घर लेपित जीभ गोलाकार विपथन. बुनियादी अनुसंधान

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गोलाकार विपथन. बुनियादी अनुसंधान

कोई आदर्श चीजें नहीं हैं... कोई आदर्श लेंस नहीं है - एक लेंस जो एक अतिसूक्ष्म बिंदु के रूप में एक अतिसूक्ष्म बिंदु की छवि बनाने में सक्षम है। इसका कारण यह है - गोलाकार विपथन .

गोलाकार विपथन- ऑप्टिकल अक्ष से अलग-अलग दूरी पर गुजरने वाली किरणों के फोकस में अंतर के कारण उत्पन्न होने वाली विकृति। पहले वर्णित कोमा और दृष्टिवैषम्य के विपरीत, यह विकृति विषम नहीं है और इसके परिणामस्वरूप एक बिंदु प्रकाश स्रोत से किरणों का एक समान विचलन होता है।

गोलाकार विपथन अंतर्निहित है बदलती डिग्रीसभी लेंस, कुछ अपवादों के साथ (एक मुझे पता है कि वह एरा-12 है, इसकी तीक्ष्णता काफी हद तक वर्णवाद द्वारा सीमित है), यह विकृति है जो खुले एपर्चर पर लेंस की तीक्ष्णता को सीमित करती है।

योजना 1 (विकिपीडिया)। गोलाकार विपथन की उपस्थिति

गोलाकार विपथन के कई पहलू होते हैं - कभी-कभी इसे उत्कृष्ट "सॉफ़्टवेयर" कहा जाता है, कभी-कभी - निम्न-श्रेणी का "साबुन" कहा जाता है, यह बड़े पैमाने पर लेंस के बोके को आकार देता है। उनके लिए धन्यवाद, ट्रायोप्लान 100/2.8 एक बुलबुला जनरेटर है, और लोमोग्राफ़िक सोसाइटी के न्यू पेट्ज़वल में धुंधला नियंत्रण है... हालाँकि, सबसे पहले चीज़ें।

किसी छवि में गोलाकार विपथन कैसे दिखाई देता है?

सबसे स्पष्ट अभिव्यक्ति तीक्ष्णता क्षेत्र में किसी वस्तु की आकृति का धुंधला होना ("रूपरेखा की चमक", "नरम प्रभाव"), छोटे विवरणों का छिपाना, डिफोकसिंग की भावना ("साबुन" - गंभीर मामलों में);

एफईडी, एफ/2.8 से इंडस्टार-26एम पर ली गई छवि में गोलाकार विपथन (सॉफ्टवेयर) का एक उदाहरण

लेंस के बोके में गोलाकार विपथन की अभिव्यक्ति बहुत कम स्पष्ट है। संकेत, सुधार की डिग्री आदि के आधार पर, गोलाकार विपथन भ्रम के विभिन्न वृत्त बना सकता है।

ट्रिपलेट 78/2.8 (एफ/2.8) के साथ ली गई तस्वीर का एक उदाहरण - भ्रम के घेरे में एक उज्ज्वल सीमा और एक प्रकाश केंद्र है - लेंस में बड़ी मात्रा में गोलाकार विपथन है

एप्लानेट KO-120M 120/1.8 (F/1.8) पर ली गई तस्वीर का एक उदाहरण - भ्रम के घेरे की सीमा कमजोर रूप से परिभाषित है, लेकिन यह अभी भी वहीं है। परीक्षणों को देखते हुए (मेरे द्वारा पहले एक अन्य लेख में प्रकाशित), लेंस में थोड़ा गोलाकार विपथन है

और, एक लेंस के उदाहरण के रूप में जिसमें गोलाकार विपथन की मात्रा अविश्वसनीय रूप से छोटी है - एरा-12 125/4 (एफ/4) पर ली गई एक तस्वीर। वृत्त की कोई सीमा नहीं है, और चमक वितरण बहुत समान है। यह उत्कृष्ट लेंस सुधार को इंगित करता है (जो वास्तव में सच है)।

गोलाकार विपथन का उन्मूलन

मुख्य विधि एपर्चर है. "अतिरिक्त" बीमों को काटने से आप तीक्ष्णता में अच्छी तरह से सुधार कर सकते हैं।

योजना 2 (विकिपीडिया) - एक डायाफ्राम (1 अंजीर) का उपयोग करके और डीफोकसिंग (2 अंजीर) का उपयोग करके गोलाकार विपथन को कम करना। डिफोकस विधि आमतौर पर फोटोग्राफी के लिए उपयुक्त नहीं है।

विभिन्न एपर्चर पर दुनिया की तस्वीरों के उदाहरण (केंद्र काट दिया गया है) - 2.8, 4, 5.6 और 8, एक इंडस्टार -61 लेंस (प्रारंभिक, एफईडी) का उपयोग करके लिया गया।

एफ/2.8 - काफी मजबूत सॉफ्टवेयर अस्पष्ट

एफ/4 - सॉफ्टवेयर में कमी आई, छवि विवरण में सुधार हुआ

एफ/5.6 - सॉफ्टवेयर व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है

एफ/8 - कोई सॉफ्टवेयर नहीं, छोटे विवरण स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं

ग्राफिक संपादकों में, आप शार्पनिंग और ब्लर रिमूवल फ़ंक्शंस का उपयोग कर सकते हैं, जो आपको गोलाकार विपथन के नकारात्मक प्रभाव को कुछ हद तक कम करने की अनुमति देता है।

कभी-कभी लेंस की खराबी के कारण गोलाकार विपथन होता है। आमतौर पर - लेंस के बीच रिक्त स्थान का उल्लंघन। समायोजन से मदद मिलती है.

उदाहरण के लिए, ऐसा संदेह है कि ज्यूपिटर-9 को एलजेडओएस में परिवर्तित करते समय कुछ गलत हो गया: केएमजेड द्वारा निर्मित ज्यूपिटर-9 की तुलना में, एलजेडओएस में विशाल गोलाकार विपथन के कारण तीक्ष्णता का अभाव है। वास्तव में, संख्या 85/2 को छोड़कर लेंस हर चीज़ में बिल्कुल भिन्न होते हैं। सफेद कैनन 85/1.8 यूएसएम से लड़ सकता है, और काला केवल ट्रिपलेट 78/2.8 और सॉफ्ट लेंस से लड़ सकता है।

80 के दशक के काले बृहस्पति-9 के साथ ली गई तस्वीर, एलजेडओएस (एफ/2)

सफेद बृहस्पति-9 1959, केएमजेड (एफ/2) पर शॉट

गोलाकार विपथन के प्रति फोटोग्राफर का रवैया

गोलाकार विपथन छवि की तीक्ष्णता को कम कर देता है और कभी-कभी अप्रिय होता है - ऐसा लगता है कि वस्तु फोकस से बाहर है। आपको सामान्य शूटिंग में बढ़े हुए स्फ्रिक विपथन वाले प्रकाशिकी का उपयोग नहीं करना चाहिए।

हालाँकि, गोलाकार विपथन लेंस पैटर्न का एक अभिन्न अंग है। इसके बिना, Tair-11 पर कोई सुंदर नरम चित्र नहीं होंगे, पागल शानदार मोनोकल परिदृश्य, प्रसिद्ध मेयर ट्रायोप्लान का बबल बोकेह, इंडस्टार -26M के "मटर" और रूप में "विशाल" वृत्त होंगे। बिल्ली जैसे आँखेंज़ीस प्लानर 50/1.7 पर। आपको लेंस में गोलाकार विपथन से छुटकारा पाने की कोशिश नहीं करनी चाहिए - आपको इसका उपयोग खोजने की कोशिश करनी चाहिए। हालाँकि, निश्चित रूप से, अधिकांश मामलों में अत्यधिक गोलाकार विपथन कुछ भी अच्छा नहीं लाता है।

निष्कर्ष

लेख में, हमने फोटोग्राफी पर गोलाकार विपथन के प्रभाव की विस्तार से जांच की: तीक्ष्णता, बोकेह, सौंदर्यशास्त्र, आदि पर।

इसे आमतौर पर ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित किसी वस्तु पर एक बिंदु से निकलने वाली किरणों की किरण के लिए माना जाता है। हालाँकि, ऑप्टिकल अक्ष से दूर वस्तु के बिंदुओं से निकलने वाली किरणों की अन्य किरणों के लिए भी गोलाकार विपथन होता है, लेकिन ऐसे मामलों में इसे माना जाता है अवयवकिरणों की संपूर्ण झुकी हुई किरण का विपथन। इसके अलावा, यद्यपि इस विपथन को कहा जाता है गोलाकार, यह न केवल गोलाकार सतहों की विशेषता है।

गोलाकार विपथन के परिणामस्वरूप, किरणों का एक बेलनाकार पुंज, लेंस द्वारा अपवर्तन के बाद (छवि स्थान में), एक शंकु का नहीं, बल्कि कुछ फ़नल-आकार की आकृति का रूप धारण कर लेता है, बाहरी सतहजो, एक टोंटी के पास, कास्टिक सतह कहलाती है। इस मामले में, बिंदु की छवि में एक गैर-समान रोशनी वितरण के साथ एक डिस्क का रूप होता है, और कास्टिक वक्र का आकार हमें रोशनी वितरण की प्रकृति का न्याय करने की अनुमति देता है। में सामान्य मामला, प्रकीर्णन आकृति, गोलाकार विपथन की उपस्थिति में, प्रवेश (या निकास) पुतली पर निर्देशांक की तीसरी शक्ति के आनुपातिक त्रिज्या के साथ संकेंद्रित वृत्तों की एक प्रणाली है।

परिकलित मान

दूरी δs"शून्य और चरम किरणों के लुप्त बिंदुओं के बीच ऑप्टिकल अक्ष को कहा जाता है अनुदैर्ध्य गोलाकार विपथन.

व्यास δ" प्रकीर्णन वृत्त (डिस्क) सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

2एच 1 - सिस्टम छेद का व्यास;
ए"- सिस्टम से छवि बिंदु तक की दूरी;
δs"- अनुदैर्ध्य विपथन.

अनंत पर स्थित वस्तुओं के लिए

ऐसे मिलाना साधारण लेंस, गोलाकार विपथन को महत्वपूर्ण रूप से ठीक किया जा सकता है।

कमी और सुधार

कुछ मामलों में, लेंस को थोड़ा डिफोकस करके तीसरे क्रम के गोलाकार विपथन की थोड़ी मात्रा को ठीक किया जा सकता है। इस मामले में, छवि तल तथाकथित में स्थानांतरित हो जाता है "विमान बेहतर स्थापना» , एक नियम के रूप में, मध्य में, अक्षीय और चरम किरणों के प्रतिच्छेदन के बीच स्थित है, और एक विस्तृत किरण (कम से कम बिखरने वाली डिस्क) की सभी किरणों के प्रतिच्छेदन के सबसे संकीर्ण बिंदु के साथ मेल नहीं खाता है। इस विसंगति को कम से कम बिखरने वाली डिस्क में प्रकाश ऊर्जा के वितरण द्वारा समझाया गया है, जिससे न केवल केंद्र में, बल्कि किनारे पर भी रोशनी मैक्सिमा बनती है। अर्थात्, हम कह सकते हैं कि "डिस्क" एक केंद्रीय बिंदु वाला एक चमकीला वलय है। इसलिए, अनुप्रस्थ गोलाकार विपथन के कम मूल्य के बावजूद, कम से कम बिखरने वाली डिस्क के साथ मेल खाने वाले विमान में ऑप्टिकल सिस्टम का रिज़ॉल्यूशन कम होगा। इस विधि की उपयुक्तता गोलाकार विपथन के परिमाण और प्रकीर्णन डिस्क में रोशनी वितरण की प्रकृति पर निर्भर करती है।

कड़ाई से बोलते हुए, गोलाकार विपथन को केवल कुछ संकीर्ण क्षेत्रों के लिए और इसके अलावा, केवल कुछ दो संयुग्म बिंदुओं के लिए पूरी तरह से ठीक किया जा सकता है। हालाँकि, व्यवहार में सुधार दो-लेंस प्रणालियों के लिए भी काफी संतोषजनक हो सकता है।

आमतौर पर, गोलाकार विपथन को एक ऊंचाई मान के लिए समाप्त कर दिया जाता है एच 0 सिस्टम की पुतली के किनारे के अनुरूप। जिसमें उच्चतम मूल्यऊंचाई पर अवशिष्ट गोलाकार विपथन अपेक्षित है एचई एक सरल सूत्र द्वारा निर्धारित किया गया है

अवशिष्ट गोलाकार विपथन इस तथ्य की ओर ले जाता है कि एक बिंदु की छवि कभी भी एक बिंदु नहीं बनती है। यह एक डिस्क ही रहेगी, यद्यपि असंशोधित गोलाकार विपथन की तुलना में इसका आकार बहुत छोटा होगा।

अवशिष्ट गोलाकार विपथन को कम करने के लिए, एक परिकलित "अतिसुधार" का उपयोग अक्सर सिस्टम की पुतली के किनारे पर किया जाता है, जिससे किनारे क्षेत्र के गोलाकार विपथन को एक सकारात्मक मान मिलता है ( δs"> 0). उसी समय किरणें ऊंचाई पर पुतली को पार कर जाती हैं एचई, केंद्र बिंदु के और भी करीब प्रतिच्छेद करती है, और किनारे की किरणें, हालांकि वे केंद्र बिंदु के पीछे एकत्रित होती हैं, प्रकीर्णन डिस्क की सीमाओं से आगे नहीं जाती हैं। इस प्रकार, प्रकीर्णन डिस्क का आकार घट जाता है और उसकी चमक बढ़ जाती है। यानी इमेज की डिटेल और कंट्रास्ट दोनों बेहतर हो जाते हैं। हालाँकि, प्रकीर्णन डिस्क में रोशनी वितरण की ख़ासियत के कारण, "अति सुधारित" गोलाकार विपथन वाले लेंस में अक्सर फोकस क्षेत्र के बाहर "डबल" धुंधलापन होता है।

कुछ मामलों में, महत्वपूर्ण "पुनः सुधार" की अनुमति है। उदाहरण के लिए, कार्ल ज़ीस जेना के शुरुआती "प्लानर" का गोलाकार विपथन मान सकारात्मक था ( δs"> 0), पुतली के सीमांत और मध्य क्षेत्र दोनों के लिए। यह समाधान पूर्ण एपर्चर पर कंट्रास्ट को थोड़ा कम करता है, लेकिन छोटे एपर्चर पर रिज़ॉल्यूशन को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाता है।

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भौतिक विश्वकोश

ऑप्टिकल सिस्टम के विपथन के प्रकारों में से एक (ऑप्टिकल सिस्टम के विपथन देखें); एक अक्ष-सममित ऑप्टिकल सिस्टम (लेंस (लेंस देखें), लेंस) से अलग-अलग दूरी पर गुजरने वाली प्रकाश किरणों के लिए फोकस के बेमेल में प्रकट होता है ... महान सोवियत विश्वकोश

ऑप्टिकल सिस्टम में छवि विरूपण इस तथ्य के कारण होता है कि ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित एक बिंदु स्रोत से प्रकाश किरणें एक बिंदु पर एकत्र नहीं होती हैं, जब किरणें अक्ष से दूर सिस्टम के हिस्सों से गुजरती हैं। * * *गोलाकार... विश्वकोश शब्दकोश

गोलाकार विपथन- अबेरासिजा स्टेटस टी सर्टिस फिजिका एटिटिकमेनिस: अंग्रेजी। गोलाकार विपथन वोक। स्पैरिशे एबररेशन, एफ रस। गोलाकार विपथन, एफ प्रैंक। विपथन डे स्पेरीसिटे, एफ; विपथन गोलाकार, एफ ... फ़िज़िकोस टर्मिनस ज़ोडनास

गोलाकार विपथन- विपथन देखें, गोलाकार... शब्दकोषमनोविज्ञान में

गोलाकार विपथन- सिस्टम के ऑप्टिकल अक्ष से अलग-अलग दूरी पर गुजरने वाली प्रकाश किरणों के फोकस के बेमेल होने के कारण, एक बिंदु की छवि अलग-अलग रोशनी के एक चक्र के रूप में बनती है। यह भी देखें: विपथन रंगीन विपथन... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

ऑप्टिकल प्रणालियों के विचलनों में से एक, एक अक्षसममितीय ऑप्टिकल लेंस से गुजरने वाली प्रकाश किरणों के फोकस के बेमेल होने के कारण होता है। इस प्रणाली के ऑप्टिकल अक्ष से अलग-अलग दूरी पर सिस्टम (लेंस, उद्देश्य)। यह इस तथ्य में ही प्रकट होता है कि छवि... ... बिग इनसाइक्लोपीडिक पॉलिटेक्निक डिक्शनरी

ऑप्टिकल में छवि विरूपण सिस्टम, इस तथ्य के कारण कि प्रकाश किरणें ऑप्टिकल पर स्थित एक बिंदु स्रोत से आती हैं अक्ष से दूरस्थ सिस्टम के हिस्सों से गुजरने वाली किरणों के साथ अक्ष एक बिंदु पर एकत्रित नहीं होते हैं... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश

→ खगोल विज्ञान में विपथन

विपथन शब्द अवलोकन के दौरान किसी वस्तु के विरूपण से जुड़े कई ऑप्टिकल प्रभावों को संदर्भित करता है। इस लेख में हम कई प्रकार के विपथन के बारे में बात करेंगे जो खगोलीय प्रेक्षणों के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक हैं।

प्रकाश का विचलनखगोल विज्ञान में, यह प्रकाश की सीमित गति के कारण एक खगोलीय वस्तु का स्पष्ट विस्थापन है, जो प्रेक्षित वस्तु और पर्यवेक्षक की गति के साथ संयुक्त है। विपथन का प्रभाव इस तथ्य की ओर ले जाता है कि किसी वस्तु की स्पष्ट दिशा एक ही समय में उसकी ज्यामितीय दिशा से मेल नहीं खाती है।

इसका प्रभाव यह होता है कि, सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की गति और प्रकाश को यात्रा करने में लगने वाले समय के कारण, पर्यवेक्षक तारे को उसके स्थान से भिन्न स्थान पर देखता है। यदि पृथ्वी स्थिर होती, या प्रकाश तुरंत फैलता, तो कोई प्रकाश विपथन नहीं होता। इसलिए, दूरबीन का उपयोग करके आकाश में किसी तारे की स्थिति का निर्धारण करते समय, हमें उस कोण को नहीं मापना चाहिए जिस पर तारा झुका हुआ है, बल्कि इसे पृथ्वी की गति की दिशा में थोड़ा बढ़ाना चाहिए।

विपथन प्रभाव बहुत अच्छा नहीं है. इसका सबसे बड़ा मूल्य इस शर्त के तहत हासिल किया जाता है कि पृथ्वी किरण की दिशा के लंबवत चलती है। इस स्थिति में, तारे की स्थिति का विचलन केवल 20.4 सेकंड है, क्योंकि पृथ्वी 1 सेकंड के समय में केवल 30 किमी की यात्रा करती है, और प्रकाश किरण 300,000 किमी की यात्रा करती है।

ये भी कई प्रकार के होते हैं ज्यामितीय विपथन. गोलाकार विपथन- एक लेंस या उद्देश्य का विपथन, जिसमें यह तथ्य शामिल होता है कि लेंस के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित एक बिंदु से निकलने वाली मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एक विस्तृत किरण, लेंस से गुजरते समय, एक पर नहीं, बल्कि कई बिंदुओं पर प्रतिच्छेद करती है ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित है अलग-अलग दूरी परलेंस से, जिसके परिणामस्वरूप छवि धुंधली हो जाती है। परिणामस्वरूप, तारे जैसी एक बिंदु वस्तु को एक छोटी गेंद के रूप में देखा जा सकता है, इस गेंद का आकार तारे के आकार के समान होता है।

छवि क्षेत्र वक्रता- विपथन, जिसके परिणामस्वरूप एक सपाट वस्तु की छवि, लेंस के ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत, लेंस के अवतल या उत्तल सतह पर पड़ती है। यह विपथन छवि क्षेत्र में असमान तीक्ष्णता का कारण बनता है। इसीलिए जब मध्य भागयदि छवि को तेजी से फोकस किया गया है, तो इसके किनारे फोकस से बाहर हो जाएंगे और छवि धुंधली हो जाएगी। यदि आप छवि के किनारों के साथ तीक्ष्णता को समायोजित करते हैं, तो इसका केंद्रीय भाग धुंधला हो जाएगा। इस प्रकार का विपथन खगोल विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण नहीं है।

यहां कुछ और प्रकार के विपथन दिए गए हैं:

फोटोग्राफिक लेंस के डायाफ्राम और फ्रेम पर प्रकाश के विवर्तन के कारण विवर्तन विपथन होता है। विवर्तन विपथन फोटोग्राफिक लेंस की विभेदन क्षमता को सीमित कर देता है। इस विपथन के कारण, लेंस द्वारा विभेदित बिंदुओं के बीच न्यूनतम कोणीय दूरी लैम्ब्डा/डी रेडियंस तक सीमित है, जहां लैम्ब्डा प्रयुक्त प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है (ऑप्टिकल रेंज को आमतौर पर कहा जाता है) विद्युतचुम्बकीय तरंगें 400 एनएम से 700 एनएम तक की लंबाई के साथ), डी लेंस का व्यास है। इस सूत्र को देखने से यह स्पष्ट हो जाता है कि लेंस का व्यास कितना महत्वपूर्ण है। यह पैरामीटर सबसे बड़ी और सबसे महंगी दूरबीनों के लिए महत्वपूर्ण है। यह भी स्पष्ट है कि एक्स-रे में देखने में सक्षम दूरबीन की तुलना पारंपरिक ऑप्टिकल दूरबीन से की जाती है। तथ्य यह है कि एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य ऑप्टिकल रेंज में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से 100 गुना कम है। इसलिए, ऐसी दूरबीनों के लिए न्यूनतम स्पष्ट कोणीय दूरी पारंपरिक दूरबीनों की तुलना में 100 गुना कम है ऑप्टिकल दूरबीनसमान लेंस व्यास के साथ.

विपथन के अध्ययन ने खगोलीय उपकरणों में उल्लेखनीय सुधार करना संभव बना दिया है। आधुनिक दूरबीनों में, विपथन के प्रभाव को कम किया जाता है, लेकिन यह विपथन ही है जो ऑप्टिकल उपकरणों की क्षमताओं को सीमित करता है।

सभी प्रकार के विपथन में से, गोलाकार विपथन सबसे महत्वपूर्ण है और, ज्यादातर मामलों में, आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के लिए व्यावहारिक रूप से एकमात्र महत्वपूर्ण है। क्योंकि सामान्य आँखवह हमेशा उस पर अपनी निगाहें टिकाए रखता है जो सबसे महत्वपूर्ण है इस पलवस्तु, तो प्रकाश किरणों की तिरछी घटना (कोमा, दृष्टिवैषम्य) के कारण होने वाले विपथन समाप्त हो जाते हैं। इस प्रकार गोलाकार विपथन को समाप्त करना असंभव है। यदि आंख की ऑप्टिकल प्रणाली की अपवर्तक सतहें गोलाकार हैं, तो किसी भी तरह से गोलाकार विपथन को समाप्त करना असंभव है। जैसे-जैसे पुतली का व्यास कम होता जाता है, इसका विकृत प्रभाव कम होता जाता है, इसलिए, तेज रोशनी में, आंख का रिज़ॉल्यूशन कम रोशनी की तुलना में अधिक होता है, जब पुतली का व्यास बढ़ता है और उस स्थान का आकार बढ़ता है, जो एक छवि है बिंदु प्रकाश स्रोत, गोलाकार विपथन के कारण भी बढ़ता है। आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के गोलाकार विपथन को प्रभावी ढंग से प्रभावित करने का केवल एक ही तरीका है - अपवर्तक सतह के आकार को बदलकर। यह संभावना सैद्धांतिक रूप से तब मौजूद होती है जब शल्य सुधारकॉर्निया की वक्रता और एक प्राकृतिक लेंस को प्रतिस्थापित करते समय जो अपने ऑप्टिकल गुणों को खो देता है, उदाहरण के लिए, मोतियाबिंद के कारण, एक कृत्रिम लेंस के साथ। एक कृत्रिम लेंस में किसी भी प्रकार की अपवर्तक सतह पहुंच योग्य हो सकती है आधुनिक प्रौद्योगिकियाँप्रपत्र. गोलाकार विपथन पर अपवर्तक सतहों के आकार के प्रभाव का अध्ययन कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग करके सबसे प्रभावी ढंग से और सटीक रूप से किया जा सकता है। यहां हम एक काफी सरल कंप्यूटर मॉडलिंग एल्गोरिदम पर चर्चा करते हैं जो इस तरह के अध्ययन को करने की अनुमति देता है, साथ ही इस एल्गोरिदम का उपयोग करके प्राप्त मुख्य परिणामों पर भी चर्चा करता है।

विभिन्न अपवर्तक सूचकांकों के साथ दो पारदर्शी मीडिया को अलग करने वाली एकल गोलाकार अपवर्तक सतह के माध्यम से प्रकाश किरण के पारित होने की गणना करने का सबसे सरल तरीका। गोलाकार विपथन की घटना को प्रदर्शित करने के लिए, ऐसी गणना को द्वि-आयामी सन्निकटन में करना पर्याप्त है। प्रकाश किरण मुख्य तल में स्थित होती है और मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर अपवर्तक सतह पर निर्देशित होती है। अपवर्तन के बाद इस किरण के मार्ग को वृत्त के समीकरण, अपवर्तन के नियम और स्पष्ट ज्यामितीय और त्रिकोणमितीय संबंधों द्वारा वर्णित किया जा सकता है। समीकरणों की संगत प्रणाली को हल करने के परिणामस्वरूप, मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के साथ इस किरण के प्रतिच्छेदन बिंदु के समन्वय के लिए एक अभिव्यक्ति प्राप्त की जा सकती है, अर्थात। अपवर्तक सतह के फोकस के निर्देशांक। इस अभिव्यक्ति में सतह पैरामीटर (त्रिज्या), अपवर्तक सूचकांक और मुख्य ऑप्टिकल अक्ष और सतह पर बीम की घटना के बिंदु के बीच की दूरी शामिल है। ऑप्टिकल अक्ष और बीम के घटना बिंदु के बीच की दूरी पर फोकल समन्वय की निर्भरता गोलाकार विपथन है। इस रिश्ते की गणना करना और ग्राफिक रूप से चित्रित करना आसान है। मुख्य ऑप्टिकल अक्ष की ओर किरणों को विक्षेपित करने वाली एकल गोलाकार सतह के लिए, ऑप्टिकल अक्ष और आपतित किरण के बीच की दूरी बढ़ने पर फोकल समन्वय हमेशा कम हो जाता है। किरण अक्ष से जितनी दूर किसी अपवर्तक सतह पर गिरती है, अपवर्तन के बाद वह इस सतह के उतने ही करीब अक्ष को काटती है। यह धनात्मक गोलाकार विपथन है। परिणामस्वरूप, मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर सतह पर आपतित किरणें छवि तल में एक बिंदु पर एकत्रित नहीं होती हैं, बल्कि इस तल में परिमित व्यास का एक प्रकीर्णन स्थान बनाती हैं, जिससे छवि कंट्रास्ट में कमी आती है, अर्थात। इसकी गुणवत्ता में गिरावट के लिए. केवल वे किरणें जो मुख्य ऑप्टिकल अक्ष (पैराएक्सियल किरणें) के बहुत करीब सतह पर पड़ती हैं, एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करती हैं।

यदि दो गोलाकार सतहों द्वारा निर्मित एक एकत्रित लेंस को बीम के पथ में रखा जाता है, तो ऊपर वर्णित गणनाओं का उपयोग करके, यह दिखाया जा सकता है कि ऐसे लेंस में सकारात्मक गोलाकार विपथन भी होता है, अर्थात। मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर आपतित किरणें, इससे दूर, इस अक्ष को लेंस के करीब से काटती हैं, जबकि किरणें अक्ष के करीब जाती हैं। गोलाकार विपथन व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है, केवल पैराएक्सियल किरणों के लिए भी। यदि लेंस की दोनों सतहें उत्तल (लेंस की तरह) हैं, तो गोलाकार विपथन लेंस की दूसरी अपवर्तक सतह (कॉर्निया की तरह) की तुलना में अधिक है।

सकारात्मक गोलाकार विपथन अपवर्तक सतह की अत्यधिक वक्रता के कारण होता है। जैसे-जैसे कोई ऑप्टिकल अक्ष से दूर जाता है, सतह पर स्पर्शरेखा और ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत के बीच का कोण अपवर्तित किरण को पैराक्सियल फोकस पर निर्देशित करने के लिए आवश्यकता से अधिक तेजी से बढ़ता है। इस प्रभाव को कम करने के लिए, अक्ष के लंबवत से सतह पर स्पर्शरेखा के विचलन को धीमा करना आवश्यक है क्योंकि यह अक्ष से दूर जाता है। ऐसा करने के लिए, सतह की वक्रता ऑप्टिकल अक्ष से दूरी के साथ कम होनी चाहिए, अर्थात। सतह गोलाकार नहीं होनी चाहिए, जिसके सभी बिंदुओं पर वक्रता समान हो। दूसरे शब्दों में, गोलाकार विपथन में कमी केवल गोलाकार अपवर्तक सतहों वाले लेंस का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है। उदाहरण के लिए, ये दीर्घवृत्ताभ, परवलयज और अतिपरवलयज की सतहें हो सकती हैं। सिद्धांत रूप में, अन्य सतह रूपों का उपयोग करना संभव है। अण्डाकार, परवलयिक और अतिपरवलयिक आकृतियों का आकर्षण केवल यह है कि वे, एक गोलाकार सतह की तरह, काफी सरल विश्लेषणात्मक सूत्रों द्वारा वर्णित हैं और इन सतहों के साथ लेंस के गोलाकार विपथन को ऊपर वर्णित तकनीक का उपयोग करके सैद्धांतिक रूप से काफी आसानी से अध्ययन किया जा सकता है।

गोलाकार, अण्डाकार, परवलयिक और अतिपरवलयिक सतहों के मापदंडों का चयन करना हमेशा संभव होता है ताकि लेंस के केंद्र में उनकी वक्रता समान हो। इस मामले में, पैराएक्सियल किरणों के लिए ऐसे लेंस एक दूसरे से अप्रभेद्य होंगे, इन लेंसों के लिए पैराएक्सियल फोकस की स्थिति समान होगी। लेकिन जैसे-जैसे आप मुख्य अक्ष से दूर जाते हैं, इन लेंसों की सतहें अक्ष के लंबवत से अलग-अलग तरीकों से विचलित हो जाएंगी। गोलाकार सतह सबसे तेज़ विचलन करेगी, अण्डाकार सतह धीमी, परवलयिक सतह और भी धीमी, और अतिपरवलयिक सतह सबसे धीमी (इन चारों में से)। उसी क्रम में, इन लेंसों का गोलाकार विपथन अधिक से अधिक कम हो जाएगा। हाइपरबोलिक लेंस के लिए, गोलाकार विपथन यहां तक कि संकेत भी बदल सकता है - नकारात्मक हो सकता है, यानी। ऑप्टिकल अक्ष से दूर लेंस पर आपतित किरणें ऑप्टिकल अक्ष के निकट लेंस पर आपतित किरणों की तुलना में इसे लेंस से अधिक दूर काटती हैं। हाइपरबोलिक लेंस के लिए, आप अपवर्तक सतहों के पैरामीटर भी चुन सकते हैं जो प्रदान करेंगे पूर्ण अनुपस्थितिगोलाकार विपथन - लेंस पर मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर किसी भी दूरी पर आपतित सभी किरणें, अपवर्तन के बाद, अक्ष पर एक बिंदु पर एकत्रित हो जाएंगी - एक आदर्श लेंस। ऐसा करने के लिए, पहली अपवर्तक सतह समतल होनी चाहिए, और दूसरी उत्तल हाइपरबोलिक होनी चाहिए, जिसके पैरामीटर और अपवर्तक सूचकांक कुछ संबंधों से संबंधित होने चाहिए।

इस प्रकार, गोलाकार सतहों वाले लेंस का उपयोग करके, गोलाकार विपथन को काफी कम किया जा सकता है और यहां तक कि पूरी तरह से समाप्त भी किया जा सकता है। अपवर्तक बल (पैराक्सियल फोकस की स्थिति) और गोलाकार विपथन पर अलग-अलग प्रभाव की संभावना दो ज्यामितीय मापदंडों, दो अर्ध-अक्षों के घूर्णन की गोलाकार सतहों की उपस्थिति के कारण होती है, जिसके चयन से गोलाकार विपथन में कमी सुनिश्चित की जा सकती है। अपवर्तक बल को बदले बिना. एक गोलाकार सतह में यह संभावना नहीं होती है; इसका केवल एक पैरामीटर होता है - त्रिज्या, और इस पैरामीटर को बदलकर अपवर्तक शक्ति को बदले बिना गोलाकार विपथन को बदलना असंभव है। क्रांति के परवलयज के लिए भी ऐसी कोई संभावना नहीं है, क्योंकि क्रांति के परवलय में भी केवल एक पैरामीटर होता है - फोकल पैरामीटर। इस प्रकार, उल्लिखित तीन गोलाकार सतहों में से केवल दो गोलाकार विपथन पर नियंत्रित स्वतंत्र प्रभाव के लिए उपयुक्त हैं - अतिशयोक्तिपूर्ण और अण्डाकार।

स्वीकार्य गोलाकार विपथन प्रदान करने वाले मापदंडों के साथ एकल लेंस का चयन करना मुश्किल नहीं है। लेकिन क्या ऐसा लेंस आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के हिस्से के रूप में गोलाकार विपथन में आवश्यक कमी प्रदान करेगा? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, दो लेंसों - कॉर्निया और लेंस के माध्यम से प्रकाश किरणों के पारित होने की गणना करना आवश्यक है। इस तरह की गणना का परिणाम, पहले की तरह, घटना बीम और इस अक्ष के बीच की दूरी पर मुख्य ऑप्टिकल अक्ष (फोकस निर्देशांक) के साथ बीम के चौराहे के बिंदु के निर्देशांक की निर्भरता का एक ग्राफ होगा। सभी चार अपवर्तक सतहों के ज्यामितीय मापदंडों को अलग-अलग करके, आप इस ग्राफ का उपयोग आंख की संपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली के गोलाकार विपथन पर उनके प्रभाव का अध्ययन करने और इसे कम करने का प्रयास करने के लिए कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, कोई आसानी से सत्यापित कर सकता है कि प्राकृतिक लेंस के साथ आंख की संपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली का विपथन, बशर्ते कि सभी चार अपवर्तक सतहें गोलाकार हों, अकेले लेंस के विपथन से काफी कम है, और विपथन से थोड़ा अधिक है। अकेले कॉर्निया का. 5 मिमी के पुतली व्यास के साथ, अक्ष से सबसे दूर की किरणें अकेले लेंस द्वारा अपवर्तित होने पर इस अक्ष को पैराएक्सियल किरणों की तुलना में लगभग 8% करीब काटती हैं। जब समान पुतली व्यास के साथ अकेले कॉर्निया द्वारा अपवर्तित किया जाता है, तो दूर की किरणों का फोकस पैराएक्सियल किरणों की तुलना में लगभग 3% अधिक करीब होता है। इस लेंस के साथ और इस कॉर्निया के साथ आंख की पूरी ऑप्टिकल प्रणाली दूर की किरणों को पैराएक्सियल किरणों की तुलना में लगभग 4% करीब इकट्ठा करती है। हम कह सकते हैं कि कॉर्निया लेंस के गोलाकार विपथन के लिए आंशिक रूप से क्षतिपूर्ति करता है।

यह भी देखा जा सकता है कि आंख की ऑप्टिकल प्रणाली, जिसमें कॉर्निया और शून्य विपथन वाला एक आदर्श हाइपरबोलिक लेंस होता है, जिसे लेंस के रूप में स्थापित किया जाता है, अकेले कॉर्निया के समान ही एक गोलाकार विपथन देता है, अर्थात। अकेले लेंस के गोलाकार विपथन को कम करना आंख की संपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली को कम करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

इस प्रकार, अकेले लेंस की ज्यामिति को चुनकर आंख की संपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली के गोलाकार विपथन को कम करने के लिए, ऐसे लेंस का चयन करना आवश्यक नहीं है जिसमें न्यूनतम गोलाकार विपथन हो, बल्कि ऐसा लेंस चुनना आवश्यक है जो कॉर्निया के साथ बातचीत में विपथन को कम करता हो। यदि कॉर्निया की अपवर्तक सतहों को गोलाकार माना जाता है, तो आंख की संपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली के गोलाकार विपथन को लगभग पूरी तरह से समाप्त करने के लिए, हाइपरबोलिक अपवर्तक सतहों वाले लेंस का चयन करना आवश्यक है, जो एकल लेंस के रूप में, ध्यान देने योग्य देता है (आंख के तरल माध्यम में लगभग 17% और हवा में लगभग 12%) नकारात्मक विपथन। आंख की संपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली का गोलाकार विपथन किसी भी पुतली व्यास के लिए 0.2% से अधिक नहीं होता है। आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के गोलाकार विपथन का लगभग समान निराकरण (लगभग 0.3% तक) एक लेंस की मदद से भी प्राप्त किया जा सकता है जिसमें पहली अपवर्तक सतह गोलाकार होती है और दूसरी अतिशयोक्तिपूर्ण होती है।

तो, एस्फेरिकल, विशेष रूप से, हाइपरबोलिक अपवर्तक सतहों के साथ एक कृत्रिम लेंस का उपयोग आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के गोलाकार विपथन को लगभग पूरी तरह से समाप्त करना संभव बनाता है और इस तरह इस प्रणाली द्वारा उत्पादित छवि की गुणवत्ता में काफी सुधार करता है। रेटिना. यह काफी सरल द्वि-आयामी मॉडल के ढांचे के भीतर सिस्टम के माध्यम से किरणों के पारित होने के कंप्यूटर सिमुलेशन के परिणामों द्वारा दिखाया गया है।

रेटिना छवि की गुणवत्ता पर आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के मापदंडों के प्रभाव को एक अधिक जटिल त्रि-आयामी कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करके भी प्रदर्शित किया जा सकता है जो बहुत बड़ी संख्या में किरणों (कई सौ किरणों से लेकर कई सौ हजार तक) का पता लगाता है। किरणें) एक स्रोत बिंदु से निकलती हैं और सभी ज्यामितीय विपथन और सिस्टम के संभावित गलत फोकस के परिणामस्वरूप रेटिना के विभिन्न बिंदुओं पर पहुंचती हैं। सभी स्रोत बिंदुओं से वहां पहुंची रेटिना के सभी बिंदुओं पर सभी किरणों को जोड़कर, ऐसा मॉडल किसी को विस्तारित स्रोतों की छवियां प्राप्त करने की अनुमति देता है - विभिन्न परीक्षण वस्तुएं, दोनों रंग और काले और सफेद। हमारे पास ऐसा त्रि-आयामी कंप्यूटर मॉडल है और यह स्पष्ट रूप से गोलाकार विपथन में महत्वपूर्ण कमी के कारण गोलाकार अपवर्तक सतहों के साथ इंट्राओकुलर लेंस का उपयोग करते समय रेटिना छवि की गुणवत्ता में महत्वपूर्ण सुधार दर्शाता है और इस प्रकार बिखरने के आकार को कम करता है। रेटिना पर धब्बा. सिद्धांत रूप में, गोलाकार विपथन को लगभग पूरी तरह से समाप्त किया जा सकता है और, ऐसा प्रतीत होता है, बिखरने वाले स्थान का आकार लगभग शून्य तक कम किया जा सकता है, जिससे एक आदर्श छवि प्राप्त हो सकती है।

लेकिन किसी को इस तथ्य को नजरअंदाज नहीं करना चाहिए कि किसी भी तरह से एक आदर्श छवि प्राप्त करना असंभव है, भले ही हम मान लें कि सभी ज्यामितीय विपथन पूरी तरह से समाप्त हो गए हैं। प्रकीर्णन स्थल के आकार को कम करने की एक मूलभूत सीमा है। यह सीमा प्रकाश की तरंग प्रकृति द्वारा निर्धारित की जाती है। विवर्तन सिद्धांत के अनुसार, तरंग अवधारणाओं के आधार पर, एक गोलाकार छेद पर प्रकाश के विवर्तन के कारण छवि विमान में प्रकाश स्थान का न्यूनतम व्यास, के उत्पाद के लिए आनुपातिक (2.44 के आनुपातिक गुणांक के साथ) होता है फोकल लंबाई और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और छेद के व्यास के व्युत्क्रमानुपाती। आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के लिए एक अनुमान 4 मिमी के पुतली व्यास के साथ लगभग 6.5 µm का प्रकीर्णन स्पॉट व्यास देता है।

प्रकाश स्थान के व्यास को विवर्तन सीमा से कम करना असंभव है, भले ही ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियम सभी किरणों को एक बिंदु पर लाते हों। विवर्तन किसी भी अपवर्तक ऑप्टिकल प्रणाली, यहां तक कि एक आदर्श प्रणाली द्वारा प्रदान की गई छवि गुणवत्ता सुधार की सीमा को सीमित करता है। उसी समय, प्रकाश विवर्तन, जो अपवर्तन से भी बदतर नहीं है, का उपयोग एक छवि प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जिसका उपयोग विवर्तनिक-अपवर्तक आईओएल में सफलतापूर्वक किया जाता है। लेकिन वह दूसरा विषय है.

ग्रंथ सूची लिंक

चेरेडनिक वी.आई., ट्रेशनिकोव वी.एम. गोलाकार विपथन और एस्फेरियल इंट्राओकुलर लेंस // बुनियादी अनुसंधान. - 2007. - नंबर 8. - पी. 38-41;
यूआरएल: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3359 (पहुंच तिथि: 03/23/2020)। हम आपके ध्यान में प्रकाशन गृह "प्राकृतिक विज्ञान अकादमी" द्वारा प्रकाशित पत्रिकाएँ लाते हैं।

चित्र .1असंशोधित गोलाकार विपथन का चित्रण। लेंस की परिधि पर सतह की फोकल लंबाई केंद्र की तुलना में कम होती है।

अधिकांश फोटोग्राफिक लेंस में गोलाकार सतह वाले तत्व होते हैं। ऐसे तत्वों का निर्माण अपेक्षाकृत आसान होता है, लेकिन उनका आकार छवि निर्माण के लिए आदर्श नहीं होता है।

गोलाकार विपथन- यह छवि निर्माण में दोषों में से एक है जो लेंस के गोलाकार आकार के कारण होता है। चावल। चित्र 1 एक धनात्मक लेंस के लिए गोलाकार विपथन को दर्शाता है।

ऑप्टिकल अक्ष से दूर लेंस से गुजरने वाली किरणें स्थिति पर केंद्रित होती हैं साथ. जो किरणें ऑप्टिकल अक्ष के करीब से गुजरती हैं वे स्थिति पर केंद्रित होती हैं ए, वे लेंस की सतह के करीब हैं। इस प्रकार, फोकस की स्थिति उस स्थान पर निर्भर करती है जहां से किरणें लेंस से होकर गुजरती हैं।

यदि किनारे का फोकस अक्षीय फोकस की तुलना में लेंस के करीब है, जैसा कि एक सकारात्मक लेंस के साथ होता है चित्र। 1, तो वे कहते हैं कि गोलाकार विपथन ठीक नहीं किया गया. इसके विपरीत, यदि किनारे का फोकस अक्षीय फोकस के पीछे है, तो गोलाकार विपथन कहा जाता है पुनः सही किया गया.

गोलाकार विपथन वाले लेंस द्वारा बनाई गई एक बिंदु की छवि आमतौर पर प्रकाश के प्रभामंडल से घिरे बिंदुओं द्वारा प्राप्त की जाती है। गोलाकार विपथन आमतौर पर तस्वीरों में कंट्रास्ट को नरम करने और बारीक विवरणों को धुंधला करके दिखाई देता है।

गोलाकार विपथन पूरे क्षेत्र में एक समान होता है, जिसका अर्थ है कि लेंस के किनारों और केंद्र के बीच अनुदैर्ध्य फोकस किरणों के झुकाव पर निर्भर नहीं करता है।

चित्र 1 से ऐसा प्रतीत होता है कि गोलाकार विपथन वाले लेंस पर अच्छी तीक्ष्णता प्राप्त करना असंभव है। प्रकाश संवेदनशील तत्व (फिल्म या सेंसर) पर लेंस के पीछे किसी भी स्थिति में, एक स्पष्ट बिंदु के बजाय, एक धुंधली डिस्क प्रक्षेपित की जाएगी।

हालाँकि, एक ज्यामितीय रूप से "सर्वोत्तम" फोकस है जो कम से कम धुंधली डिस्क से मेल खाता है। प्रकाश शंकुओं के इस अनूठे समूह की स्थिति में न्यूनतम क्रॉस-सेक्शन है बी.

फोकस शिफ्ट

जब डायाफ्राम लेंस के पीछे होता है, तो एक दिलचस्प घटना घटती है। यदि डायाफ्राम इस तरह से बंद है कि यह लेंस की परिधि पर किरणों को काट देता है, तो फोकस दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है। बहुत बंद एपर्चर के साथ, स्थिति में सबसे अच्छा फोकस देखा जाएगा सी, यानी, एपर्चर बंद होने पर और एपर्चर खुला होने पर सबसे कम धुंधली डिस्क की स्थिति अलग-अलग होगी।

बंद एपर्चर पर सर्वोत्तम तीक्ष्णता प्राप्त करने के लिए, मैट्रिक्स (फिल्म) को स्थिति में रखा जाना चाहिए सी. यह उदाहरण स्पष्ट रूप से दिखाता है कि ऐसी संभावना है कि सर्वोत्तम तीक्ष्णता प्राप्त नहीं की जाएगी, क्योंकि अधिकांश फोटोग्राफिक सिस्टम एक विस्तृत एपर्चर के साथ संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

फ़ोटोग्राफ़र एपर्चर को पूरी तरह से खुला रखकर फ़ोकस करता है, और सेंसर पर उस स्थिति में सबसे कम धुंधली डिस्क को प्रोजेक्ट करता है। बी, फिर शूटिंग करते समय, एपर्चर स्वचालित रूप से निर्धारित मूल्य पर बंद हो जाता है, और उसे इस समय जो कुछ भी हो रहा है उसके बारे में कुछ भी संदेह नहीं होता है फोकस शिफ्ट, जो इसे सर्वोत्तम तीक्ष्णता प्राप्त करने से रोकता है।

बेशक, एक बंद एपर्चर बिंदु पर गोलाकार विपथन को भी कम करता है बी, लेकिन फिर भी इसमें सर्वोत्तम तीक्ष्णता नहीं होगी।

डीएसएलआर उपयोगकर्ता वास्तविक एपर्चर पर ध्यान केंद्रित करने के लिए पूर्वावलोकन एपर्चर को बंद कर सकते हैं।

नॉर्मन गोल्डबर्ग ने फोकस शिफ्ट के लिए स्वचालित मुआवजे का प्रस्ताव दिया। Zeiss ने Zeiss Ikon कैमरों के लिए रेंजफाइंडर लेंस की एक श्रृंखला लॉन्च की है, जिसमें बदलते एपर्चर मानों के साथ फोकस शिफ्ट को कम करने के लिए एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया डिज़ाइन है। इसी समय, रेंजफाइंडर कैमरों के लेंस में गोलाकार विपथन काफी कम हो जाते हैं। आप पूछते हैं, रेंजफाइंडर कैमरा लेंस के लिए फोकस शिफ्ट कितना महत्वपूर्ण है? LEICA NOCTILUX-M 50mm f/1 लेंस के निर्माता के अनुसार, यह मान लगभग 100 माइक्रोन है।

फोकस से बाहर धुंधला पैटर्न

इन-फोकस छवि पर गोलाकार विपथन के प्रभाव को समझना मुश्किल है, लेकिन उस छवि में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है जो फोकस से थोड़ा बाहर है। गोलाकार विपथन फोकस से बाहर क्षेत्र में एक दृश्यमान निशान छोड़ देता है।

चित्र 1 पर लौटने पर, यह देखा जा सकता है कि गोलाकार विपथन की उपस्थिति में धुंधली डिस्क में प्रकाश की तीव्रता का वितरण एक समान नहीं है।

गर्भवती सीएक धुंधली डिस्क की विशेषता एक चमकीले कोर से होती है जो एक फीके प्रभामंडल से घिरा होता है। जबकि ब्लर डायल स्थिति में है एइसका एक गहरा कोर है जो प्रकाश की चमकदार रिंग से घिरा हुआ है। इस तरह के विषम प्रकाश वितरण छवि के आउट-ऑफ-फोकस क्षेत्र में दिखाई दे सकते हैं।

चावल। 2 फोकस बिंदु के आगे और पीछे धुंधलेपन में परिवर्तन

चित्र में उदाहरण. 2 फ्रेम के केंद्र में एक बिंदु दिखाता है, जिसे मैक्रो बेलो लेंस पर लगे 85/1.4 लेंस के साथ 1:1 मैक्रो मोड में शूट किया गया है। जब सेंसर सर्वोत्तम फोकस (मध्य बिंदु) से 5 मिमी पीछे होता है, तो ब्लर डायल एक उज्ज्वल रिंग प्रभाव दिखाता है ( बायां स्थान), समान धुंधली डिस्क मेनिस्कस मिरर लेंस से प्राप्त की जाती हैं।

और जब सेंसर सर्वोत्तम फोकस से 5 मिमी आगे (यानी लेंस के करीब) होता है, तो धुंधले प्रभामंडल से घिरे एक उज्ज्वल केंद्र की ओर धुंधलापन की प्रकृति बदल जाती है। जैसा कि आप देख सकते हैं, लेंस ने गोलाकार विपथन को ठीक कर दिया है, क्योंकि यह चित्र में उदाहरण के विपरीत व्यवहार करता है। 1.

निम्नलिखित उदाहरण फोकस से बाहर छवियों पर दो विपथन के प्रभाव को दर्शाता है।

चित्र में. 3 एक क्रॉस दिखाता है, जिसका फोटो उसी 85/1.4 लेंस का उपयोग करके फ्रेम के केंद्र में लिया गया था। मैक्रोफ़र को लगभग 85 मिमी तक बढ़ाया गया है, जो लगभग 1:1 की वृद्धि देता है। कैमरा (मैट्रिक्स) को अधिकतम फोकस से दोनों दिशाओं में 1 मिमी की वृद्धि में स्थानांतरित किया गया था। एक क्रॉस एक बिंदु की तुलना में अधिक जटिल छवि है, और रंग संकेतक इसके धुंधला होने का दृश्य चित्रण प्रदान करते हैं।

चावल। 3 चित्रों में संख्याएँ लेंस से मैट्रिक्स तक की दूरी में परिवर्तन दर्शाती हैं, ये मिलीमीटर हैं। कैमरा सर्वोत्तम फोकस स्थिति से 1 मिमी की वृद्धि में -4 से +4 मिमी तक चलता है (0)

गोलाकार विपथन नकारात्मक दूरियों पर धुंधलेपन की कठोर प्रकृति और सकारात्मक दूरियों पर नरम धब्बों में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार है। इसके अलावा दिलचस्प रंग प्रभाव भी हैं जो अनुदैर्ध्य रंगीन विपथन (अक्षीय रंग) से उत्पन्न होते हैं। यदि लेंस को खराब तरीके से इकट्ठा किया गया है, तो गोलाकार विपथन और अक्षीय रंग ही एकमात्र विपथन हैं जो छवि के केंद्र में दिखाई देते हैं।

अक्सर, गोलाकार विपथन की शक्ति और कभी-कभी प्रकृति प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती है। इस मामले में, गोलाकार विपथन और अक्षीय रंग का संयुक्त प्रभाव कहा जाता है। इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि चित्र में दिखाई गई घटना। 3 से पता चलता है कि इस लेंस का उपयोग मैक्रो लेंस के रूप में करने का इरादा नहीं है। अधिकांश लेंस निकट क्षेत्र फोकसिंग और अनंत फोकसिंग के लिए अनुकूलित हैं, लेकिन 1:1 मैक्रो के लिए नहीं। ऐसे दृष्टिकोण पर, नियमित लेंस मैक्रो लेंस की तुलना में खराब व्यवहार करेंगे, जिनका उपयोग विशेष रूप से निकट दूरी पर किया जाता है।

हालाँकि, भले ही लेंस का उपयोग मानक अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, स्फेरोक्रोमैटिज्म सामान्य शूटिंग के दौरान आउट-ऑफ-फोकस क्षेत्र में दिखाई दे सकता है और गुणवत्ता को प्रभावित कर सकता है।

निष्कर्ष
बेशक, चित्र में चित्रण। 1 अतिशयोक्ति है. वास्तव में, फोटोग्राफिक लेंस में अवशिष्ट गोलाकार विपथन की मात्रा कम होती है। विरोधी गोलाकार विपथन के योग की भरपाई के लिए लेंस तत्वों के संयोजन, उच्च गुणवत्ता वाले ग्लास के उपयोग, सावधानीपूर्वक डिजाइन किए गए लेंस ज्यामिति और गोलाकार तत्वों के उपयोग से यह प्रभाव काफी कम हो जाता है। इसके अलावा, कार्य दूरी की एक निश्चित सीमा पर गोलाकार विपथन को कम करने के लिए फ्लोटिंग तत्वों का उपयोग किया जा सकता है।

कम सुधारे गए गोलाकार विपथन वाले लेंस के मामले में प्रभावी तरीकाछवि गुणवत्ता में सुधार के लिए एपर्चर बंद करें। चित्र में असंशोधित तत्व के लिए। 1 ब्लर डिस्क का व्यास एपर्चर व्यास के घन के अनुपात में घटता है।

जटिल लेंस डिज़ाइनों में अवशिष्ट गोलाकार विपथन के लिए यह निर्भरता भिन्न हो सकती है, लेकिन, एक नियम के रूप में, एपर्चर को एक स्टॉप से बंद करने से छवि में पहले से ही ध्यान देने योग्य सुधार होता है।

वैकल्पिक रूप से, गोलाकार विपथन से लड़ने के बजाय, एक फोटोग्राफर जानबूझकर इसका फायदा उठा सकता है। ज़ीस सॉफ्टनिंग फ़िल्टर, अपनी सपाट सतह के बावजूद, छवि में गोलाकार विपथन जोड़ते हैं। वे सौम्य प्रभाव और प्रभावशाली छवि प्राप्त करने के लिए पोर्ट्रेट फोटोग्राफरों के बीच लोकप्रिय हैं।