Aberația cromatică (ha)

Atunci când diferite culori ale luminii se propage la viteze diferite, într-un mediu, indicele de refracție este dependentă de lungime de undă. Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de dispersie. Un exemplu bine cunoscut este prisma de sticla, care dispersează un fascicul incident de lumină albă într-un curcubeu de culori.

Lentilele fotografice realizate din diferite dispersie de sticlă dielectrică și soiuri. Sticla refractă lumina care nu se încadrează sub același unghi și de a dezvolta o lentilă bine corectat, astfel încât el a condus toate culorile împreună într-un singur punct, necesită un mare efort.

Aberația cromatică (CA) sunt abaterile de la imaginea ideală, cauzată de dispersie. Dacă luăm în considerare aberațiile Seidel. ele considerate abateri în alb-negru, și anume într-o singură culoare. În timp ce aberație cromatică este văzută numai atunci când se analizează policromă (culoare) de lumină.

aberațiilor cromatice longitudinale și transversale

Există două tipuri de aberații cromatice. aberațiilor cromatice longitudinale. de asemenea, cunoscut sub numele de cromatism, este incapacitatea de a cristalinului, pentru a reduce varietatea de culori în același plan focal.

Pentru un punct de pe axa optică focarele diferitelor culori sunt, de asemenea, pe axa optică, dar decalat în sensul longitudinal (adică de-a lungul axei). Acest fenomen este o sursă de lumină la distanță prezentat în Fig. 1. Se observă că numai culoarea verde va fi proiectată pe senzorul de ascuțit. Albastru și culorile roșu vor fi proiectate pe senzor, nu ca un punct, ci ca o pată de roți, și anume, acestea vor fi în afara focalizării.

Fig. 1. Originea aberației cromatice longitudinale. Planurile focale de culori diferite nu se potrivesc.

Lumina care este incident la un anumit unghi, rezultând aberația cromatică laterală. De asemenea, cunoscut sub numele de aberații cromatice transversale. Ea vine de la deplasarea laterală a punctelor focale de culori diferite. În cazul în care nici o creștere în cromaticitate, toate culorile sunt în centrul atenției, în același plan, dar mărirea imaginii depinde de lungimea de undă. Acest fenomen este prezentat în Fig. 2.

aberației cromatice laterale depinde de lungimea de undă, și este influențată de distanța focală a. în timp ce apariția aberațiilor cromatice longitudinale, distanța focală nu este atât de afectat.

Se pare contra-intuitiv, dar în lentila cu aberația cromatică longitudinală corectată nu este necesară pentru a se potrivi planurile focale pentru toate culorile. Deoarece distanța focală determinată de distanța față de planul principal din spate la planul senzorului, distanța focală poate depinde de lungimea de undă chiar și atunci când toate imaginile sunt în același plan.

Fig. 2. Originea aberației cromatice laterale. Dimensiunea imaginii este schimbat de la o culoare la alta.

Figurile 1 și 2 ilustrează două cazuri simplificate, dar în realitate aberației cromatice longitudinale și transversale sunt prezentate în tandem. subiect de culoare de umplere a cadrului spațial format din diferite imagini monocromatice de diferite dimensiuni și poziții.

Transversă HA în teleobiective retrofokusnyh (standard sau inversat) este deosebit de clar manifestat. aberațiilor cromatice degradează adesea lentilele telefoto de calitate a imaginii, care sunt foarte bine adaptati circuite optice. Se transversali aberațiilor cromatice, iar astigmatism nu este de a cauza separarea curbelor sagitale și meridionale în funcția lor de transfer de modulare.

Exemple aberațiile cromatice

Ca un subiect, o cruce făcută din două meciuri negre și introdusă în dop. Fotografie făcut lentile Canon EF 85 / 1,2 L USM la o distanță de aproximativ un metru. Crucea este situată în centrul cadrului, pe un fundal alb strălucitor.

tranziție Contrast și deschiderea diafragmei f / 1,2 au fost cauza aberației cromatice longitudinale este prezentată în Fig. 3. În ciuda faptului că autofocalizarea reperate exact cruce în jurul ei există petele de culoare mov (frizhing). dar crucea este în mod clar încă diferențe. După o lentilă de defocalizare lumină manual de culoare verde fringing.

frizhing Poate verde, spre deosebire de magenta mai puțin rănit ochii, dar este încă în mod clar vizibile. Deoarece ochiul uman și sistemul de focalizare automată este parțial sensibil la verde, iar focalizarea manuală și focalizarea automată, tind să facă focalizarea spectrului verde și alte culori sunt oarecum în afara focalizării și să dea o margine purpurie. Din acest motiv, frizhing violet adesea văzut decât verde.

Fig. 3. Exemple de poziție cromaticitate (aberației cromatice longitudinale). EXEMPLU retras obiectiv Canon EF 85 / 1,2 L USM. A - AF pe cruce. B - Rasfokus manuală ușoară. Diafragma f / 1.2, camera foto Canon 5D.

Aceeași cruce a fost fotografiat trei lentile cu unghi larg retrofokusnymi (Fig. 4). Crucea a fost plasat înclinat pe diagonală, astfel încât să primească latura lungă pe direcția radială. Acest aranjament plasează bara transversală a crucii în direcția tangențială.

Pentru primele două lentile Cosina 3,5-4,5 / 19-35 (Fig. A) și Cosina 3.8 / 20 (fig. B) manifestata tăiate pe o linie transversală, în timp ce aberațiilor longitudinale sunt absente.

Magenta și frizhing verde pe laturile opuse stick-tangential rotit (Fig. A) caracteristic pentru aberația cromatică laterală. frizhing albastru și galben, văzut în Fig. B, arată un pic mai puțin. A Fig. C (lentile Carl Zeiss Distagon® 2.8 / 21) prezintă aberației cromatice este bine corectat pentru unghi larg de lentile tip retrofokusnogo. Aici, este văzut doar magenta deschis și verde deschis.

Fig. 4. Exemple de mărire cromaticitate (aberației cromatice transversale), obiectivul este înlăturat: A - Cosina 3,5-4,5 / 19-35 @ 20 mm, B - Cosina 3.8 / 20, C - Carl Zeiss Distagon® 2.8 / 21. In toate exemplele folosite f / 11, camera foto Canon 5D.

Iar aberațiilor cromatice longitudinale și laterale duc la înfrumusețarea marginilor, dar cu proprietăți diferite. Longitudinal HA dă frizhing în jurul obiectului, iar transversal apare numai pe părțile laterale piesele transformat tangential.

aberația longitudinală afectează orice poziție a obiectului, în timp ce crucea este prezent în centrul cadrului și crește spre margini. Longitudinal HA Capac tratat deschidere și transversal HA este prezent la toate deschiderile de.

aberațiilor cromatice se manifestă ca un amestec de transversală și longitudinală HA și deschidere acoperi numai parțial corectat. HA frontieră longitudinal de o culoare este afișată pe obiect focalizat (Fig. 3). O aberația cromatică laterală se manifestă în două culori diferite, tăiate pe diferite părți ale obiectului rotit tangențial la cadru (Fig. 4).

Sunet originar din aberatiile cromatice longitudinale în special în mod clar manifestat în suprapunerea a două obiecte de diferite culori, și să se concentreze pe una dintre ele, pentru câmpul obiect exemplu magenta, iar obiectul verde de fundal este în domeniu sau vice-versa.

Deși culoarea observată numai bordura în locuri cu contrast ridicat, atât longitudinale și laterale aberațiilor cromatice, în general, ele degradează rezoluția generală a lentilelor.

aberațiilor cromatice longitudinale adesea observate în tandem cu aberația sferică și afectează formarea bokeh la lentile cu diafragmă deschise. Efectul combinat al aberațiilor cromatice și sferice longitudinale numite sferohromatizmom.

spectru secundar și lentile apochromatic

aberație cromatică laterală este o problemă în principal în lentile cu lentile schema retrofokusnoy și telefoto, care sunt în mod semnificativ asimetrice și longitudinale aberație cromatică este cel mai des observate la lentilele de mare diafragmă.

schema optică în care aberația cromatică necorectată se numește cromatică. Ochiul uman este cel mai sensibil la lumină verde, iar atunci când obiectivul cromatic este axat pe porțiunea verde a spectrului vizibil, marginile albastre și roșii sunt focalizate (vezi. Fig. 5).

Aplicarea în sistemul optic al dublet acromatic simplu este foarte eficient în lupta împotriva aberațiilor cromatice. Un bine cunoscut exemplu de o astfel de dublet este o combinatie de sticla convexe elemente „coroane“ și un element concav
"Flint" de sticlă.

corecție acromatism lentilelor camerei se referă la două tipuri de valuri către capetele spectrele albastru și roșu. Fig. 5 prezintă o corecție de circuit tipic acromatic. Zero punct de trecere are loc pentru două tipuri comune de valuri, iar focalizarea reziduală offset pentru alte tipuri de unde se numește spectrul secundar.

Fig. 5. Principii de corectare aberației cromatice. zonele colorate sunt numite spectru secundar

Apariția unor ochelari exotice cu dispersie redusă sau aberant furnizat un progres substanțial în corectarea aberațiilor cromatice în lentile fotografice. Schema optică, care furnizează date de toate cele trei tipuri de flori la un moment dat numit apochromatic. Super lentilă acromatică corectează patru sau mai multe lungimi de undă și practic elimină erorile de culoare.

Cu alte cuvinte, nu este numărul de treceri prin zero de valuri, care afectează calitatea imaginii, și ieșirile în intervalele dintre lungimile de undă (spectrul secundar).

Prefixul ARC (POA), în numele lentilelor folosite de mulți producători și înseamnă că obiectivul are un spectru secundar redus. Dar apohromatizm ideală în schemele optice lentile fotografice rare.

Curbele de corecție tipice prezentate în Fig. 5, în general, au un „focus de compensare“ de-a lungul axei ordonatei, și, uneori, cu schimbare de „distanta focala“. Acesta poate fi calculat neimportant, dar este important, deoarece primul caz implică corecție longitudinală HA și în al doilea - HA transversal.

lentile acromatice

corecție acromatic, prezentat în Fig. 5 este cea mai comună corecția lentile fotografice și se referă la corectarea violet și deplasărilor verzi observate în Fig. 3.

Când lumina verde este axat pe senzor, roșu și albastru sunt de frontieră violet defocalizată și manifeste. Pe de altă parte, atunci când lumina albastră este în centrul atenției și lumină roșie este focalizat, lăsând doar lumina verde deconcertau.

Dacă înlocuiți „schimbare de focalizare“ pe „lungimea focală“ de-a lungul axei y în fig. 5, circuitul va avea benzi de acromatice astfel cum se arată în Fig. 4 (A) cu un chenar purpuriu pe latura mai apropiată de centrul cadrului și cu verde pe latura mai apropiată de colțul cadrului.

Pentru cazul unei aberațiilor cromatice laterale, cât este mai lungă distanța focală a obiectivului, fragmentul mai mare va mări imaginea. Acest lucru înseamnă că, pentru diagrama acromatic din figura 5, detalii albastru și roșu fotografie mutat uniaxială ușor spre exterior din centrul imaginii decât imaginea verde.

Fig. 6 prezintă o secțiune transversală, în care imaginile roșii și albastre sunt deplasate în sus în raport cu verde. fuzioneze cele trei imagini monocromatice rezultatele într-o imagine a unei cruci cu aberații. Impunerea de albastru, verde și roșu da o suprapunere de culoare albă de produse albastru și roșu purpuriu.

Fig. 6 Originea culorii fringing datorită aberatiile cromatice laterale. Condamnarea culorilor constituente duce la tăiate în imaginea combinată din dreapta

Desigur, Fig. 6 este o diagramă simplificată a aberației cromatice laterale net, cu doar trei culori, și servește doar ca un exemplu ilustrativ. În realitate, aceste benzi sunt situate în interiorul crucii și dincolo. O traversă este extinsă, dar în același timp, o parte a liniei longitudinale este mâncat aberație.

aberația cromatică în literatură

O manifestare tipică a aberațiilor cromatice este de culoare de-a lungul fringing granițelor care separă zonele întunecate și luminoase ale imaginii. În acest caz, descrierea care apar efecte aberații cromatice în literatură diferite.

Puteți citi că transversală HA este mai gravă decât HA aberație longitudinală, deoarece fostul duce la apariția de bordura de culoare, în timp ce al doilea pur și simplu degradează claritatea.

Carl Zeiss Oberkochen are o opinie diferită și a spus XA longitudinal aberație culoare cea mai vizibilă.

Eugene Hecht descrie efectul cumulativ al aberației cromatice ca o neclaritate sau ceață suprapunere alb-albastru.

Warren J. Smith și Bruce H. Walker susțin că erorile de culoare reziduale ale unui sistem optic de necorectat HA longitudinale duce la halouri magenta sau neclaritate în jurul fiecărui punct de imagine.