Az ortoszkópos lencse
Ideális kép, "párna" és "hordó".
A torzítás (a latin torzítástól, a torzítástól és torzítástól) az optikai rendszerek rendellenessége. amelynél a lineáris nagyítás a látómező fölé változik. Ebben az esetben megsérti az objektum és a kép közötti hasonlóságot.
Javítva a lencsék és az optikai rendszer más elemeinek kiválasztásakor. Ha a digitális képen van jelen, programozhatóan rögzíthető.
Axiális szimmetriával rendelkező optikai rendszerek torzítása
Ez a legfontosabb gyakorlati eset.
Egyenes vonalak képviselik görbék, kivéve azokat, amelyek fekszenek ugyanabban a síkban az optikai tengellyel. Például, négyzet alakú képet, amely keresztezi a középső az optikai tengelye adott a párna (párna torzítás, párna) pozitív torzítás, és a típusát hordó (hordó torzítás, hordó) a negatív (lásd. Ábra.). Bizonyos esetekben torzítása alakja is van egy bonyolultabb formában.
A nyílás vagy a vignettázó membrán membránjától a torzítás nem függ, mivel így a nagyítás nem lehetséges.
Mennyiségi szempontból a torzulást úgynevezett relatív torzítással lehet kifejezni, ahol b0 az ideális rendszer lineáris növekedése torzítás nélkül, és b a tényleges növekedés. Az optikai tengelyen a növekedés megegyezik az ideális értékkel, az eltérés általában a látómező szélénél eléri a maximális értéket. Ezért az optikai rendszer torzulásának jellemzése érdekében általában a b élettartamát növeli.
Ugyanezen rendszer esetében a torzítás az objektum távolságától és ennek megfelelően a b0 növekedésétől függ. Rendszerint, ha a torzítás kicsi vagy távol van ugyanazon a távolságon, akkor kicsi lesz a másik számára.
A torzítás a hullámhossztól is függ, ami mellékhatást eredményez, hasonlóan a kromatikus növekedéshez. és kromatikus aberrációnak tekinthető. Ezért szigorúan a torzítás csökkenti a felbontóképességet, bár ennek hatása általában kicsi.
A torzítás csaknem teleszkópokban és távcsövekben tönkremehet.
A nagy látószögű teleszkópok szája szándékosan nagy hordó torzítással készül, így széles látószögű tartással nagy nagyítással mérheti az arcot a közepén.
A fényképészeti célok torzítása
A torzítás teljesen hiányzik, ha a lencse szimmetrikus, és a lineáris nagyítás -1 - a kép invertálódik, mérete megegyezik az objektum méretével; ez a növekedés megfelel a makrofotózás esetleges helyzetének. A cél szimmetriájával itt a tükörszimmetria az optikai tengelyre merőleges síkra vonatkozik.
A szimmetrikus közelségű lencsék esetében a torzítás általában nagyon kicsi, még akkor is, ha a lineáris növekedés nem -1, ami a valódi esetek túlnyomó többségében fordul elő.
Korrigálása torzítás a szimmetria említett anastigmat nélkül szintén nem probléma, annak a ténynek köszönhető, hogy a parazita eltérítési sugarai, amikor szinte torzítás nélkül csökkenéséhez vezet a felbontás és sokkal kevésbé észrevehető, mint a hasonló alakváltozását sugarak más rendellenességeket.
A normál lencsék viszonylagos torzításának jellemző értéke 0,5%. Általánosságban elmondható, hogy a hosszú fókuszú objektívek torzíthatók a szokásosnál, a széles látószögű objektívek többek.
A korrigált torzítású objektíveket ortoszkópikusnak nevezik.
Bizonyos esetekben a torzítás korrigálására megnövekedett követelmények érvényesülnek. Így a légi fényképezés céljai esetében a relatív torzítás 0,01%.
Néha éppen ellenkezőleg, a torzítás nagysága nem fontos. A korrigálatlan torzítású lencséket torzításnak nevezzük, például a meteorológiai megfigyelésekhez.
Néhány különösen nagy látószögű objektívben a torzítást szándékosan vezetik be a perspektívák torzulásainak és egyéb hiányosságainak kompenzálására (lásd: "halszem").
A torzítást meg kell különböztetni a háromdimenziós térnek a síkra való vetülete által okozott perspektivikus torzulásoktól. Ilyen torzítások esetén a párhuzamos egyenes vonalak nem néznek párhuzamosan, egyes függőleges vonalak ferdeek, de ez nem vonatkozik a torzításra (lásd Perspektíva korrekció).
A geometriai rendellenességek közül a torzítás a legegyszerűbb. Legyen egy vektor, amely két koordinátát határoz meg az optikai tengelyre merőleges síkban (az x koordinátát itt nem a tengely mentén tartjuk). Az ideális kép esetében a koordinátákkal és az optikai rendszeren áthaladó pontokból kilépő sugarak a kép pontjába esnek, a koordinátákkal, amelyeket a következő képlet határoz meg:
,
ahol b0 a lineáris növekedés együtthatója. Ha a harmadik sorrend torzulása van (axiálisan szimmetrikus optikai rendszereknél csak páratlan sorrend van: a harmadik, ötödik, hetedik stb.), Akkor a rájuk lévő sugarak
,
ahol r a hosszúság, az F3 a harmadik rendű torzítás, amely általában a legnagyobb mértékben járul hozzá az alak torzításához. Ha az F3-nak ugyanaz a jele, mint a b0. lesz egy "párna", egyébként - "hordó".
Ha magasabb rendű Fn> 3. torzulások vannak, akkor a sugárzás bejusson
Ebben az esetben az űrlap torzulása összetettebb lehet, bár a gyakorlatban (például a fotózásban) ez nagyon ritkán fordul elő. Fn függ a távolságtól a képzett objektumtól és a hullámhossztól.
Ha más rendellenességeket is figyelembe kell venned, akkor add hozzá a kifejezéseket olyan kifejezésekhez, amelyek nemcsak a bejáratnál, hanem a sugár koordinátáitól is függenek.
irodalom
- Volosov D.S. Fényképészeti optika. M. "Art", 1971.
- Rusinov M. M. Az optikai rendszerek összetétele. L. "Gépészmérnök", 1989.
- Sivukhin D.V. Általános fizika. Optika. M. "Science", 1985.