Аберрации. Сферическая аберрация

Аберрация объектива - ошибка, или погрешность изображения в оптической системе.

Признаки аберраций:
недостаточная резкость в центре, потеря контраста,
сильная нерезкость по краям, искривление геометрии и пространства,
цветные ореолы и т.п.

В зависимости от природы происхождения
аберрации
бывают
хроматическими и геометрическими.

Сферическая аберрация.
Коматическая аберрация.
Хроматическая аберрация.
Дисторсия.
Астигматизм.
Кривизна поля изображения.

. Прохождение лучей в идеальной оптической системе.

Хроматические аберрации — паразитная дисперсия света, проходящая через оптическую систему.

является прямым следствием дисперсии света.
Коротковолновые лучи (синие, фиолетовые) преломляются в линзе сильнее и сходятся ближе к ней, чем длиннофокусные (оранжевые, красные).

Признаки аберрации
1 снижение четкости изображения
2 появление на изображении цветных контуров, полос, пятен, которые у предмета отсутствуют.

Причины аберрации:
дешевые объективы со слабой оптикой
дорогие светосильные
объективы на полностью открытой диафрагме

Жёлтые элементы – низкодисперсные, борющиеся с хроматической аберрацией. Синие – асферические, помогающие против дисторсии.

Низкодисперсные элементы располагаются как по отдельности, так и в составе ахроматической линзы:

лучи, падающие на края линзы, собираются ближе к линзе, чем лучи, падающие на центральную часть линзы. Вследствие этого, изображение точки на плоскости получается в виде размытого кружка или диска.

Признаки :
Изображение точки имеет дисковую форму с неоднородной освещённостью.

Причины:
1.светосильный объектив на максимально открытой диафрагме
2 наличие сферических линз в объективе

Кома Частный вид сферической аберрации для боковых лучей.
Лучи, приходящие под углом к оптической оси не собираются в одной точке

Признаки :
изображение светящейся точки на краях кадра получается в виде «летящей кометы», а не в форме точки.
засвечивание участков изображения в зоне нерезкости.

Причины:
не центрированная оптическая систем а

Системы без коматической и сферической аберрации называют апланатами.

Астигматизм
Если точка объекта, не лежащая на оси, воспроизводится на изображении не в виде точки, а в виде эллипса или линии, то такой тип аберрации называется астигматизмом

Признаки:
Астигматический пучок изображает точку в форме двух астигматических фокальных линий на фокальных поверхностях, имеющих форму поверхностей вращения, и касающихся друг друга в точке оси системы

Причины:
различная кривизна оптической поверхности в различных плоскостях сечения в итоге фокус светового пучка оказывается в разных точках.

Дисторсия -
искажение масштаба изображения

Дисторсией (искривлением) является изменение линейного увеличения по полю зрения, что приводит к нарушению геометрического подобия между объектом и его изображением.

Признаки:
искривление идеально ровной поверхности объекта на изображении (вогнутость или выпуклость)
Различают бочкообразную или отрицательную (наиболее характерна для широкого угла) и подушкообразную или положительную дисторсию (чаще проявляется на длинном фокусе).

Причины :
1.несимметричная оптическая система
2. расстояния от источника до оптической оси

«асферический» элемент

Оптическая система без дисторсии называется ортоскопической.

Кривизна поля изображения – это аберрация, в результате которой изображение плоского объекта, перпендикулярного к оптической оси объектива, лежит на поверхности, вогнутой либо выпуклой к объективу.

Признаки:
неравномерная резкость по полю изображения.
Когда центральная часть изображения фокусирована резко, то его края будут лежать не в фокусе, и изобразятся не резко и наоборот

падения разрешения, нерезкости, изогнутости или радиального «завихрения» на изображении.

Анастигма́т —объектив, в котором исправлены практически все аберрации, в том числе астигматизм и кривизна поля изображения ..

Анастигматами могут считаться объективы любых конструкций и типов, удовлетворяющие этим условиям

Оптическая схема анастигматов: а – симметричная конструкция, б – пропорциональная конструкция

Анастигмат состоит не менее чем из трёх линз
Простейший анастигмат —триплет.

Оптическая сила , как передней, так и задней «половинки», такого объектива — строго положительна.

сила отрицательной линзы в каждой из «половинок» всегда меньше, чем сила положительной в той же «половинке».

Объектив Zeiss Planar T* 1.4/50 ZE