Страница 1 из 1

Кривизна изображения (поля зрения)

Добавлено: 09 ноя 2009, 21:56
Ernest
Кривизна изображения или просто кривизна - полевая аберрация, одна из пяти монохроматических Зейделевых оптических аберраций 3-го порядка свойственных центрированным оптическим системам. Кривизна проявляется в том, что не удается сфокусировать на плоскости изображения (например фотоприемнике) одинаково хорошо центр и край поля зрения. Если сфокусировано изображение в центре, то при наличии кривизны изображение на краю расфокусировано в плюс (в сторону от объектива) или минус (к объективу). Эта аберрация одновременно родственна астигматизму поскольку возникает при совместном отклонении меридионального и сагиттального астигматических фокусов наклонного (полевого) пучка от плоскости фокусировки, и расфокусировке, поскольку локально проявляется в виде именно этого дефекта изображения. То есть при кривизне поверхность наилучшей фокусировки имеет сферическую (точнее параболическую) форму.
curvature.JPG
curvature.JPG (31.4 КБ) 5312 просмотров
Как и астигматизм, кривизна пропорциональна квадрату полевого угла (размеру поля зрения) и численно может быть описана полусуммой отклонения меридионального и сагиттального фокуса от параксиальной плоскости фокусировки с = (zm + zs)/2 (см. статью про астигматизм). Альтернативно кривизна может быть описана радиусом кривизны поля зрения. Например, тонкие рефракторы (дублеты, триплеты) имеют радиус кривизны поля зрения порядка 40% от фокусного расстояния объектива. Вместе с астигматизмом и дисторсией кривизну относят к так называемым полевым аберрациям. Поскольку кривизна проявляется в виде локальной расфокусировки, то этот дефект изображения также пропорционален апертуре наклонного пучка (относительному отверстию объектива за вычетом виньетирования). Для систем строящих изображение на "бесконечности" кривизну, как и расфокусировку измеряют в диоптриях.

Для фотографических оптических систем (фотообъективов) исправление кривизны изображения обязательно. Как правило все анастигматы имеют исправленную кривизну изображения. Пецвалем показано, что для исправления кривизны в приближении аберраций третьего порядка сумма оптических сил компонентов оптической системы должна быть равна нулю. Например, для двухзеркального Кассегрена кривизны первичного и вторичного зеркал должны быть одинаковы и отличаться только знаком. Если к положительному объективу (например ахроматической склейке) добавить отрицательный компонент у самого изображения, то он не особенно меняя фокусного расстояния способен исправить кривизну изображения этого объектива. Такой отрицательный компонент называют линзой Пьяци-Смита. И наоборот, для Ньютона потребуется положительная линза у фокальной плоскости, для исправления его кривизны (впрочем весьма небольшой).

В визуальных системах (работающих с глазом, как окуляры) кривизна изображения не столь опасна, как, например, астигматизм, и в некоторых пределах (плюс-минус 3-4 диоптрии) нормальный глаз (еще не тронутый старческой дальнозоркостью) легко аккомодируется (перефокусируется) при переводе взгляда от центра изображения к краю подпорченному кривизной.
Назад к оглавлению статей