Хроматичната аберация (ха)

Когато различни цветове на светлината се разпространяват с различни скорости в среда, индекс на пречупване е дължина на вълната зависими. Този феномен е известен като дисперсия. Добре известен пример е стъклена призма, която разпръсква инцидент лъч бяла светлина в цветовете на дъгата.

Фотографски лещи, изработени от различни диелектрични стъкло дисперсия и сортове. Стъклото пречупва светлината падане не е под същия ъгъл и се развива добре коригиран обектив, така че той е управлявал всички цветове заедно в един момент изисква голямо усилие.

Хроматичната аберация (Калифорния) са отклоненията от идеалния образ, причинена от дисперсия. Ако ние считаме, отклоненията на Зайдел. те считат за отклонения в монохромен, т.е. в един цвят. Докато хроматичната аберация се вижда само когато има предвид полихромна (цвят) на светлината.

Надлъжни и напречни хроматичната аберация

Има два вида на хроматичната аберация. Надлъжно хроматичната аберация. известен също като хроматизъм, е неспособността на обектива, за да се намали разнообразието от цветове в една и съща фокусна равнина.

За точка на оптичната ос на огнища на различните цветове са също на оптичната ос, но компенсира в надлъжна посока (т.е. по оста). Това явление е отдалечен източник на светлина, показана на фиг. 1. Вижда се, че само на зеления цвят ще се проектира върху сензора остър. Червени и сини цветове ще бъдат прожектирани върху сензора, а не като точка, а като замъгляване на колела, т.е. те ще бъдат на фокус.

Фиг. 1. Произходът на надлъжната хроматичната аберация. Фокусни планове с различни цветове не съвпадат.

Светлината, която попада под ъгъл, в резултат на страничната хроматична аберация. известен също като напречна хроматичната аберация. То идва от страничното изместване на акценти в различни цветове. Ако няма увеличение на хроматичната, всички цветове са на фокус в една и съща равнина, но увеличението на изображението зависи от дължината на вълната. Този феномен е показано на фиг. 2.

Странично хроматичната аберация, зависи от дължината на вълната, и тя се влияе от фокусна дължина на обектива. докато появата на надлъжната хроматичната аберация, фокусното разстояние не е толкова засегната.

Изглежда, контра-интуитивен, но в обектива с коригираната надлъжна хроматичната аберация не се изисква да съответстват на фокусни плановете за всички цветове. Тъй като фокусно разстояние определя от разстоянието от задната основна равнина на равнината на сензора, фокусното разстояние може да зависи от дължината на вълната, дори когато всички изображения са в една и съща равнина.

Фиг. 2. Произходът на страничната хроматична аберация. Размерът на изображението се променя от един цвят към друг.

Фигури 1 и 2 илюстрира две опростени случаи, но в действителност на надлъжната и напречната хроматичната аберация са показани в тандем. Цвят предмет попълване рамка пространство състои от различни монохромни изображения с различни размери и позиции.

Напречна HA в retrofokusnyh телефото лещи (стандарт или обърнати) е особено ясно изразени. Хроматичната аберация често влошават качеството на изображението дългофокусни обективи, които са много добре адаптирани оптични схеми. Това е напречният хроматичната аберация и астигматизъм е не предизвиква отделяне на сагитални и меридионалната криви в тяхната функция на предаване на модулацията.

Примери хроматичната аберация

Като предмет, помислете кръст, изработен от две черни мачове и се вмъква в Корк. Фото направи обектив Canon EF 85 / 1.2 L USM на разстояние от около един метър. Cross се намира в центъра на рамката, в светъл бял фон.

Contrast преход и отваряне F на диафрагмата / 1.2 са причината на надлъжната хроматичната аберация е показано на фиг. 3. Въпреки факта, че функцията за автоматично фокусиране забелязан точно на кръста около него има лилав аберация (frizhing). но кръстът е ясно все още различия. След леко разфокусиране обектив ръчно хроматична аберация зелено.

Може би зелен frizhing за разлика от по-малко магента боли очите, но все пак е ясно видима. Тъй като човешкото око и системата за автоматично фокусиране е частично чувствителни към зелено, и ръчен фокус и автофокус, са склонни да правят във фокуса на зеления спектър и другите цветове са малко извън фокус и да даде лилаво джантата. Поради тази причина, лилаво frizhing често се разглежда от зелено.

Фиг. 3. Примери хроматичност позиция (надлъжната хроматичната аберация). Пример оттеглена Canon EF обектив 85 / 1.2 L USM. А - AF на кръста. Б - лесен за употреба Rasfokus. Бленда F / 1.2, Canon 5D камера.

Същият кръста се фотографира три retrofokusnymi лещи широкоъгълни (фиг. 4). Кръст е поставен диагонално наклонени така, че да се настанят дългата страна в радиална посока. Това споразумение поставя напречната греда на кръста в тангенциална посока.

За първите две лещи Cosina 3.5-4.5 / 19-35 (фиг. А) и Cosina 3.8 / 20 (фиг. В) проявява кант на напречното линия, докато надлъжните аберации отсъстват.

Magenta и зелен frizhing върху противоположните страни тангенциално завърта пръчка (фиг. А) характерни за страничната хроматична аберация. Синьо и жълто frizhing, се вижда на Фиг. Б, показват малко по-малко. А Фиг. C (обектив Carl Zeiss Distagon 2,8 / 21) показва, хроматичната аберация е добре коригирана за широкоъгълен обектив тип retrofokusnogo. Тук се вижда само светла магента и светло зелено.

Фиг. 4. Примери хроматичност увеличение (напречна хроматичната аберация), лещите се отстраняват: А - Cosina 3.5-4.5 / 19-35 @ 20 mm, В - Cosina 3.8 / 20, C - Carl Zeiss Distagon 2.8 / 21. Във всички примери, използвани F / 11, Canon 5D камера.

И надлъжните и странични хроматични аберации водят до украсяване краищата, но с различни свойства. Надлъжно HA дава frizhing около обекта, както и на напречната появява само на страните тангенциално превърнаха части.

Надлъжно аберация засяга всяко положение на обекта, докато кръста се намира в центъра на рамката и увеличава към краищата. Надлъжно HA третира покритие отвор и напречната HA присъства във всички отвори.

Хроматичната аберация се проявяват като смес от надлъжни и напречни HA, и съответно само частично коригира покритие отвор. HA надлъжната граница на един цвят е показано на обекта на фокус (фиг. 3). А латерална хроматичната аберация се проявява в два различни цвята кант на различни страни на предмета завърта тангенциално към рамката (фиг. 4).

Звъни с произход от надлъжната хроматичната аберация особено ясно изразени в суперпозиция на два обекта от различни цветове, както и да се съсредоточите върху един от тях, за поле пример магента обект, и на фона на зелено обектът е в областта или обратното.

Въпреки наблюдавания хроматична аберация само на места с висок контраст, както на надлъжната и напречната хроматичната аберация, те обикновено се влоши общата способност на обектива.

Надлъжно хроматичната аберация често се наблюдава в тандем с сферична аберация и засяга образуването на боке на осветлението, лещи. Комбинираният ефект на надлъжните хроматични и сферични аберации наречени sferohromatizmom.

Средно спектър и apochromatic лещи

Странично хроматичната аберация е проблем най-вече в лещи със схема retrofokusnoy и телеобективи, които са значително по-асиметрична и надлъжна хроматичната аберация е най-често се наблюдава в хай-бленда лещи.

Оптична схема, в която е коригирана хроматичната аберация се нарича хроматична. Човешкото око е най-чувствителен към зелена светлина, и когато хроматичната лещата е фокусирано върху зелената част на видимия спектър, син и червен ръбове са на фокус (вж. Фиг. 5).

Прилагане в оптичната система на прост ахроматично дублет е много ефективен в борбата срещу хроматичната аберация. Добре известен пример за такава дублет е комбинация от изпъкнал стъкло елементи "корони" и вдлъбнат елемент
"Флинт" стъкло.

Ахроматична корекция на камерата лещи се отнася до два вида вълни към краищата на синьо и червено спектри. Фиг. 5 показва типична схема ахроматично корекция. Нулева пропускателен пункт се случва в продължение на две общи видове вълни и остатъчният фокуса компенсира за другите видове вълни се нарича вторичен спектър.

Фиг. 5. Принципи на хроматичната аберация корекция. Цветни области се наричат ​​вторично спектър

Външният вид на екзотични стъкла, които имат нисък или аномална дисперсия при условие съществен напредък в коригирането на хроматичната аберация в фотографските обективи. Оптичната схема, която предоставя данни за всички три вида цветя в един момент наречен apochromatic. Супер ахроматичен обектив коригира четири или повече дължини на вълните и на практика елиминира грешки в цвят.

С други думи, това не е броят на пресичания на нулата вълни, които влияят върху качеството на изображението, както и изходи в интервалите между дължините на вълните (вторичен спектър).

Префикс ARC (POA) в имената на обективи използват от много производители и означава, че обективът е с намалена вторичния спектър. Но идеалната apohromatizm в оптични схеми фотографски обективи рядко.

Типични криви корекция показано на фиг. 5-общо имат "да се съсредоточи компенсира" по ординатната ос, а понякога и с промяна "фокусно разстояние". Тя може да се изчисли значение, но е важно, защото първия случай включва корекция надлъжната HA а във втория - напречен ха.

ахроматични лещи

Ахроматична корекция, показано на фиг. 5 е най-честата корекцията в фотографски лещи и се отнася за корекция на виолетово и зелени премествания наблюдавани на фиг. 3.

Когато зелена светлина се фокусира върху сензора, червено и синьо са разфокусирана и явно лилаво граница. И обратно, когато синята светлина е на фокус и червена светлина е на фокус, оставяйки само разфокусира зелена светлина.

Ако замените "изместването на акцента" на "фокусно разстояние" по протежение на оста у на фиг. 5, веригата ще има ахроматични ленти такива, както е показано на фиг. 4 (А) с лилаво граница на страната по-близо до центъра на кадъра и със зелен на страната по-близо до ъгъла на рамката.

За случая на страничен хроматичната аберация, дългосрочен фокусното разстояние на лещата, по-голям фрагмент ще увеличи изображението. Това означава, че за ахроматични графиката на фигура 5, подробности синьо и червено Изображение Едноосовият изместен леко навън от центъра на изображението, отколкото на зеления имидж.

Фиг. 6 показва напречно, където червени и сини изображения се измества нагоре по отношение на зелено. сливат трите монохромни изображения резултатите изображение на кръст с аберации. Налагане на синьо, зелено и червено се получи бял цвят наслагване на синьо и червено продукция лилаво.

Фиг. 6 Произходът на хроматична аберация поради страничното хроматичната аберация. Налагане на съставните цветове води до кант в комбиниран образ в дясно

Разбира се, Фиг. 6 е опростена диаграма на нетната латерална хроматичната аберация, само с три цвята, и служи само като илюстративен пример. В действителност, тези групи са разположени във вътрешността на кръста и извън него. Съпоставянето лъч се разширява, но в същото време част от надлъжната линия се яде аберация.

Хроматичната аберация в литературата

Типичен проява на хроматичната аберация е хроматична аберация по границите, които разделят тъмните и светли области на изображението. В този случай, описанието се появява хроматичната аберация ефекти в различна литература.

Можете да прочетете, че напречната HA е по-сериозна от надлъжната аберация ХК защото предишните води до появата на хроматична аберация, а втората просто разгражда остротата.

Carl Zeiss Oberkochen има различно становище и надлъжната XA-видимата цвят аберация.

Евгений Hecht описва кумулативния ефект на хроматичната аберация като белезникаво-синята мъгла или мараня наслагване.

Warren J. Smith и Bruce H. Walker твърдят, че остатъчните цветови грешки в оптична система от некоригиран надлъжната HA водят до ореоли магента или размазване около всяка точка на изображението.