Кривизна поля Пецваля

v t Оптическая аберрация
Расфокусировка. Наклон. Сферическая аберрация. Астигматизм. Кома. Искажение. Кривизна поля Пецваля. Хроматическая аберрация

Кривизна поля: «плоскость» изображения (дуга) отклоняется от плоской поверхности (вертикальная линия).

Кривизна поля Пецваля, названный в честь Джозефа Петцвала, описывает оптическую аберрацию, при которой плоский объект, перпендикулярный оптической оси (или неплоский объект за пределами гиперфокального расстояния ) невозможно правильно сфокусировать на плоской плоскости изображения.

Не следует путать с коррекцией плоского поля, которая относится к однородности яркости.

• 1 Анализ
• 2 Уменьшение аберрации кривизны поля
• 3 См. Также
• 4 Ссылки

Матрица датчиков изображения космической обсерватории Кеплер изогнут, чтобы компенсировать кривизну телескопа по методу Петцваля.

Рассмотрим "идеальную" одноэлементную систему линз, для которой все плоские волновые фронты сфокусированы в точку на расстоянии f от линзы. При размещении этого объектива на расстоянии f от плоского датчика изображения точки изображения вблизи оптической оси будут в идеальном фокусе, но лучи, отклоненные от оси, будут фокусироваться перед датчиком изображения, уменьшаясь на косинус угла, который они составляют с оптическим датчиком изображения. ось. Это меньшая проблема, когда поверхность изображения имеет сферическую форму, как в человеческом глазу.

. Большинство современных фотографических линз сконструированы так, чтобы минимизировать кривизну поля, и поэтому эффективно имеют увеличивающееся фокусное расстояние. с углом луча. Линзы с короткими фокусными расстояниями (сверхширокие, широкие и нормальные) менее 50 мм обычно больше страдают от кривизны поля. Телеобъективы обычно имеют очень небольшую кривизну видимого поля или вообще не имеют ее. Линза Пецваля - это одна конструкция, которая имеет значительную кривизну поля; изображения, снятые с помощью объектива, очень резкие в центре, но при больших углах изображение оказывается не в фокусе. Пленочные камеры могут иметь возможность изгибать свои плоскости изображения для компенсации, особенно когда объектив фиксирован и известен. Это также включает пластинчатую пленку , которая все еще может быть слегка изогнута. Цифровые датчики сложно гнуть, хотя экспериментальные изделия уже производились. К 2016 году единственными потребительскими камерами с изогнутыми сенсорами были «селфи» Sony Cybershot KW-1 и KW-11. Большая мозаика датчиков (в любом случае необходима из-за ограниченного размера чипа) может быть сформирована для имитации изгиба в больших масштабах.

Кривизна поля Пецваля равна сумме Пецваля по оптической системе,

$\sum \; ini\; +\; 1\; -\; nirini\; +\; 1\; ni,\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; sum\; \_\; \{i\}\; \{\backslash \; frac\; \{n\_\; \{i\; +\; 1\}\; -n\_\; \{i\}\}\; \{r\_\; \{i\}\; n\_\; \{i\; +\; 1\}\; n\_\; \{i\}\}\},\}$

где $ri\; \{\backslash \; displaystyle\; r\_\; \{i\}\}$- радиус поверхности i th, а n s - показатели преломления на первой и второй сторонах поверхности. Кривизна сферического зеркала по Пецваля в два раза больше его кривизны, а радиус Пецваля зеркала равен его фокусному расстоянию.

Одним из способов уменьшения этой аберрации является установка диафрагмы (диафрагмы) для удаления краевых световых лучей. Однако этот метод значительно снижает светосилу линзы.

• Линза выравнивания поля