Aberration chromatique
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| Aberration optique |
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 Distorsion |
En optique , l'aberration chromatique est provoquée par un ayant une lentille différente indice de réfraction différent de longueurs d'onde de la lumière (la dispersion de la lentille).
Longitudinale et latérale chromatique l'aberration d'une lentille est considérée comme «franges» de couleur autour de l'image, parce que chaque couleur dans le spectre optique ne peut pas être concentré sur un seul point commun sur l'axe optique.
Depuis la focale f d'une lentille dépend de l'indice de réfraction n, différentes longueurs d'onde de la lumière seront axées sur des positions différentes. L'aberration chromatique peut être à la fois longitudinal, en ce que différentes longueurs d'onde sont concentrées à une distance différente de l'objectif; et transversale ou latérale, en ce que des longueurs d'onde différentes sont focalisés à différentes positions dans le plan focal (parce que le grossissement de la lentille varie aussi avec la longueur d'onde).
Minimiser l'aberration chromatique
Dans les premières utilisations de lentilles, l'aberration chromatique a été réduite en augmentant la distance focale de la lentille lorsque cela est possible. Par exemple, il pourrait en résulter extrêmement longue télescopes utilisés par ces astronomes que Christiaan Huygens.
Il existe un point appelé cercle de moindre confusion, où l'aberration chromatique peut être réduite au minimum. Il peut encore être réduit au minimum en utilisant un Lentille achromatique ou achromatique, dans lequel la dispersion des matériaux ayant différentes sont assemblées entre elles pour former une lentille composée. Le type le plus commun est un achromatique doublet, avec des éléments en couronne et verre de silex. Cela réduit la quantité de l'aberration chromatique sur une certaine plage de longueurs d'onde, même si elle ne produit pas de correction parfaite. En associant plus de deux verres de compositions différentes, le degré de correction peut être encore augmentée, comme on le voit dans une lentille ou apochromat apochromatique.
De nombreux types de verre ont été développés pour réduire l'aberration chromatique, en particulier, des verres contenant fluorite. Ces verres ont hybridées un niveau de dispersion optique très faible; seulement deux lentilles compilées en ces substances peuvent produire un haut niveau de correction.
L'utilisation d'achromats est une étape importante dans le développement de la microscopie optique .
Une alternative à doublets achromatiques est l'utilisation d'éléments optiques diffractifs. Les éléments optiques à diffraction ont des caractéristiques de dispersion complémentaires à celle des verres et des matières plastiques optiques. Dans la partie visible du spectre, diffractives ont un Nombre d'Abbe de -3,5. Les éléments optiques diffractifs peuvent être fabriqués en utilisant des techniques de tournage diamant.
Mathématiques de l'aberration chromatique minimisation
Pour un doublet composé de deux lentilles minces en contact, le Nombre d'Abbe des matériaux de lentille est utilisée pour calculer la distance focale des lentilles correct pour assurer la correction de l'aberration chromatique. Si les longueurs focales des deux lentilles pour la lumière au jaune Fraunhofer ligne D (589,2 nm) sont F 1 et F 2, puis se produit la meilleure correction de la condition:
où V 1 et V 2 sont les nombres d'Abbe des matières des première et seconde lentilles, respectivement. Depuis nombres d'Abbe sont positifs, l'un des focales doit être négative, soit une lentille divergente, pour la condition à remplir.
La distance focale globale du doublet f est donnée par la formule standard pour lentilles minces en contact:
et la condition ci-dessus assure que ce sera la longueur focale du doublet pour la lumière sur les lignes bleues et rouges Fraunhofer F et C (486,1 nm et 656,3 nm respectivement). La longueur focale de la lumière à d'autres longueurs d'onde visibles sera similaire mais pas exactement égale à cette.
traitement de l'image pour réduire l'aberration chromatique
Post-traitement pour éliminer l'aberration chromatique implique généralement l'échelle le canal de couleur à franges, ou en soustrayant certains d'une version réduite de la voie bordée.
Étant donné que pour certains objectifs, le degré d'aberration chromatique peut avoir une relation très complexe à la géométrie rectangulaire de l'image projetée reçue par le plan focal de la caméra, les opérations géométriques pour inverser l'aberration peuvent être très complexes, et les logiciels peuvent ne pas avoir la complexité et des données suffisantes pour être en mesure de corriger correctement une image, même lorsque les sujets atteints sont approximativement dans le même plan focal.
Photographie
Le terme " franges pourpres »est couramment utilisé dans la photographie , mais pas tous franges pourpres peut être attribuée à l'aberration chromatique. franges de couleur similaire autour de points forts peut aussi être causée par reflet. Colored franges autour de faits saillants ou de régions sombres peut être due aux récepteurs pour différentes couleurs ayant différentes plage dynamique ou sensibilité - en préservant donc préciser, dans un ou deux canaux de couleur, tandis que "souffler" ou, à défaut de se inscrire, dans l'autre ou les canaux. Sur les appareils photo numériques, la technique d'interpolation est susceptible d'influer sur le degré apparent de ce problème. Une autre cause de cette frange est le aberration chromatique dans le très petit microlentilles utilisées pour recueillir plus de lumière pour chaque pixel de la CCD; puisque ces lentilles sont réglés pour se concentrer correctement feu vert, en se concentrant incorrect des résultats rouges et bleus dans les franges pourpres autour de points forts. Ce est un problème uniforme en travers du cadre, et est plus un problème dans CCD avec une très petite pas de pixel tels que ceux utilisés dans les non-appareils photo reflex numériques; à la suite, haut de gamme des appareils photos compacts (par exemple, le Panasonic série Lumix) disposent parfois une étape de traitement spécialement conçu pour l'enlever.
Sur les photos prises avec un appareil photo numérique, de très petits points saillants peuvent apparaître fréquemment d'avoir aberration chromatique où, en fait, l'effet est parce que l'image de surbrillance est trop petite pour stimuler tous les trois pixels de couleur, et ainsi est enregistré avec une couleur incorrecte. Ceci peut se produit pas avec tous les types de capteur de la caméra numérique. Là encore, des techniques d'interpolation peuvent affecter le degré apparent du problème.
La photographie en noir et blanc
L'aberration chromatique affecte également la photographie en noir et blanc. Même se il n'y a pas de couleurs dans la photo, l'aberration chromatique se rendre l'image floue. Elle peut être réduite en utilisant un filtre de couleur à bande étroite, ou par conversion d'un seul canal de couleur en noir et blanc. Cette volonté, toutefois exiger une exposition plus longue. (Bien sûr, cela ne est vrai avec panchromatique film noir et blanc, puisque orthochromatique est déjà sensible qu'à une gamme limitée.)
