Figura 1. Ilustrarea nedoispravlennyh aberația sferică. Poverhrnost la periferia cristalinului are o lungime focala mai scurtă decât în centru.
Cele mai multe lentile fotografice sunt formate din elemente cu suprafețe sferice. Astfel de elemente sunt relativ ușor de fabricat, dar forma lor nu este ideal pentru formarea unei imagini clare.
aberația sferică - este una dintre defecte atunci când se formează o imagine, care rezultă din forma sferică a lentilei. Fig. 1 ilustrează o aberație sferică pentru lentilele pozitive.
Raze care trec prin lentila mai departe de axa optică, sunt concentrate într-o poziție de a. Raze care trec aproape de axa optică, sunt concentrate în poziția unui. acestea sunt mai aproape de suprafața lentilei. Astfel, poziția de focalizare depinde de locul în care razele trec prin lentila.
Dacă marginile focalizarea mai aproape de obiectiv decât focalizarea axial, cum ar fi are loc cu o lentilă pozitivă Fig. 1, apoi se spune că nedoispravlennaya aberația sferică. Pe de altă parte, în cazul în care marginea este punctul central al unui focus axial, atunci vom spune că pereispravlennaya aberație sferică.
Punct de imagine făcută de lentile cu aberație sferică devine, de obicei, punctul, înconjurat de un halou de lumină. aberație sferică se manifestă de obicei în fotografii încețoșarea și înmuiere a contrastului de detalii fine.
aberație sferică este uniformă în domeniu, aceasta înseamnă că marginile longitudinale ale lentilei între focalizarea și centrul nu depinde de unghiul de înclinare a razelor.
Din figura 1 se pare că pe obiectiv cu aberația sferică nu este posibil pentru a obține claritate bună. În orice poziție a cristalinului din spate pe un element fotosensibil (film sau matrice) în locul punctului clar este proiectat pe disc neclaritate.
Cu toate acestea, există geometric „cel mai bun“, se concentreze, ceea ce corespunde cu discul de cel neclaritate. Acest con ansamblu de lumină svoerodny are o secțiune transversală minimă în poziția b.
Trecerea de focalizare (Shift Focus)
Atunci când diafragma se află în spatele lentilei, există un fenomen interesant. În cazul în care diafragma este acoperită astfel încât taie razele la periferia lentilei, accentul sa mutat spre dreapta. Atunci când puternic voalată diafragma cea mai bună focalizare va fi observată în poziția c. și anume poziția discului cel puțin estompează diafragmei voalat și va varia cu diafragma.
Pentru a obține cea mai bună claritate pe matrice cu membrană sub acoperire (film) ar trebui să fie plasat în poziția c. Acest exemplu arată în mod clar că există o probabilitate că cea mai bună claritate nu este atins, deoarece majoritatea sistemelor fotografice sunt calculate cu o deschidere deschisă.
Fotograf concentrat la deschidere maximă, și proiectarea cel puțin o unitate de neclaritate matrice în poziția b. atunci când fotografiați diafragma se închide automat la setul, iar el nu a suspecta următorul text în acest moment schimburi de focalizare. care nu îi permite să realizeze cea mai bună focalizare.
Desigur, acoperit de diafragma reduce aberația sferică și, de asemenea, la un punct b. dar încă nu este cea mai bună claritate.
focalizare automată de compensare derivei oferit Norman Goldberg. Compania a lansat o linie de lentile Zeiss telemetru pentru aparate foto Zeiss Ikon, care sunt special concepute pentru a minimiza circuit de schimbare de focalizare cu o schimbare în valori ale diafragmei. În acest caz, aberația sferică lentile pentru camere telemetru sunt semnificativ reduse. Ați putea întreba cât de mult se concentreze lentile de schimbare pentru camerele telemetru? Potrivit producătorului de lentile LEICA NOCTILUX-M 50mm f / 1, este de ordinul a 100 microni.
Natura unei estompare de focalizare
Influența aberația sferică din imagine este focalizat este dificil de a discerne, dar puteți vedea în imagine, care este ușor Rasfokus în mod clar. aberație sferică lasă un semn vizibil pe zona de neclaritate.
Revenind la figura 1 se poate observa că distribuția intensității luminii în discul neclarității nu este uniformă în prezența aberația sferică.
În c unitate neclaritate disc poziție are un nucleu luminos înconjurat de un halou slab. În timp ce neclaritate disc în poziție are un miez mai închis, înconjurat de un inel de lumină strălucitoare. O astfel de distribuție anormală a luminii se poate manifesta în zona de imagine blur.
Fig. 2Izmeneniya blur în fața și în spatele punctului de focalizare
Exemplul din Fig. 2 prezintă un punct în centrul cadrului, luată în modul macro 1: 1 obiectiv 85 / 1.4, montat pe makromeh. Când matricea este de 5 mm în spatele focalizarea optimă (punctul de mijloc), discul estompare prezintă efectul inelului luminos (pata din stânga), aceste roți sunt obținute din lentilele meniscului oglindă neclaritate.
Când matricea este situată la 5 mm în fața focalizarea optimă (adică, mai aproape de camera), caracterul neclaritate schimbat în direcția centrului luminos okuzhennogo halo leșin. După cum se poate observa, lentila pereispravlena aberația sferică, deoarece se comportă exemplul opus în Fig. 1.
Următorul exemplu ilustrează efectul celor două aberații în imaginile în afara focalizării.
Fig. 3 prezintă o cruce cadru care este fotografiata de centru, același obiectiv 85 / 1.4. Makromeh se extinde aproximativ 85 mm, producând o creștere de aproximativ 1: 1. Camera (matrice) este deplasată în pași de 1 mm în ambele părți de focalizarea maximă. O cruce este mai complicată decât punctul de imagine, iar indicatorii de culoare oferă ilustrații vizuale ale sale neclare.
Fig. 3Tsifry în ilustrații indică o modificare a distanței de la obiectiv la matrice, este de milimetri. aparat de fotografiat se mută de la -4 la +4 mm și un pas de 1 mm de la cea mai bună poziție de focalizare (0)
aberație sferică este responsabil pentru natura grea a unei neclaritate la distanțe mici și pentru trecerea la o încețoșare moale pentru pozitiv. De asemenea de interes sunt efecte de culoare, care apar datorită aberatiile cromatice longitudinale (culoare axial). În cazul în care subiectul este slab asamblat, aberația sferică și culoarea axială este doar aberațiile care au loc în centrul imaginii.
Cel mai adesea, puterea și, uneori, natura aberație sferică depinde de lungimea de undă a luminii. În acest caz, efectul combinat al sferica aberației și axial culoare se numește sferohromatizmom. Din aceasta este clar că fenomenul ilustrat în Fig. 3 arată că obiectivul nu este proiectat pentru a fi utilizat ca un obiectiv macro. Cele mai multe lentile sunt optimizate pentru utilizarea în focalizare în câmp apropiat, precum și să se concentreze la infinit, dar nu și pentru macro 1: 1. Cu această abordare de lentile conventionale se va comporta mai rau decat lentilele macro, care sunt folosite în special de aproape.
Cu toate acestea, chiar dacă obiectivul este utilizat pentru aplicații standard, sferohromatizm se poate manifesta ea însăși într-o zonă de ceață atunci când împușcarea ordinare și afectează calitatea bokeh.
constatări
Desigur, ilustrația din Fig. 1 este exagerat. În realitate, cantitatea de aberație sferică reziduală în lentile fotografice puțin. Acest efect este redus în mod semnificativ prin combinarea elementelor de lentile, în urma căreia valoarea de compensare a aberația sferică de opuse, utilizarea de sticlă de calitate înaltă, geometrie elaborată și utilizarea elementelor de lentile asferice. Mai mult, pot fi utilizate pentru a reduce elementele flotante aberațiile sferice într-un anumit interval de distanțe de lucru.
În cazul lentilelor cu aberația sferică nedoispravlenoy modalitate eficientă de a îmbunătăți calitatea imaginii este de a acoperi deschiderea. Pentru nedoispravlennogo element din Fig. 1 discuri cu diametrul de neclaritate scade proporțional cu cubul diametrului deschiderii.
Această relație poate fi diferită pentru aberația sferică reziduală în lentilele de scheme complexe, dar tind să se închidă deschiderea de către o singură etapă oferă deja o îmbunătățire semnificativă a imaginii.
În mod alternativ, în loc să lupte cu aberația sferică, fotograful poate folosi în mod deliberat. Filtre de emoliere Zeiss, în ciuda suprafeței plate se adaugă la imaginea aberația sferică. Acestea sunt populare printre fotografi portret pentru a produce un efect moale și natura impresionantă a imaginii.
Traducere: Ivan Kosarekov