Почему точка фокусировки инфракрасного света отличается от точки фокусировки видимого света?

Question

При чтении об инфракрасной фотографии часто упоминается, что точка фокусировки инфракрасного излучения немного отличается от видимого света. Почему точка фокусировки точки инфракрасного света отличается от точки фокусировки видимого света?

Answer 1

По той же причине, что хроматическая аберрация возникает вообще: разные длины волн света будут изгибаться под немного разными углами при прохождении через одну и ту же преломляющую среду, такую ​​как элемент линзы. Хроматическая аберрация в большинстве хорошо сконструированных фотографических объективов будет менее серьезной, поскольку объектив разработан для коррекции его на различных длинах волн видимого света, а также потому, что разница в длинах волн между одним концом видимого спектра и другим не так значительна разница в длинах волн в центре инфракрасного спектра и спектра видимого света. Существуют специальные линзы, разработанные специально для более длинных волн инфракрасного света (также линзы для более коротких длин волн ультрафиолетового света), но они предназначены в основном для других применений, отличных от типа фотографии, описанной в рамках данного сайта. Они также непомерно дороги для большинства фотографов, как любителей, так и профессионалов.

Инфракрасный свет требует другой настройки фокуса в объективе, поскольку длины волн инфракрасного света достаточно сильно различаются, и преломляющие свойства линзы будут изгибать его под разными углами, чем при изгибе на разных длинах волн видимого света.

Answer 2

Идеальная линза должна приводить к тому, что световые лучи каждого цвета фокусируются на одинаковом расстоянии от линзы. Это было бы фокусным расстоянием объектива, когда объектив формирует изображение на бесконечности (∞ настолько, насколько может видеть глаз. Когда мы изображаем объекты, которые находятся ближе, чем бесконечность, они фокусируются дальше от объектива. Вот почему мы должны заставить объектив камеры двигаться вперед, в сторону от пленки или цифрового датчика при фокусировке на близлежащие объекты. Это связано с тем, что объективы имеют ограниченную способность преломлять свет (вызывать изгиб внутрь). Другими словами, объекты ближе бесконечности требуется большее расстояние для фокусировки. Мы снимаем задний фокус (расстояние от объектива до сфокусированного проецируемого изображения).

Тот факт, что объектив обладает ограниченной способностью преломлять свет, еще сложнее, когда речь идет о цветах. На самом деле, каждый цвет фокусируется на разном расстоянии от объектива. Синие изображения ближе к объективу, чем красные, а зеленые, желтые, оранжевые и т. Д. Занимают промежуточные позиции. Теперь, чем дальше от объектива цветовой фокус, тем больше будет цветное изображение. Мы берем хроматическую аберрацию. Поскольку красное изображение немного больше, а синее - наименьшее, мы видим цвет, окутывающий объекты. Другими словами, мы не можем сфокусировать нашу камеру на всех цветах одновременно.

Теперь выпуклая линза имеет противоположную хроматическую аберрацию, чем вогнутая линза. Этот факт позволяет производителям объективов сконструировать объектив камеры, используя комбинацию положительных и отрицательных элементов объектива. Также различные твердости стекла (плотности) используются для формирования массива линз в корпусе линзы. Лукавое использование различных форм стекла и линз смягчает, но никогда не устраняет хроматическую аберрацию. Инфракрасный фокус фокусируется дальше от объектива, чем другие цвета, а ультрафиолетовый фокус гораздо ближе к объективу, чем цвета. Возможны специальные линзы, оптимизированные для УФ и ИК, но они зарезервированы для научных применений. Большинство объективов камер хорошо откорректированы для большинства аберраций, их семь, и вы можете посмотреть их. 1. Сферический, 2, Кома, 3. Астигматизм, 4. Кривизна поля, 5. Искажение, 6. Продольный хроматический 7. Поперечный хроматический.

Опять все аберрации могут быть смягчены, но ни одна не может быть устранена.