Az optikák tulajdonságai Segédanyag „A képtechnika alapjai” című fakultatív tárgyhoz Belső használatra! BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök Tanszéke Székely Vladimír 2004 február

A leképezés törvényei “vékony” lencsére FŐSÍK: az a sík, ahol a párhuzamosan érkező és a fókuszponton áthaladó sugarak hosszabbítása metszi egymást FŐPONT: a fősík és a tengely döféspontja FÓKUSZTÁVOLSÁG: a főpont és a fő- sík távolsága

A fókusztávolság mérése 1. Megkeressük egy igen távoli, tengelyen lévő pont képét. Ez a fókuszpont. 2. Egy közeli tárggyal addig állítjuk a tárgy- és képtávolságot, amíg a tárgy és a kép mérete azonos lesz. 3. A fókusztávolság az új képsík és a fókuszpont távolsága. Ezzel a fősíkot is meghatároztuk.

A látószög A kép minősége a képsík egy köralakú területén megfelelő. Normál: 40-60o, teleoptika 35o alatt, nagylátószög 60o felett Például: 2436 mm nega, d=43,3 mm, f=50 mm, =46,8o

Fényrekesz (blende), fényerősség A képsíkra eső fény intenzitását a FÉNYREKESSZEL szabályozzuk. Legyen s a rekesz átmérője. Ezzel a REKESZ-SZÁM A képsíkra eső fénymennyiség F-fel fordított négyzetes arányban van. Az optikák fényrekeszét F-ben kalibrálják: 2 2,8 4 5.6 8 11 16 22 32

A mélységélesség SZÓRÓDÁSI KÖR megengedett átmérője pl. a képátló 1/2000 része

Két példa a mélységélességre Teleoptika, film méret 2436 mm, f=200 mm, F=2,8, t0=10 m Eredmények:  =12,3o, t1=10,15 m, t2=9,85 m Web kamera, érzékelő 610 mm, f=10 mm, F=5,6, t0=3 m, gyárilag beállítva. Eredmények: =60o, t1, t2=1,52 m

Optikák minősítése és hibái A lencséket mindig gömbhéj felületek határolják (gyártási okok). Emiatt képalkotásuk nem tökéletes. Hibájuk pontosan számítható, több tagból álló lencserendszerrel csökkenthető.

A nyíláshiba (gömbi eltérés) Eltérő a fókusztávolság a tengelyközeli és a tengelytől távolabbi sugarakra - még ha azok a tengellyel párhuzamosak is. A hiba csökken a leblendézéssel. Több tagból álló lencsével javítható.

Asztigmatizmus Két, egymásra merőleges síkban a lencse fókusz-távolsága nem azonos. A tengellyel szöget bezáró sugaraknál áll elő. Kompenzálás: több-tagú lencse: ANASZTIGMÁT optika

Kromatikus hiba A különböző frekvenciájú fénysugarakra különböző a lencse törésmutatója. Emiatt a fókusztávolság függ a fény hullám-hosszától. Korrekció: kétfajta üveg (koronaüveg, flintüveg) A javított optika: AKROMÁT, ha vörösre is: APOKROMÁT

Egyéb hibajelenségek Torzítás Tükrözés, fényfoltok Hordótorzítás Párnatorzítás Tükrözés, fényfoltok T-réteg (/4)

A tükrözés eredménye

A fősík a lencserendszer előtt van! Összetett lencsék Tessar anasztigmát Zeiss Dr. Paul Rudolph 1902 F 6,3 P.R. & others 1917 F 2,8 A teleobjektív A fősík a lencserendszer előtt van!