşturmamıştır, esas olarak iki farklı tanım vardır. Bir tanım, konunun kamera negatifine olan mesafesidir; Diğer tanım, özneden lensin ön yüzeyine olan mesafedir. Mevcut pazar ortamında, çoğu kamera lens üreticisi genellikle ilk tanım yolunu benimser. Bu nedenle, özel talimatların yokluğunda, kılavuzda verilen çalışma mesafesi genellikle konunun kamera negatifine olan mesafesini ifade eder.
İster optik tasarım, fotoğraf ve videoda veya endüstriyel denetim alanında, yukarıdaki optik lensin parametrelerinin derinlemesine bir anlayışı ve ustalığı yoluyla, optik lensleri daha doğru bir şekilde seçebilir ve kullanabilir, bu nedenle İstenen optik görüntüleme etkisini elde etmek ve ilgili teknolojilerin sürekli gelişimini ve ilerlemesini teşvik etmek için.