АБЕРРАЦИЯ — это… Что такое АБЕРРАЦИЯ?

• АБЕРРАЦИЯ, в астрономии — кажущееся незначительное смещение местоположения звезды, вызванное влиянием движения Земли по орбите и конечностью скорости света. Для того, чтобы компенсировать этот эффект, телескоп необходимо установить под углом до 20. Аберрация света была открыта в 1729 г. и использовалась для доказательства того, что Земля вращается вокруг Солнца.

(А) Шар падает вертикально, и для того, чтобы аккуратно поймать его, движущуюся трубку приходится наклонять. Это явление и называют аберрацией Аналогично, свет, идущий от звезды (S1) подвергается аберрации таким образом,что телескоп (Т), находящийся на движущейся Земле,необходимо наклонять, подобно упомянутой трубке (С). Поскольку Земля движется по кругу, свет, падающий от звезды (S2), расположенной в плоскости (е)подвергается аберрации под максимальным углом 20 дуги (1), если движение перпендикулярно направлению света, а если движение параллельно — спустя 3 месяца — то угол сокращается до 0 (2).

Точка (3) соответствует минимальному значению -20, а в точке (4) снова наблюдает О Таким образом, получается,что звезда как бы колеблется в небе на протяжении года

• АБЕРРАЦИЯ, в физике — дефект изображения, полученного при помощи линзы или зеркала. Сферическая аберрация имеет место, когда лучи, падающие на периферию линзы или изогнутого зеркала, не попадают в ту же точку фокуса, что и лучи, находящиеся по центру. В результате изображение лишается четкости. Хроматическая аберрация происходит в связи с тем, что лучи разных цветов, имеющие различную длину волны, не сходятся в один фокус; в таком случае искажается цвет изображения.

Влияние хроматической аберрации сказывается в том, чю по краю линзы возникают цветные обводы, и часть изображения может быть нечеткой (А). Это происходит, в случае с одной выпуклой линзой (1), потому что она действует как призма и преломляет лучи синего цвета сильнее, чем красного (В). Сочетая выпуклую линзу с более слабой вогнутой (2), выполненной из другого стекла, можно устранить этот эффект, и тогда лучи синего и красного цвета сойдутся в одном фокусе; будет получено более отчетливое и ясное изображение (С).

Научно-технический энциклопедический словарь.

Оптические аберрации (искажения) зрительной системы человека

Как и любой «неидеальной» оптической системе, человеческому глазу свойственны оптические дефекты — аберрации, которые снижают качество зрения, искажая изображение на сетчатке. Аберрация — это любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой при его прохождении через всю оптическую систему глаза.

В технической оптике качество оптической системы определяется аберрациями плоского или сферического фронта световой волны при прохождении через эту систему. Так, глаз без аберраций имеет плоский волновой фронт и дает наиболее полноценное изображение на сетчатке точечного источника (так называемый «диск Эйри», размер которого зависит только от диаметра зрачка). Но в норме, даже при остроте зрения 100%, оптические дефекты преломляющих свет поверхностей глаза искажают ход лучей и формируют неправильный волновой фронт, в результате чего изображение на сетчатке получается более крупным и асимметричным.

Порядки полиномов Зернике

Количественной характеристикой оптического качества изображения является среднеквадратичное значение ошибок отклонения реального волнового фронта от идеального. Немецкий математик Зернике (Zernike) ввел математический формализм, использующий серии полиномов для описания аберраций волнового фронта. Полиномы первого и второго, т. е. низших порядков, описывают привычные для офтальмологов оптические аберрации — близорукости, дальнозоркости и астигматизма. Менее известны полиномы высших порядков: третий соответствует коме — это сферическая аберрация косых пучков света, падающих под углом к оптической оси глаза. В ее основе лежит асимметрия оптических элементов глаза, в результате которой центр роговицы не совпадает с центром хрусталика. К аберрациям четвертого порядка относится сферическая аберрация, которая в основном обусловлена неравномерностью преломляемой силы хрусталика в различных его точках. Более высокие порядки известны как нерегулярные аберрации.

Как измеряется волновой фронт

Оптическая система считается хорошей, если коэффициенты Зернике близки к нулю и, следовательно, среднеквадратичное значение ошибок волнового фронта меньше 1/14 длины световой волны (критерий Марешаля). Исходя из данных этого коэффициента можно прогнозировать остроту зрения, моделируя изображение любых оптотипов на сетчатке. Для определения аберраметрии зрительной системы человека используется специальный прибор — аберрометр. В клиниках «Эксимер» использует аберрометр Wave Scan компании «VISX Inc» (США).

Методы определения аберрации глаза

В настоящее время известно несколько методов определения аберраций глаза, основанных на разных принципах.

Первый из них — это анализ ретинального изображения мишени (retinal imaging aberrometry). На сетчатку проецируются два параллельных лазерных луча с длиной волны 650 нм и диаметром 0,3 мм, один из которых падает строго по зрительной оси и является опорным, а другой расположен на заданном расстоянии от него. Далее регистрируется степень отклонения второго луча от точки фиксации опорного луча, и таким образом последовательно анализируется каждая точка в пределах зрачка.

Второй принцип — анализ вышедшего из глаза отраженного луча (outgoing refraction aberrometry). Широко применялся в астрономии для компенсации аберраций в телескопах при прохождении через атмосферу и космическое пространство. С помощью диодного лазера с длиной волны 850 нм в глаз направляется коллимированный пучок излучения, который, пройдя через все среды глаза, отражается от сетчатки с учетом аберраций и на выходе попадает на матрицу, состоящую из 1089 микролинз. Каждая микролинза собирает неискаженные лучи в своей фокальной точке, а подверженные аберрации лучи фокусируются на некотором расстоянии от нее. Полученная информация обрабатывается компьютером и представляется в виде карты аберраций. На этом принципе построена работа Wave Scan.

Третий принцип основан на компенсаторной юстировке падающего на фовеолу светового пучка. В настоящее время этот способ применяется в качестве субъективного аберрометра, требующего активного участия пациента. В ходе исследования через вращающийся диск с отверстиями 1 мм, расположенный на одной оптической оси со зрачком, в глаз направляется пучок света. При вращении диска узкие параллельные пучки света проходят через каждую точку зрачка и при отсутствии аберраций проецируются на фовеолу, куда направлен другой луч с контрольной меткой в виде крестика. Если у пациента имеется близорукость, дальнозоркость, астигматизм или другие аберрации более высоких порядков, то он заметит несовпадение этих точек с крестиком и с помощью специального устройства должен будет их сопоставить. Угол, на который он смещает точку, отражает степень аберраций.

Разнообразие офтальмологических приборов, созданных с учетом новейших технологий и основанных на различных принципах действия, делает реальным не только качественную, но и количественную оценку аберрации низших и высших порядков, а также влияющих на них факторов.

Основные причины появления аберраций в оптической системе глаза

• Формы и прозрачность роговицы и хрусталика; состояние сетчатки; прозрачность внутриглазной жидкости и стекловидного тела.
• Увеличение диаметра зрачка. Если при диаметре зрачка равном 5,0 мм превалируют аберрации 3—го порядка, то при его увеличении до 8,0 мм возрастает доля аберраций 4 —го порядка. Рассчитано, что критический размер зрачка, при котором аберрации высших порядков оказывают наименьшее влияние, составляет 3,22 мм.
• Аккомодация. Отмечено, что с возрастом аберрации увеличиваются, и в период от 30 до 60 лет аберрации высшего порядка удваиваются. Возможно, это связано с тем, что со временем эластичность и прозрачность хрусталика уменьшается, и он перестает компенсировать роговичные аберрации. Аналогично происходит и при спазме аккомодации.
• Спазм аккомодации встречается достаточно часто у людей разного возраста. В офтальмологии под спазмом аккомодации понимается излишне стойкое напряжение аккомодации, обусловленное таким сокращением ресничной мышцы, которое не исчезает под влиянием условий, когда аккомодация не требуется. Проще говоря, спазм аккомодации — это длительное статичное перенапряжение, глазной мышцы, например, из-за длительной работы за компьютером и возникновение вследствие этого компьютерного синдрома. Спазмы аккомодации могут развиваться при всех рефракциях (включая астигматизм). Спазм аккомодации вызывает ложную близорукость или усиливает близорукость истинную.
• Состояние слезной пленки. Была обнаружено, что при разрушении слезной пленки аберрации высших порядков увеличиваются в 1,44 раза. Одна из разновидностей нарушения слезной пленки — синдром сухого глаза.
  Синдром сухого глаза возникает в связи с пересыханием поверхности роговицы от редкого моргания и непрерывного смотрения на объект работы. Исследования показали, что при работе на компьютере, а также при чтении человек моргает в три раза реже, чем обычно. В результате чего слезная пленка высыхает и не успевает восстанавливаться. Причинами возникновения синдрома сухого глаза могут быть: большие нагрузки на глаза при чтении и работе за компьютером, сухой воздух в помещениях, неправильное питание с недостаточным количеством витаминов, большая загрязненность воздуха, прием некоторых медикаментов.
• Ношение контактных линз. Выявлено, что мягкие контактные линзы могут вызывать волновые монохроматические аберрации высокого порядка, тогда как жесткие контактные линзы значительно уменьшают аберрации 2-го порядка. Однако асферичность поверхности жестких контактных линз может быть причиной сферических аберраций. Асферические контактные линзы могут вызывать большую нестабильность остроты зрения, чем сферические контактные линзы. Мультифокальные контактные линзы могут индуцировать аберрации по типу комы и 5—го порядка.

В настоящее время разработана методика проведения индивидуализированной коррекции зрения (Super Lasik, Custom Vue) на основе аберрометрии, которая позволяет, максимальным образом компенсируя все возможные искажения в зрительной системе, добиваться отличных результатов в практически любых сложных случаях.

аберрация — это… Что такое аберрация?

АБЕРРАЦИЯ — (лат. aberratio, от ab от и errare блуждать, уклоняться). 1) Отклонение лучей от фокуса собирательного стекла. 2) Астрономическое явление, при котором небесные светила кажутся нам не в той части неба, где они действительно находятся, а несколько… …   Словарь иностранных слов русского языка

аберрация — и, м. aberration f, <лат. aberratio. 1624. Рей 1998. 1. астр. физ. Кажущееся движение звезд. Макаров 1910. Разсыпчивость и розсыпь ломаных лучей света. Даль. 2. опт. Отклонение световых лучей от фокуса линзы. Уш. Видимое изменение места… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

АБЕРРАЦИЯ — (лат. aberratio уклонение) 1) отклонение от нормы2)] Аберрация оптических систем, искажения изображения, вызванные неидеальностью оптической системы: изображение не вполне отчетливо, неточно соответствует объекту или окрашено. Различают… …   Большой Энциклопедический словарь

АБЕРРАЦИЯ — • АБЕРРАЦИЯ, в астрономии кажущееся незначительное смещение местоположения звезды, вызванное влиянием движения Земли по орбите и конечностью скорости света. Для того, чтобы компенсировать этот эффект, телескоп необходимо установить под углом до… …   Научно-технический энциклопедический словарь

аберрация — Искажение изображения объекта, возникающее вследствие непараксиальности и немонохроматичности электронных пучков, дифракции электронов и других причин. [ГОСТ 17791 82] аберрация Искаженное изображение объекта, возникающее вследствие… …   Справочник технического переводчика

аберрация — обман, хроматизм, обольщение, отклонение, ослепление, ошибка, самообольщение, заблуждение, самообман, астигматизм Словарь русских синонимов. аберрация см. заблуждение Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский …   Словарь синонимов

АБЕРРАЦИЯ — (от лат. aberrare заблудиться, отклониться), в биологии всякое небольшое отклонение от нормального строения в организме; понятие А. трудно отграничить от понятия «вариации», и нередко слово А. употреблялось как синоним небольшой… …   Большая медицинская энциклопедия

Аберрация — света состоит в том, что мы, наблюдая звезду, видимпоследнюю не в том месте, где она находится, вследствие движения земливокруг солнца и времени, необходимого для распространения света. Если быземля была недвижима, или если бы свет… …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

АБЕРРАЦИЯ — ж. лат. физич. рассыпчивость и россыпь ломаных лучей света; …   Современная энциклопедия

Аберрация — (от лат. aberratio уклонение) явление, происходящее в глазе. Заключается в том, что световые лучи света, после прохождения через хрусталик пересекаются не в одной точке и дают расплывчатое изображение. При сферической аберрации лучи света,… …   Психологический словарь

АБЕРРАЦИЯ — АБЕРРАЦИЯ, и, жен. (спец.). Отклонение от чего н., а также искажение чего н. А. световых лучей. А. оптических систем (искажение изображений). А. идей (перен.). | прил. аберрационный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова.… …   Толковый словарь Ожегова

ИНДУЦИРОВАННАЯ СФЕРИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ РОГОВИЦЫ И НАПРЯЖЕНИЕ АККОМОДАЦИИ У ДЕТЕЙ С МИОПИЧЕСКОЙ РЕФРАКЦИЕЙ | Махова

1. Левченко О.Г., Друкман А.Б. Связь анатомо-оптических и функциональных показателей глаз в процессе развития миопии. Вестник офтальмологии. 1982; 5: 36-9.

2. Тарутта Е. П., Арутюнян С. Г., Смирнова Т. С. Аберрации волнового фронта у детей с миопией и гиперметропией до и после циклоплегии. Российский офтальмологический журнал. 2017; 3: 78-83. doi: 10.21516/2072-0076-2017-10-3-78-83

3. Carkeet A., Velaedan S., Tan Y.K., Lee D.Y., Tan D.T. Higher order ocular aberrations after cycloplegic and non-cycloplegic pupil dilation. J. Refract. Surg. 2003; 19(3 May-Jun.): 316-22.

4. Катаргина Л.А., ред. Аккомодация. Руководство для врачей. Москва: Апрель; 2012.

5. Аветисов Э.С. Близорукость. Москва: Медицина; 1999: 286-8.

6. Hung G. K., Ciuffreda K. J. An incremental retinal-defocus theory of the development of myopia. Comments on Theoretical Biology. 2003. 8: 511-38. doi: 10.1080/08948550390213120

7. Нероев В.В., Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Ханджян А.Т., Ходжабекян Н.В. Аберрации волнового фронта и аккомодация при миопии и гиперметропии. Вестник офтальмологии. 2017; 2: 5-9. doi:10.17116/oftalma201713324-9

8. Charman W. N. Visual optics and instrumentation. Optics of human eye. 1991; 1: 1-26.

9. Chin S.S., Hampson E.A., Mallen E.A. Effect of correction of ocular aberration dynamics on the accommodation response to a sinusoidally moving stimulus. Opt. Lett. 2009; 21: 3274-6. doi:10.1364/ОЛ.34.003274.

10. Campbell F. W. The depth of field of the human eye. Optica Acta. 1957; 4: 157-64.

11. Жукова А.В., Егорова А.В. Компьютерная аккомодография. В кн.: Катаргина Л.А., ред. Аккомодация: Руководство для врачей. Москва: Апрель; 2012: 63-6.

12. Gambra E. J. Accommodative lag and fluctuations when optical aberrations are manipulated. 2009; 6: 1-15. doi:10.1167/9.6.4

13. Peter M. Aberration control and vision Training as an effective means of improving accommodation in individuals with myopia. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2009;11: 5120-9. doi:10.1167/iovs.08-2865

14. Theagarayan B. The effect of altering spherical aberration on the static accommodative response. Ophthal. Physiol. Opt. 2009; 1: 65-71. doi: 10.1111/j.1475-1313.2008.00610.x.

Объектив: аберрация, дисперсия и дисторсия

Что такое аберрация? Аберрация – это искажения фотографического изображения, образованные оптической системой. Аберрации могут быть геометрическими и хроматическими, это зависит от природы их происхождения.

Хроматические, или как их ещё называют, цветовые аберрации возникают из-за низкого качества фотографической оптики. Проще говоря, это одно из свойств объектива. Хроматическая аберрация в принципе присуща почти каждому из них. Естественно, чем ниже качество линз и вообще качество объектива, тем заметнее эти цветовые искажения на снимках. Почти на каждом снимке, который сделан недорогим фотоаппаратом, можно видеть яркую разноцветную кайму, которая обрамляет контрастные объекты. Это и есть проявление цветовой аберрации.

Хроматические или цветовые аберрации проявляются на границах контрастных элементов

Для того, чтобы свести хроматическую аберрацию к минимуму, ученые создали специальные линзы, которые называли ахроматическими. Эти линзы состоят из двух разных сортов стекла. Стекло сорта крон имеет низкий коэффициент преломления света, а стекло сорта флинт — высокий. Если правильно подобрать соотношение этих сортов, то от хроматической аберрации можно почти избавиться.

Не нужно забывать и о таком явлении, как дисперсия стекла – преломление световых лучей с различной длиной цветовой волны под разными углами.

Пожалуй, не меньше чем хроматическая аберрация, «достаёт» фотографов аберрация геометрическая. При этом явлении точки объекта, которые находятся за пределами оптической оси, отображаются на фотографии как линии или затемнения. Такое искажение называется астигматизм. При астигматизме объекты на снимке получаются изогнутыми, искривленными и даже чуть нерезкими. Надо заметить, что геометрическая аберрация, так же как и хроматическая, влияют на резкость изображения. Правда, при астигматизме это не так заметно.

Асиметрия в фотографии

Часто можно видеть, что контуры объектов на снимке получаются неестественно выпуклыми или вогнутыми. Это проявление дисторсии, одного из видов геометрической аберрации. Дисторсия бывает подушкообразной – если контуры объектов выпуклы, и бочкообразной, если контуры вогнуты. Кстати, дисторсию можно использовать в работе как один из творческих приемов.

Бочкообразная форма зданий

Дисторсия – это результат изменений линейного увеличения, которое обеспечивается оптикой, по всему полю изображения. Проще говоря, лучи света, которые проходят через центр линзы, сходятся вместе в одну точку дальше от линзы, чем лучи, проходящие через её края. Особенно ярко этот эффект заметен при съемке широкоугольными объективами. При съемке зумами проявление бочкообразной дисторсии более заметно при минимальном значении зума, а подушкообразной. При максимальном.

Для того чтобы снизить дисторсию, нужно применять асферическую оптику. В асферические оптические системы включают специальные линзы, которые имеют эллиптическую или параболическую поверхности. Благодаря этому геометрическая аберрация сводится практически к нулю. Изображение на снимке становится идеально похожим на объект съемки. Правда, стоит заметить, что эти линзы очень сложны в изготовлении и их наличие в объективе серьезно сказывается на его стоимости. Начинающих же мастеров фотографии, не имеющих таких объективов, можно утешить тем, что проявление дисторсии в той или иной степени можно скорректировать в графических редакторах.

Те геометрические аберрации, которые препятствуют созданию объективом плоского изображения, называют кривизной поля изображения. При таком виде аберрации в фокусе могут находиться или края изображения, или его центр. Для того чтобы скорректировать эту кривизну, в сборку объектива вносятся некоторые изменения. Но при этом необходимо соблюдать правило Пацвала, которое определяет качество элементов объектива. С помощью этого правила вычисляют так называемую сумму Пацвала. Если обратная величина произведения показателя преломления одного элемента и фокусного расстояния в сумме с общим числом количества элементов равна нулю, значит это элемент хороший. Стоит заметить, что способы исправления кривизны изображений по краям фотографии не были известны до середины 19 века. Но мастеров художественного фото это совершенно не смущало. Они изобрели множество способов скрыть эти искажения, например, с помощью вычурных виньеток. А портреты вставляли в овальные рамы.

Иногда на снимках возникает достаточно сложная аберрация, которую фотографы в обиходе называют комой. Речь идет о коматической аберрации. Это довольно сложная аберрация, которая влияет только лишь на световые лучи, которые проходят через объектив под углом. На фотографиях коматическая аберрация выглядит как размытость отдельных точек изображения, похожая по форме на комету. Если «хвост» кометы направлен к краю снимка – это позитивная кома, если к центру – это негативная кома. Чем ближе эта точка к краю снимка, тем это явление боле заметно. Те же световые лучи, но проходящие четко через центр объектива, коматической аберрации не подвергаются.

Многие виды геометрических аберраций можно свести к минимуму регулировкой диафрагмы. Уменьшая её отверстие, мы одновременно уменьшаем и количество лучей, которые попадают на края объектива. Однако пользоваться этим нужно с осторожностью, так как излишнее диафрагмирование может привести к росту дифракции.

Что же такое дифракция? Дифракцией называют оптический эффект, который ограничивает детальность снимка вне зависимости от установленного разрешения изображения. Причина дифракции в том, что световой поток при прохождении через диафрагму рассеивается. Чрезмерное диафрагмирование может привести к так называемому дифракционному пределу. При стремлении увеличить глубину резко изображаемого пространства, многие фотографы закрывают диафрагму до такой степени, что достигнутая при помощи этого резкость перекрывается сглаживающим действием дифракции. Это и есть дифракционный предел. И его величину нужно знать, иначе не избежать проблем с детализацией изображения. Для расчета дифракционного предела создан специальный калькулятор, который можно легко скачать на специализированных сайтах.

Дифракция

Ну и в завершении этой статьи стоит заметить, что идеального фотографического объектива без аберраций пока еще не создано. Даже оптика самых известных и уважаемых брэндов в той или иной мере подвержена их действию. Корректировка одного вида искажений неизбежно влечет за собой увеличение действия другого. Но – человеческая мысль не стоит на месте. Возможно, когда-нибудь идеальный объектив и будет создан. Но – пока его нет. Однако, чтобы стать настоящим фотохудожником, совсем не обязательно дожидаться появления такого объектива. Нужно просто хорошо изучить возможности имеющейся у вас оптики и умело ей пользоваться. И тогда успех вам гарантирован.

Copyright by TakeFoto.ru

Аберрации глаза [виды и методы коррекции заболевания] – ГКДБ

Аберрации глаза – что это такое?

Оптические аберрации – результат несовершенства зрительной системы человека, когда попадающее на сетчатку изображение предметов искажается из-за отклонения луча света от точки нормального пересечения с сетчатой оболочкой глаза.

В офтальмологической практике аберрации глаза встречаются не так уж редко и подлежат коррекции, поскольку любое искажение получаемого глазом изображения влечет за собой дискомфортные ощущения в повседневной жизни и чревато развитием иных, в том числе более серьезных  глазных заболеваний.

Самый распространенный пример аберрации – близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Однако есть и другие виды аберраций оптической системы, например:

• Сферическая аберрация глаза, возникающая из-за искривления поверхности роговицы или хрусталика
• Хроматическая аберрация глаза, проявляющаяся в появлении постороннего окрашивания у рассматриваемых предметов либо цветного контура, отсутствующего в реальности.

Для выявления аберраций оптической системы в современной офтальмологии используют совокупность объективных и субъективных диагностических методов под общим названием аберрометрия.

Виды и методы коррекции аберрации глаза

Аберрометрия позволяет выявить вид и степень оптических искажений, после чего Пациенту предлагаются варианты лазерной коррекции аберрации. В центре лазерной коррекции зрения доктора Беликовой можно пройти полное обследование на современном аберрометре за один визит к врачу в любое удобное вам время.

После диагностики врач определяет оптимальный для Пациента метод коррекции. Это может быть СУПЕР-ЛАСИК, ФЕМТО-ЛАСИК, Супер ФРК, ТКАНЕСОХРАННЫЙ ЛАСИК, СМАЙЛ.

Что такое аберрация? | [ПРО]ФОТО

Аберрация это искажение изображения, связаное с неидеальностью оптической схемы. Есть множество типов аберраций — дисторсия, дифракционная, хроматические, кома, ну и другие.

Аберрация (от латинского aberratio — отклонение) искажения, погрешности изображения, формируемого оптической системой. Вызваны несовершенством преломляющих и отражающих поверхностей реальных оптических систем, их неидеальностью. Проявляются в нечёткости изображения, его окрашенности, нарушении геометрического подобия между объектом и его изображением.

Существует пять монохроматических аберраций низшего (третьего) порядка, исследованных в середине XIX века году немецким математиком Д. Зейдлем (D. Seidel): сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна изображения и дисторсия. В реальных системах монохроматические аберрации по-отдельности практически не встречаются, обычно наблюдаются комбинации всех аберраций, кроме того, на общую картину налагаются аберрации высших порядков. При прохождении через систему белого светового пучка, состоящего из лучей различных длин волн, явление осложняется дисперсией лучей, т.е. зависимостью показателя преломления среды от длины проходящей волны.

Эти явления обуславливают появление двух типов хроматических аберраций: хроматической аберрации положения и хроматической аберрации увеличения. Помимо перечисленных, выделяют термооптические, барические и другие типы аберраций.

При разработке объективов некоторые типы аберраций устраняются еще на этапе проектирования и расчетов, остаточные явления убираются непосредственно в фоторедакторах при обработке RAW.

Наличие\отсутствие аберраций обуславливается конструкцией оптической схемы объектива, форм элементов и материалами, примененными при разработке, и изготовлении линз. Например, применением асферических элементов или элементов из низкодисперсионного стекла, устраняются или корректируются сферическая и хроматическая аберрация, астигматизм.

Вместо P.S.

Нас, как пользователей, волнует качество изображения, выдаваемое объективом, а производители все время работают над улучшением качества оптики. Одни только эксперименты Canon по вводу в производство низкодисперсионных элементов заняли 5 лет и огромные количества человеко-часов, исправив множество искажений практически разом, применив разработанный комплекс мер по увеличению точности обработки линз и добавлением новых элементов в конструкции.

Это не реклама компании Canon — просто, информация об этом у них есть в открытом доступе.

Курсы для фотографа:

Определение аберрации по Merriam-Webster

аб · эр · рация | \ A-bə-rā-shən \ 1а : факт или случай отклонения или отклонения, особенно от морального стандарта или нормального состояния отклонения характера

б : что-то или что-то, что считается нетипичным и поэтому может быть проигнорировано или сброшено со счетов. Харкинса считали отклонением от нормы среди американских военачальников… — Нил Шихан У.Южный истеблишмент рассматривал это массовое движение почти как отклонение, фактически игнорируя его. — Хелен Калдикотт Что касается желания Путина опустошить Чечню, западные лидеры в значительной степени отвергают его как отклонение… — Новая Республика

2 : неспособность зеркала, преломляющей поверхности или линзы обеспечить точное двухточечное соответствие между объектом и его изображением. хроматическая аберрация… телескоп страдает серьезной проблемой фокусировки, состоянием, известным как сферическая аберрация, из-за которого точечные изображения звезд окружены нечеткой дымкой.- М. Митчелл Уолдроп 4 : небольшое периодическое изменение видимого положения небесных тел из-за комбинированного эффекта движения света и движения наблюдателя.

Аберрация | оптика | Britannica

Aberration , в оптических системах, таких как линзы и изогнутые зеркала, отклонение световых лучей через линзы, вызывающее размытие изображений объектов.В идеальной системе каждая точка объекта будет фокусироваться на точке нулевого размера на изображении. Однако на практике каждая точка изображения занимает объем конечного размера и несимметричной формы, вызывая некоторое размытие всего изображения. В отличие от плоского зеркала, которое дает изображения без аберраций, линза создает несовершенное изображение, становясь идеальным только для лучей, проходящих через ее центр параллельно оптической оси (линия, проходящая через центр, перпендикулярная поверхностям линз). Уравнения, разработанные для отношений объект-изображение в линзе, имеющей сферическую поверхность, являются только приближенными и относятся только к параксиальным лучам — i.е., лучей, составляющих лишь небольшие углы с оптической осью. Когда присутствует свет только одной длины волны, необходимо учитывать пять аберраций, называемых сферической аберрацией, комой, астигматизмом, кривизной поля и искажением. Шестая аберрация, обнаруживаемая в линзах (но не в зеркалах), а именно хроматическая аберрация, возникает, когда свет не является монохроматическим (не одной длины волны).

Подробнее по этой теме

оптика: аберрации линз

Если линза была идеальной, а объект представлял собой единую точку монохроматического света, то, как отмечалось выше, световая волна, выходящая из…

При сферической аберрации не все лучи света из точки на оптической оси линзы, имеющей сферические поверхности, встречаются в одной и той же точке изображения. Лучи, проходящие через линзу близко к ее центру, фокусируются дальше, чем лучи, проходящие через круглую зону у ее края. Для каждого конуса лучей от осевой точки объекта, встречающейся с линзой, есть конус лучей, который сходится, чтобы сформировать точку изображения, причем длина конуса различается в зависимости от диаметра круглой зоны.Если плоскость, расположенная под прямым углом к ​​оптической оси, пересекает конус, лучи образуют круговое поперечное сечение. Площадь поперечного сечения изменяется в зависимости от расстояния вдоль оптической оси, наименьший размер известен как круг наименьшей путаницы. На этом расстоянии находится изображение, наиболее свободное от сферической аберрации.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Кома, названная так потому, что точечное изображение размыто в форму кометы, образуется, когда лучи от точки вне оси объекта отображаются различными зонами линзы.При сферической аберрации изображения осевой точки объекта, которые падают на плоскость под прямым углом к ​​оптической оси, имеют круглую форму, разного размера и накладываются друг на друга вокруг общего центра; в коме изображения внеосевой точки объекта имеют круглую форму, разного размера, но смещены друг относительно друга. На прилагаемой диаграмме показан преувеличенный случай двух изображений, одно из которых является результатом центрального конуса лучей, а другое — конуса, проходящего через обод. Обычный способ уменьшить кому — использовать диафрагму для удаления внешних конусов лучей.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Астигматизм, в отличие от сферической аберрации и комы, возникает в результате неспособности одной зоны линзы сфокусировать изображение внеосевой точки в одной точке. Как показано на трехмерной схеме, две плоскости, расположенные под прямым углом друг к другу, проходящие через оптическую ось, представляют собой меридиональную плоскость и сагиттальную плоскость, причем меридиональная плоскость является плоскостью, содержащей внеосевую объектную точку. Лучи не в меридиональной плоскости, называемые косыми лучами, фокусируются дальше от линзы, чем те, которые лежат в плоскости.В любом случае лучи встречаются не в точечном фокусе, а как линии, перпендикулярные друг другу. Между этими двумя положениями изображения имеют форму эллипса.

Британская энциклопедия, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Кривизна поля и искажение относятся к расположению точек изображения относительно друг друга. Несмотря на то, что первые три аберрации могут быть исправлены в конструкции объектива, эти две аберрации могут остаться.При кривизне поля изображение плоского объекта, перпендикулярного оптической оси, будет лежать на параболоидальной поверхности, называемой поверхностью Пецваля (в честь венгерского математика Йожефа Пецваля). Плоские поля изображения желательны в фотографии, чтобы соответствовать плоскости пленки и проекции, когда увеличивающая бумага или проекционный экран лежат на плоской поверхности. Искажение относится к деформации изображения. Существует два вида искажения, каждый из которых может присутствовать в объективе: бочкообразное искажение, при котором увеличение уменьшается с увеличением расстояния от оси, и искажение типа «подушечка-подушечка», при котором увеличение увеличивается с увеличением расстояния от оси.

Последняя аберрация, хроматическая аберрация, — это неспособность линзы фокусировать все цвета в одной плоскости. Поскольку показатель преломления как минимум находится в красном конце спектра, фокусное расстояние линзы в воздухе будет больше для красного и зеленого, чем для синего и фиолетового. На увеличение влияет хроматическая аберрация, которая различается вдоль оптической оси и перпендикулярно ей. Первая называется продольной хроматической аберрацией, а вторая — боковой хроматической аберрацией.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Aberration — The Physics Hypertextbook

Обсуждение

введение

«Ничто не идеально» — заявление без содержания. Это оправдание, которое используется снова и снова, чтобы объяснить, почему все идет не так, как задумано. Это объяснение, которое ничего не объясняет. В науке нет места для таких паллиативных общих заявлений. Наука — это не стремление к совершенству. Идея совершенства — глупая идея.

В оптике отклонение от совершенства называется аберрацией. Точнее, аберрация — это отклонение луча от поведения, предсказываемого упрощенными правилами геометрической оптики. Основное правило, упомянутое здесь, — это правило, согласно которому лучи света, параллельные главной оси линзы или изогнутого зеркала, встречаются в точке, называемой фокусом. Если ваш единственный вариант утверждения состоит в том, что оно истинно или ложно, то это утверждение определенно ложно, как и многие законы физики.Если вы можете мыслить дальше закона исключенного третьего (который сам по себе не является законом, это логическая ошибка), тогда вы сможете оценить реальный ответ с большим количеством нюансов.

От идеальной оптической системы формирования изображения есть два основных требования.

1. Между точками в пространстве объектов и точками в пространстве изображений существует взаимно однозначное соответствие, то есть точки отображаются в точки, а не в круги, эллипсы или капли. Подобные аберрации приводят к тому, что изображения описываются как размытые, нечеткие или мягкие, а детали краев сопровождаются свечением или ореолом.
2. Прямые линии в пространстве объекта соответствуют прямым линиям в пространстве изображения. Подобные аберрации приводят к искажению изображения.

Аберрации возникают по одной из двух основных причин.

1. Хроматические аберрации вызваны дисперсией (изменением показателя преломления среды с частотой). Для изображений с заметной хроматической аберрацией характерны детали по краям с заметными цветными ореолами.
2. Геометрические аберрации вызваны геометрией (формой линзы или зеркала).Иногда их называют монохроматическими аберрациями , потому что они возникают даже для изображений, сформированных светом одной частоты. Изображения с заметной геометрической аберрацией характеризуются плохой фокусировкой (изображение выглядит нечетким) или искажением (изображение превращает прямые линии в кривые).

хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация бывает двух типов: осевая и продольная.

Увеличить

Чтобы уменьшить хроматическую аберрацию, в более качественном оптическом устройстве будет использоваться специальный комбинированный объектив, называемый ахроматическим объективом или ахроматическим объективом для краткости.Самая простая такая система состоит из двух линз, сделанных из двух разных очков: собирающей линзы из стекла короны (того, что обычно используется для стаканов для питья и фляг для еды) и расходящейся линзы из бесцветного стекла (немного более причудливого вида стекла, используемого в люстры и хрустальные графины). Апохроматическая линза корректирует как хроматические, так и сферические аберрации.

Кажущийся трехмерный вид обложки этого альбома является оптической иллюзией, вызванной хроматической аберрацией глаза.

• Изменение фокусного расстояния с 390 нм до 760 нм составляет почти 0,7 мм, или более чем в два раза превышает толщину сетчатки. Монохроматическое освещение дает более высокую остроту зрения, чем белый свет. Наилучшие результаты дает желтый цвет (см. BluBlocker).
• Корректирующие линзы оптимизированы для желтого света, но ночью глаз оптимизирован для синего света. Это дает ошибку преломления около 1 D, что означает, что ночью нужно носить очки с дополнительной поправкой -1.0 Д.
• Красно-зеленый дуохромный тест основан на монокулярной конечной точке, в которой каждый глаз тестируется отдельно. Это субъективный тест, который требует ответа от пациента и используется для уточнения сферической конечной точки. Хроматическая аберрация, основа теста, возникает из-за того, что световые волны разной длины искривляются в разной степени. Более длинная волна (красная) преломляется меньше, чем более короткая (зеленая). Если буквы на красной стороне выделяются больше, прибавьте минусовую мощность; если буквы на зеленой стороне выделяются больше, добавьте плюс мощности.Нейтральность достигается, когда буквы на обоих фонах кажутся одинаково различимыми.
• Rabbetts (1998) подсчитал, что глаз предпочитает желтый свет с длиной волны 570 нм. Если эта длина волны используется в качестве контрольной точки, как это часто бывает для вольфрамового света, зеленый свет с длиной волны 535 нм фокусируется на 0,25 D перед сетчаткой, а красный свет с длиной волны 620 нм фокусируется на 0,25 D позади нее. Таким образом, используя соответствующие фильтры, можно построить тест, который, сравнивая четкость целей, представленных на красном и зеленом фоне, позволяет практикующему врачу точно сфокусировать желтую эталонную длину волны на сетчатке и достичь максимальной остроты зрения.Такой тест известен как дуохромный тест (рис. 10.3). Точные фильтры, используемые с тестом дуохром, указаны в BS 3668: 1963. Субъективная рефракция: принципы и методы коррекции сферической аметропии, Эндрю Франклин,
• Тест дуохром также работает для людей с дальтонизмом.

сферическая аберрация

сферический

история или его история

Английский ученый, математик и теолог 17 века Исаак Ньютон интересовался историей оптических иллюзий.Действительно ли там то, что мы видим? С этой целью он экспериментировал над собой таким образом, чтобы его нельзя было повторить. Когда ему было 24 года, он вставил бодкин (тупую иглу, используемую для продевания ленты через кружево) глубоко в лунку между носом и глазным яблоком.

Запись 58 из лабораторной записной книжки Ньютона описывает один из этих экспериментов. Правила орфографии, использования заглавных букв и пунктуации не были хорошо установлены в 17 веке, поэтому некоторые из них могут показаться современным читателям немного странными.Перо, чернила и бумагу было трудно достать (у Ньютона был свой рецепт чернил), поэтому сокращения также были обычным явлением. Буква «y» часто заменялась на «th», так что «the» пишется y ^e , «that» пишется y ^t , а «them» пишется y ^m .

58 Я взял бодкин gh и положил его между глазом и ^e костью как можно ближе к y ^e задней стороной глаза: make y ^e curvature a, bcdef in my eye) появилось несколько белых темных и цветных кругов r, s, t и c.Какие круги были самыми простыми, когда я продолжал тереть глаз с помощью y ^e point of y ^e bodkine, но если бы я продолжал держать глаз & y ^e bodkin, хотя я продолжал прижимать глаз к нему еще y ^Круги тускнеют и часто исчезают, пока я не удалю y ^m , двигая глазом или y ^e bodkin.

При нажатии иглы на глазное яблоко в его поле зрения появляются цветные круги в точке, противоположной точке иглы.Эти круги, которые могут быть окрашены в сплошной цвет или принимать анимированные геометрические узоры, являются примером визуального явления, известного как фосфен — ощущение света при отсутствии света — в данном случае механического фосфена. В нормальных условиях, когда глаз используется по прямому назначению, свет падает на фоторецепторные клетки сетчатки, что приводит к их возбуждению (формально) или воспламенению (в просторечии). В эксперименте Бодкина Ньютона фоторецепторные клетки срабатывали, потому что их сдавливали сзади.(По его словам, Ньютон действительно воткнул эту штуку глубоко в глазницу.)

Чтобы подтвердить, что видения, которые он видел, не были созданы светом, Ньютон повторил эксперимент в затемненной комнате.

59 Если бы y ^e эксперимент проводился в светлой комнате, так что y ^t , хотя мои глаза были закрыты, какой-то свет проникал сквозь их веки. Появился очень широкий, расширенный темный круг на краю (как ts), & w ^th в этом другом световом пятне srs, цвет которого был очень похож на y ^t , на y ^e , на остальную часть y ^e глаз, как на k.Внутри пятна w ^ch появилось еще одно пятно, особенно если я сильно прижал глаз и w ^th небольшой заостренный телосложение. И в самом начале показалась граница света.

Затем он сделал что-то действительно глупое (как будто воткнуть иглу в глазницу было недостаточно глупо). Он смотрел на Солнце — возможно. Он, надеюсь, был более рассудительным и смотрел на яркое пятно солнечного света, проецируемое на стену. Взгляд на яркий источник света чрезмерно стимулирует фоторецепторные клетки сетчатки.Это снижает их чувствительность, что позволяет нашей зрительной системе адаптироваться к окружающей среде с разной яркостью. Когда яркий источник удаляется, сверхстимулированные фоторецепторы становятся недостаточно чувствительными (это слово я только что придумал). Человеческая зрительная система сложна, поэтому здесь есть кое-что еще. Скажем так, пристальный взгляд на яркий свет на время ухудшает зрение.

63 Если смотреть на очень светлый объект как y ^e Солнце или его изображение отражается; некоторое время спустя в моем глазу оставалось впечатление цветов: а именно: белые объекты выглядели красными, и так же все объекты на свету, но если я вошел в темную комнату, y ^e Phantasma взорвалась.

Мы бы назвали то, что Ньютон видел остаточное изображение , , но в то время этого слова не существовало, и Ньютон не был тем, кто его изобрел. Вместо этого он использовал слово phantasma (φαντασμα по-гречески), которое является вариацией слова фантом или фантом — другими словами, призрак или, по крайней мере, что-то подобное призраку. Это гениально и творчески, но в то же время немного запутанно.

Причина, по которой Ньютон проводил эти эксперименты над собой, заключалась не в том, что он был каким-то тупоголовым мальчишкой из студенческого общества.Скорее, он был очарован различием между объективной реальностью и иллюзией (или даже заблуждением). Один из способов обмануть нас — восприятие цвета. Ньютон показал с помощью серии уже известных экспериментов с использованием стеклянных призм, что белый свет, который до того момента считался чистейшей формой света, на самом деле представляет собой смешанную форму света с разными цветами.

7 Взять Prisme (угол fbd которого составлял около 60 ^gr ) в комнату Darke в w ^ch y ^e солнце светило только в одно маленькое круглое отверстие k, и положив его близко к отверстию y ^e k таким образом y ^t y ^e лучи, будучи одинаково преломлены при входе и выходе из него (n и h), отбрасывают цвета на y ^и противоположную стену.Цвета должны были располагаться в круглом круге, если бы все лучи были одинаково преломлены, но их форма была продолговатой, оканчивающейся на своих сторонах r & sw ^и прямыми линиями; Их ширина rs составляет 2⅓ ^дюймов , их длина составляет около 7 или восьми дюймов, а их центры y ^e красные и выдутые, (q & p) находятся на расстоянии примерно 2¾ или 3 дюйма. Расстояние y ^e trsv стены от y ^e Prisme составляет 260 ^дюймов .

То, что Ньютон проецировал на стену своей затемненной лаборатории, выглядело примерно так.

Ближе к концу записи 6 в своей записной книжке Ньютон назвал ее «фантомом».

И глядя на него через призму, он выглядел разбитым на два цвета, причем дутая сторона была ближе к призме, чем красная. Получаемые таким образом лучи преломляются сильнее, чем красные. Я называю эти выдувные или красные лучи и т. Д., Которые делают Phantome таких цветов.

Шесть лет спустя, описывая эксперимент с призмой в публичном письме в Королевское общество, Ньютон начал переход от греческого заимствованного слова «фантазм» к латинскому заимствованному слову «спектр». Это первый письменный пример слова спектр с его текущим значением.

Сравнивая длину этого цветного Spectrum с его шириной, я обнаружил, что он примерно в пять раз больше; непропорциональность настолько экстравагантная, что возбудила у меня более чем обычное любопытство исследовать, откуда оно могло исходить….

Однако он не отказался полностью от первоначального слова «фантазм».

Но, более точно определить, что такое Свет, каким образом преломляется и какими способами или действиями он порождает в нашем сознании Фантазмов Цветов, не так просто. И я не буду смешивать домыслы с достоверностью.

Оба слова имели похожие значения в 17 веке — что-то призрачное или не от мира сего. Как и орфография и пунктуация, научная терминология не была систематизирована в 17 веке.Это вполне могло рассматриваться как признак умения смешивать орфографию, расстановку знаков препинания и выбор слов. (Это было примерно в то время, когда, в конце концов, был изобретен тезаурус.) Однако в 21 веке научная терминология достаточно хорошо организована и согласована, и по несвязанным причинам спектр слов утратил все свои сверхъестественные коннотации.

Спектр , который Ньютон впервые увидел, а затем назвал, представляет собой цветную полосу света, образовавшуюся, когда источник смешанного света был разложен или разбит на компоненты и отсортирован в характеристическую последовательность — отсортированную по частоте, как позже было определено.Это реальная вещь, а не оптическая иллюзия или ментальное заблуждение.

Поскольку Ньютон был чем-то вроде мистика, а семь — это число с мистическим подтекстом, он разделил спектр на семь названных сегментов, давая детям начальных классов повсюду что-то для запоминания. Он определил их как «основные цвета», но более поздние эксперименты показали, что это представление неверно. (Извините, дети начальной школы.) Предпочтительный термин сейчас — спектральных цвета или призматических цвета для того, что называл Ньютон.(Основные цвета — красный, зеленый и синий — обсуждаются в других разделах этой книги.) В видимом спектре также есть намного больше, чем семь различимых цветов света — это Ньютон ясно дает понять в конце этой цитаты.

красный

оранжевый

желтый

зеленый

дуло

индика

фиолетово-пурпурный

Таким образом, существует два вида цветов. Одно оригинальное и простое, другое составлено из всего этого.Исходными или основными цветами являются красный, желтый, зеленый, размытый и фиолетово-фиолетовый, а также оранжевый, индико и неопределенное разнообразие промежуточных градаций.

Ньютон произвел свой спектр с помощью рефракции (изменение направления волны в среде, связанное с изменениями скорости волны) или, точнее, дисперсии (изменение скорости волны в среде с частотой). Все прозрачные среды в той или иной степени являются дисперсными.Следовательно, любая оптическая система, которая использует рефракцию для выполнения своих задач, также будет испытывать дисперсию. Если целью вашей оптической системы является получение спектра, то дисперсия — это нормально. Если цель вашей оптической системы — создать надежное изображение, «увидеть» что-то таким, какое оно есть на самом деле, тогда проблема с дисперсией.

Может быть, можно обратить вспять дисперсию. Ньютон попробовал вторую призму в рамках эксперимента по «исправлению ошибок». Рассеивайте свет с помощью одной призмы, затем рассеивайте его с помощью второй, чтобы увидеть, есть ли какие-либо искажения, вызванные примесями или неровностями в стекле.

Тогда я заподозрил, что эти цвета могут быть расширены из-за какой-либо неровности в стекле или другой случайной неровности. И чтобы попробовать это, я взял другую призму, похожую на предыдущую, и поместил ее так, чтобы свет, проходящий через них обоих, мог преломляться в противоположных направлениях, и таким образом последняя возвращалась в то направление, от которого первая его отклонила. . Ибо, таким образом, я думал, что обычные эффекты первой призмы будут уничтожены второй призмой, а нерегулярные эффекты будут еще больше усилены множеством преломлений.Событие заключалось в том, что свет, который с помощью первой призмы рассеивался в продолговатую форму , второй уменьшался до округлой формы с такой же регулярностью, как и тогда, когда он вообще не проходил через них. Так что, что бы ни было причиной такой длины, это не было случайным отклонением.

Дисперсия — улица с односторонним движением. Это осознание заставило Ньютона переосмыслить свои работы в оптике. Ни один оптический прибор никогда не смог бы создать «истинное» (за неимением лучшего слова) изображение, если бы он полагался на преломление.Он будет страдать от того, что мы сейчас называем хроматической аберрацией — изначально коллинеарные лучи света следовали бы разными путями в зависимости от их цвета. Не было бы возможности, чтобы все цветные лучи изображения были в фокусе вместе. В то время Ньютон интересовался астрономическими телескопами.

Когда я понял это, я прекратил свои вышеупомянутые стекольные работы; ибо я видел, что совершенство телескопов до сих пор было ограничено, не столько из-за отсутствия очков, действительно рассчитанных в соответствии с предписаниями авторов Optick (которые до сих пор представляли себе все люди), сколько потому, что этот Свет сам по себе является гетерогенной смесью . разно преломляемых лучей .Итак, если бы стекло было сконструировано так точно, чтобы собирать в одну точку какие-либо лучи, оно не могло бы собрать и те лучи, которые также попадают в одну и ту же точку, которые, имея одинаковое падение на одну и ту же Среду, склонны претерпевать различное преломление.

Чтобы решить эту проблему, удалите хотя бы одну из линз телескопа (большую линзу, ту, которая обращена к звездам, линзу объектива) и замените ее зеркалом.

[иллюстрация телескопа]

Все лучи света одинаково подчиняются закону отражения, независимо от их цвета.Задача решена. Ньютон даже понял, что зеркало необходимо отшлифовать, а затем отполировать по параболической кривизне, чтобы устранить сферическую аберрацию — неспособность сферической поверхности направлять лучи далеко от своей оси в надлежащий фокус. Однако он определенно этого не делал, поскольку метод шлифования параболы намного сложнее, чем шлифования сферы. (Оптические устройства с изогнутыми поверхностями обычно шлифуют до желаемой формы, а не отливают или формуют.)

Это заставило меня принять во внимание Отражения и найти их регулярными, так что угол отражения всех видов лучей был равен их углу падения; Я понял, что с их помощью инструменты Optick могут быть доведены до любой мыслимой степени совершенства при условии, что будет найдено вещество , отражающее , которое будет полироваться так же тонко, как стекло, и отражать столько света, сколько стекло пропускает , и искусство передачи ему фигуры Parabolick также должно быть достигнуто.

Это был Ньютон в 30 лет, когда он размышлял о своих мыслях, когда ему было 24. Столько времени потребовалось для того, чтобы телескоп-рефлектор перешел от концепции к рабочему прототипу. (Бубонная чума мало помогла.)

Среди этих мыслей я был вынужден покинуть Кембридж Промежуточная чума, и прошло более двух лет, прежде чем я продолжил путь. Но потом подумав о нежном способе полировки, подходящем для металла, при котором, как я представлял, фигура также будет исправлена ​​до последнего; Я начал пробовать, что можно было бы осуществить в этом виде, и постепенно усовершенствовал инструмент (в основных его частях, как тот, который я отправил в Лондон ), с помощью которого я мог различать 4 сопутствующих Юпитера и показал их разное время двум другим моим знакомым.Я также мог различить луноподобную фазу Venus , но не очень отчетливо и без некоторой аккуратности в обращении с инструментом.

Телескоп-рефлектор удался. Когда дело дошло до оптики, Ньютон не только продемонстрировал большое теоретическое понимание, но и продемонстрировал, что может применять свои теоретические знания в практических приложениях. В том же году он был принят в члены Королевского общества. Отправленный им прототип телескопа все еще находится в их архивах.Именно телескоп больше, чем что-либо еще, вывел Исаака Ньютона на общественную сцену науки 17 века — больше, чем его работа по гравитации, законам движения или изобретение математического анализа.

геометрические аберрации

кома

искажение

астигматизм

искривление поля

аберраций | Оптика детская

Аберрации

Аберрации — это ошибки в изображении, возникающие из-за дефектов оптической системы.Другими словами, аберрации возникают, когда оптическая система неверно направляет некоторые лучи объекта. Оптические компоненты могут создавать ошибки в изображении, даже если они сделаны из лучших материалов и не имеют дефектов. Некоторые типы аберраций могут возникать при отображении электромагнитного излучения одной длины волны (монохроматические аберрации), а другие типы возникают при отображении электромагнитного излучения двух или более длин волн (хроматические аберрации). Происхождение и последствия хроматического излучения обсуждались в предыдущем разделе.

Монохроматические аберрации можно разделить на несколько категорий: сферические, кома, астигматизм, кривизна поля и искажение. Идея эталонной сферы часто используется при обсуждении аберраций. Для всех сфер луч, нарисованный перпендикулярно поверхности сферы, будет пересекать центр сферы, независимо от того, какое место на поверхности выбрано.

Сфера, лучи которой перпендикулярны поверхности, пересекаются в центре сферы.

Контрольная сфера не является физической структурой; это просто математическая конструкция, с которой сравнивается волновой фронт электромагнитного излучения.Если фронт электромагнитной волны имеет форму эталонной сферы, то фронт волны будет идеально сфокусирован в центре сферы. Помните, что определение луча указывает, что лучи рисуются перпендикулярно волновому фронту. Все лучи, связанные со сферическим волновым фронтом, будут пересекаться в центре сферы. Если фронт волны не сферический, часть лучей пройдет через центр сферы.

Некоторые лучи на аберрированном волновом фронте фокусируются в другой точке W, чем лучи, перпендикулярные эталонной сфере.

Сравнивая волновой фронт электромагнитного излучения с эталонной сферой, можно определить, какие аберрации присутствуют на изображении и насколько они серьезны.

Сферические аберрации возникают у линз со сферическими поверхностями. Лучи, проходящие через точки линзы, находящиеся дальше от оси, преломляются сильнее, чем лучи, расположенные ближе к оси. Это приводит к распределению фокусов вдоль оптической оси.

Объяснение оптических аномалий и исправлений линз

Если вы потратите много времени на просмотр раздела линз на веб-сайте B&H или следите за последними объявлениями о новом стекле, вы, вероятно, столкнетесь с рядом фраз, которые сами по себе неизвестны для тех, у кого недостаточно острого, отточенного понимания фотографических и оптических фанатиков.Научно звучащие слова, такие как асферические элементы, хроматическая аберрация, кома, низкая дисперсия и высокий показатель преломления, для непрофессионала часто приводят к неточным представлениям о том, как работает объектив или что он делает для лучшего качества изображения. Но что именно делает элемент с аномальной частичной дисперсией? А почему вам не нужна сферическая аберрация? Этот глоссарий терминов и объяснений должен помочь разобраться в некоторых лингвистических и концептуальных препятствиях, с которыми сталкиваются при изучении нового объектива.

Аберрация

В самом основном определении аберрация — это то, что отклоняется от нормы, обычно нежелательным образом.Что касается оптики, это описывает неспособность лучей света, проходящих через линзу, сходиться в одной точке. Аберрации делятся на две категории: хроматические и монохроматические, которые затем подразделяются на определенные типы каждой аберрации.

Хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация, одна из наиболее часто называемых оптических аномалий и одна из основных причин, по которой продолжается разработка новых линз, описывает то, как линза не может фокусировать различные длины волн цвета в одной и той же точке.Вспомните свои уроки физики и вспомните цветовой спектр и то, как вы можете использовать призму, чтобы разделить белый свет на радугу; По сути, это то, что происходит, когда свет достигает вашей линзы и рассеивается. Хорошо спроектированные линзы могут реорганизовывать этот свет и фокусировать каждую длину волны в одной и той же точке, обеспечивая высокую точность цветопередачи и совмещения.

Пример хроматической аберрации, когда длины волн красного, зеленого и синего не сходятся в одной и той же точке, вызывая цветную окантовку.

С практической точки зрения, хроматические аберрации обычно называют цветной окантовкой. Это чаще всего наблюдается в высококонтрастных ситуациях, когда темный объект помещается на ярком фоне. Если объектив не может корректировать хроматическую аберрацию, края объекта приобретают цветную дымку, часто пурпурную, но иногда и ряд других цветов, что также снижает четкость и кажущуюся резкость. Вместо того, чтобы ваше изображение было черным предметом на белом фоне, изображение, зараженное хроматической аберрацией, покажет этот черный предмет, окруженный размытой «каймой» цвета перед белым фоном.Далее, уточняя эту концепцию, хроматические аберрации обычно делятся на два поджанра:

Сильная хроматическая аберрация присутствует по краям жалюзи, где видна красная, зеленая и синяя окантовка.

Продольная хроматическая аберрация Этот тип аберрации возникает, когда волны разного цвета не сходятся в одной и той же точке, что приводит к появлению цветных полос вокруг объектов по всему изображению от центра к краям.Продольные хроматические аберрации чаще всего возникают при более широких настройках диафрагмы, и их можно контролировать, остановив объектив.

Боковая хроматическая аберрация Этот тип аберрации возникает, когда световые волны различной длины (цвета) фокусируются в одной плоскости, но в разных положениях из-за угла, под которым свет попадает в линзу. Боковые хроматические аберрации видны только по краям кадра, а не в центре, и их нельзя исправить, остановив объектив.Вместо этого вы должны полагаться на пост-продакшн или решения в камере, чтобы уменьшить этот тип аберрации.

Хорошо скорректированные, более сложные оптические конструкции успешно справляются с обоими этими типами аберраций, при этом более низкое качество, а иногда и более экстремальные конструкции линз (рыбий глаз или сверхсветосильные линзы) подвержены хроматической аберрации.

Монохроматическая аберрация

Монохроматическая аберрация вызывается одной длиной волны, а не разными (окрашенными) длинами волн.Их называют монохроматическими, потому что аберрации возникают из-за несовершенства оптической конструкции линз и не зависят от цвета и фокусировки различных длин волн.

Сферическая аберрация Этот тип аберрации возникает из-за того, что световые лучи входят в линзу, а не сходятся в одной точке. Сферические элементы линз меньше преломляют лучи, когда они входят вдоль горизонтальной оси — перпендикулярно плоскости пленки или сенсора, — чем лучи, которые входят в линзу ближе к периферии.Из-за этой разницы в преломлении световые лучи, попадающие в линзу параллельно, не сходятся в одной и той же точке после прохождения через оптику. Короче говоря, невозможность добиться такой конвергенции может вызвать заметное снижение четкости, резкости и разрешения изображения.

Пример сферической аберрации, когда различные световые лучи не сходятся в одной и той же точке, что приводит к потере четкости и резкости.

Кома (также называемая коматической аберрацией) Кома — это эффект, который возникает, когда световые лучи от точечных источников проходят через линзу под углом, а не прямо.Когда конструкция линзы не может сфокусировать эти угловые световые лучи в одной и той же точке, точечный источник света будет изображен в виде светового пятна в форме капли или кометы, а не круглого светового пятна. Подобно сферической аберрации, кому можно свести к минимуму, опустив линзу.

Пример комы, когда угловые световые лучи приводят к тому, что точечные источники света воспроизводятся в форме капли, а не в виде круглой подсветки.

Каплевидные блики на этом изображении являются примером коматической аберрации.

Астигматизм Одна из наиболее сложных аберраций для описания, астигматизм по концепции аналогичен коме и вызван тем, что лучи, попадающие в линзу вдоль сагиттальной плоскости, фокусируются в другой точке, чем лучи вдоль тангенциальной плоскости. Это вызывает искажение по краям и углам изображения. Астигматизм в некоторой степени присутствует во всех линзах, но более заметен в тех случаях, когда оптическая конструкция не полностью параллельна или симметрична.Как и другие монохроматические аберрации, эффекты астигматизма можно уменьшить, остановив линзу.

Кривизна поля Связанная с астигматизмом, кривизной поля или кривизной поля, это естественная аберрация практически всех линз из-за их изогнутой структуры и того, как они проецируют свет на плоский датчик или плоскость пленки. Поскольку линза естественно излучает свет изогнутым образом, края и углы изображения могут казаться мягкими или искаженными по сравнению с более резкой центральной областью изображения.Чтобы еще больше усложнить проблему, некоторые линзы не проецируют кривизну поля чистой формы и, скорее, имеют более абстрактную волнистую кривизну поля из-за различных комбинаций различных элементов объектива. Кривизну поля можно увидеть с помощью диаграммы MTF объектива, где провалы, кривые или наклоны линий указывают относительную резкость от центра кадра к краям. Остановка линзы, опять же, может уменьшить влияние кривизны поля.

Пример сильной кривизны поля, это изображение показывает резкую центральную область с сильным размытием и искажением в углах и краях кадра.

Искажение Наконец, искажение — это форма аберрации, которая описывает, когда изображение, созданное линзой, не сохраняет свою прямолинейность. В зависимости от типа используемого объектива возникают две основные формы искажения: бочкообразное искажение и подушкообразное искажение. Типы искажений, которые они описывают, являются самореферентными: бочкообразное искажение может привести к выпуклости прямых линий по направлению к краям изображения (как деревянная бочка), а искажение в виде подушкообразных подушечек создает прямые линии с изгибом к центру (например, подушка).Оба эти искажения чаще всего наблюдаются в зум-объективах, особенно в более широком диапазоне их диапазона фокусных расстояний, но могут также проявляться в некоторых фиксированных объективах, особенно с широким или большим фокусным расстоянием. Широкоугольные объективы чаще всего демонстрируют бочкообразное искажение, а телеобъективы имеют тенденцию демонстрировать некоторую форму подушкообразного искажения. Кроме того, также возможен третий тип искажения — искажение усов. Это комбинация бочкообразного искажения в центре и подушкообразного искажения по краям изображения и названа в честь формы преувеличенных усов (вспомните Капитана Крюка).

Деформация ствола	Подушкообразное искажение	Искажение усов

На этом фото видно заметное бочкообразное искажение с небольшим искажением усов по краям.	На этом фото показано подушкообразное искажение.

Последняя оптическая аномалия, связанная со сферической аберрацией, — это смещение фокуса. Технически это не аберрация, эта проблема возникает, когда изображение фокусируется на максимальной диафрагме объектива перед остановкой для создания изображения, что приводит к нечеткой фотографии. Общая для объективов с фиксированным фокусным расстоянием с максимальной светосилой, эта проблема заключается в том, что неисправленный объектив используется самым ошибочным образом для получения фокуса (широко открытый), а затем его сферическая аберрация исправляется путем остановки, несмотря на то, что точка, в которой световые лучи сходятся больше не в плоскости предполагаемого фокуса.Эта проблема не только влияет на более светосильные объективы, но и часто возникает при работе с объектами крупным планом, поскольку потеря фокуса на дюйм на рабочем расстоянии в один фут более значительна, чем потеря фокуса на дюйм на объекте на расстоянии 30 футов.

Сдвиг фокуса может происходить при использовании ручной автофокусировки или автофокусировки (с определением фазы), поскольку в обоих случаях фокусировка достигается при максимальной диафрагме объектива. Несколько способов исправить смещение фокуса включают в себя некую форму компромисса, который обычно влияет на работу вашего объектива или камеры в других ситуациях.Вы можете использовать настройки точной настройки автофокуса, чтобы целенаправленно ввести передний или задний фокус для компенсации смещения фокуса. Вы можете работать с упреждающей фокусировкой или фокусировкой с определением контраста, поскольку эти методы могут работать с объективами с диафрагмой меньше максимальной. Наконец, вы можете просто полагаться на глубину резкости, чтобы компенсировать незначительное смещение фокуса на близком расстоянии.

Теперь, когда мы рассмотрели хороший набор аберраций, с которыми вы обязательно столкнетесь, давайте взглянем на некоторые способы исправления или минимизации этих аберраций.

Корректирующие элементы

Асферический элемент

Одним из наиболее распространенных типов специализированных элементов, выделяемых при описании характеристик линз, является асферический элемент. Это именно то, что звучит: элемент линзы, отшлифованный, отформованный или иным образом приданный в форму, которая не является полностью сферической. Как упоминалось выше в отношении сферических аберраций, простой сферический элемент не способен преломлять световые лучи в одну точку схождения из-за своей изогнутой формы.С другой стороны, асферический элемент может более эффективно фокусировать лучи, входящие с краев и углов, чтобы уменьшить сферическую аберрацию, кому и астигматизм. Асферические элементы имеют тенденцию быть более полезными при более широких фокусных расстояниях, хотя они присутствуют в некоторых более длинных телеобъективах. Кроме того, в конструкцию линзы добавляются асферические элементы, чтобы заменить множество сферических элементов, тем самым уменьшая вес и сложность конструкции линзы.

Сферическая линза	Асферическая линза

Стекло с низкой дисперсией

Часто используется с различной степенью интенсивности, такой как сверхнизкая, сверхнизкая или сверхнизкая дисперсия, а также аномальная дисперсия или аномальная частичная дисперсия, короче говоря, стекло с низкой дисперсией используется для уменьшения или контроля эффектов. хроматической аберрации.Поскольку для коррекции монохроматических аберраций обычно используются асферические элементы, для борьбы с продольными и поперечными хроматическими аберрациями используются различные типы стекла с низкой дисперсией. Этот особый тип стекла обеспечивает одинаковое преломление цветных световых лучей для достижения надлежащей конвергенции и совмещения каждого из них, в результате чего на изображениях отсутствует цветная окантовка. Так же, как асферические элементы чаще встречаются в объективах с широким и нормальным фокусным расстоянием, стекло с низкой дисперсией чаще используется в конструкциях объективов с большим фокусным расстоянием и телеобъективов.

Этот апохроматический рисунок показывает, что длина волн красного, зеленого и синего цветов сходится в одной точке, что приводит к нейтральному цветовому балансу без окаймления.

Флюоритовый элемент

Особый тип элемента с низкой дисперсией, эти элементы, обычно встречающиеся в телеобъективах, состоят из встречающегося в природе, хотя в настоящее время производимого синтетическим путем, типа кристалла, который имеет особенно низкую дисперсию и низкий показатель преломления. По сравнению с другими типами стекла с низкой дисперсией флюоритовые элементы используются для значительного уменьшения хроматических аберраций, а также имеют меньший вес, чем их стеклянные аналоги.Недостатком флюорита является то, что это более дорогой и длительный процесс производства этого материала по сравнению с другими типами стекла с низкой дисперсией и, как таковой, используется для более экзотических и сложных конструкций линз.

Флюорит, представленный в различных формах, используется для уменьшения хроматических аберраций.

Апохромат

Что касается вышеупомянутых тем, апохроматическая линза, также называемая апохроматом или обозначенная включением Apo в название линзы, представляет собой конструкцию линз с высокой степенью коррекции, которая должна создавать изображения с меньшим количеством хроматических и сферических аберраций, чем другие современные линзы, специально называемые ахроматы (или ахроматические линзы).Все современные линзы попадают в одну из этих двух свободно определенных категорий, хотя исторически простые линзы также относятся к третьей категории. В то время как ахроматы предназначены для фокусировки красных и синих длин волн в одной и той же плоскости, чтобы уменьшить наиболее распространенные типы цветовой окантовки, апохроматы дополнительно исследуют точность цветопередачи, также фокусируя длины волн зеленого цвета в одной и той же точке, чтобы дополнительно минимизировать хроматические аберрации. . Кроме того, апохроматы более искусны в уменьшении сферических аберраций, чем ахроматы.

Дифракционная оптика и фазовые элементы Френеля

Относительно новинка в мире оптики, которую можно увидеть только в нескольких телеобъективах от пары известных производителей. Дифракционная оптика и фазовые элементы Френеля являются еще одним средством уменьшения хроматических аберраций. Вместо того, чтобы полагаться на специальные типы стекла, чтобы влиять на преломление света разных длин волн, эти элементы физически регулируют путь света до его фокусировки. Сами элементы состоят из небольших концентрических кругов (а-ля Френель) и соединены с общим преломляющим элементом в конструкции линзы.Затем это сочетание существенно расфокусирует и, точнее, перефокусирует разноцветные волны на одну и ту же точку, чем другие оптические комбинации. И это сделано таким образом, чтобы избежать использования нескольких стеклянных элементов, тем самым уменьшая вес всей конструкции. Недостатком элементов дифракционной оптики и фазового Френеля является то, что они могут способствовать более интенсивной вспышке при фотографировании сильных точечных источников света, которые можно исправить только во время постобработки.

Дифракционная оптика / фазовая конструкция Френеля, этот тип элемента напоминает линзу Френеля и помогает контролировать аберрации и устраняет необходимость в использовании нескольких стеклянных элементов.

Элемент с высоким показателем преломления

Другой тип элементов, задачей которых является замена нескольких «обычных» стеклянных элементов для уменьшения общего веса, стекло с высоким показателем преломления используется для коррекции кривизны поля и других монохроматических аберраций для повышения четкости и резкости.

Плавающие элементы

Специально разработанный для улучшения качества изображения при более близких расстояниях фокусировки, плавающий элемент или система плавающих элементов представляет собой отдельный элемент или группу оптических элементов, которые регулируют свое положение во время фокусировки для обеспечения стабильной работы во всем диапазоне фокусировки.Многие из вышеупомянутых корректирующих элементов и методов применяются для уменьшения аберраций при фокусировке на бесконечность и больше не так полезны при фокусировке на объектах с близкого расстояния. За счет реализации элемента или группы элементов, которые меняют свое положение во время фокусировки, эффекты корректирующих элементов сохраняются.

Эта конструкция с плавающими элементами показывает, как перемещаются только задние группы для регулировки фокуса, чтобы обеспечить стабильную работу во всем диапазоне фокусировки.

определение аберрации по The Free Dictionary

Не в силах понять серьезность своего поведения, она казалась наконец довольной; и он смотрел на нее, когда она лежала у него на плече, плача от счастья, и задавался вопросом, какое непонятное напряжение в крови д’Эрбервилля привело к этой аберрации — если это была аберрация. На мгновение в его голове промелькнуло, что семейная традиция кареты и убийства могла возникнуть потому, что д’Эрбервилли, как известно, совершали эти вещи.Люди в целом считали его сумасшедшим и обвиняли его друзей из Реформаторского клуба в том, что они приняли пари, которое выдавало умственную аберрацию ее предложившего. Трепетная неуверенность в действиях всех ее конечностей вскоре стала частью ее обычного состояния, и впоследствии, с интервалом в два или три месяца она часто прикладывала руки к голове, а затем оставалась около недели в какой-нибудь мрачной аберрации ума. проявлял признаки умственного отклонения в различных направлениях, вернулся к своему нормальному состоянию трезвости, за исключением маленькой желтовато-коричневой мыши, которая продолжала бешено бегать взад и вперед по дороге, хлестая хвостом, как маленький лев.Мы не были новичками в этой стране, чтобы не знать, что уединенная жизнь многих простых людей имеет тенденцию к развитию эксцентричности поведения и характера, которые не всегда легко отличить от умственного отклонения. Человек подобен дереву: в лесу своих собратьев он вырастет настолько прямым, насколько позволяет его родовая и индивидуальная природа; один на открытом воздухе, он уступает окружающим его деформирующим напряжениям и мучениям. «Я думал, что это было отклонением моих чувств, безумным сном.» Я верю, — сказал он, — что меня могут простить мой временный припадок. аберрация.Я не могу отблагодарить вас в достаточной степени, герцогиня, за ваше любезное приглашение. «Мы тщательно проанализируем все эти психологические моменты, подозрения в отношении вас, так что ваше преступление будет казаться чем-то вроде аберрации, поскольку на самом деле оно было отклонением ». Сотрясение мозга, вызывающее полное психическое отклонение. Как же очень печально! «После тщательного осмотра несчастного существа он думает, что есть явные симптомы умственного отклонения. Но как далеко зашло зло, и является ли ее случай достаточно серьезным, чтобы потребовать реальных ограничений. , он не может сказать положительно в нашем нынешнем состоянии незнания фактов.Он постепенно увеличивался, пока не стал проявлять видимость аберрации интеллекта. Это явно был случай аберрации у крещеного ребенка, который требовал сурового обращения; но Сайлас, охваченный судорожной радостью от того, что снова нашел свое сокровище, ничего не мог сделать, кроме как схватить ее и покрыть ее полусрыдающими поцелуями.

Что такое аберрации глаза?

На человеческий глаз может воздействовать ряд аберраций, которые могут снизить качество изображений сетчатки и общее зрительное восприятие.Исследования показали, что возраст, в частности, увеличивает вероятность развития аберраций более высокого порядка.

Что такое аберрации глаза?

Аберрации, описываемые как небольшие оптические неоднородности, — это дефекты глаза, которые приводят к тому, что свет не может эффективно фокусироваться на сетчатке, а также к дефектам визуального изображения. Есть два типа аберраций; аберрации низшего порядка (0, 1 и 2 порядок) и аберрации высшего порядка (3, 4…).

Аберрации высшего порядка

Аберрации высшего порядка (HOA) глаза не могут быть исправлены цилиндрической или сферической коррекцией и включают сферические аберрации, кому и трилистник.

Аберрации комы

Коматозные аберрации возникают, когда световые лучи с одного края зрачка фокусируются раньше, чем с противоположного края. Визуально люди с таким типом аберрации могут испытывать смазывание изображения, так что изображение может выглядеть как хвост кометы.

Аберрации трилистника

Трилистник, классифицируемый как аберрация третьего порядка, оказывает меньшее влияние на качество изображения по сравнению с такой же степенью комы.

Сферические аберрации

Сферические аберрации могут вызвать ореолы вокруг точечных источников света и снизить контрастную чувствительность.

Считается, что ТСЖ несут ответственность за людей, которые жалуются на блики, ореолы и снижение контрастной чувствительности после операции по рефракции роговицы. Примерно 90% аберраций вызваны роговицей.

Глаза молодых людей менее подвержены аберрациям более высокого порядка из-за частичной компенсации аберраций между поверхностью роговицы и внутренней оптикой. Было обнаружено, что этот механизм систематически работает при сферической аберрации и горизонтальной коме.Поскольку на них влияет лишь небольшое количество сферических аберраций и ком, молодые глаза считаются приближенными к апланатической оптической системе. Однако с возрастом в среднем возникает больше аберраций, особенно сферических аберраций, а также горизонтальных ком.

Аберрации низшего порядка

Аберрации низшего порядка включают астигматизм, положительный дефокус (миопия) и отрицательный дефокус (дальнозоркость).

Астигматизм

У людей с астигматизмом глаз имеет форму мяча для регби, а не футбольного мяча.В результате свет, как правило, фокусируется более чем в одном месте глаза, вызывая нечеткое зрение, напряжение глаз и головные боли. Обычно это сопровождается близорукостью или дальнозоркостью.

Астигматизм. Кредит изображения: Slave SPB / Shutterstock

Близорукость

Близорукость, обычно называемая близорукостью, представляет собой заболевание глаз, при котором люди воспринимают отдаленные объекты нечетко, а близкие объекты видны четко. Считается, что это происходит, когда глаза становятся слишком длинными, что приводит к неправильной фокусировке света на сетчатке.

дальнозоркость

Дальнозоркость или дальнозоркость противоположны миопии. Люди с этим заболеванием могут ясно видеть объекты на расстоянии, но не могут ясно видеть объекты на расстоянии. Это, как правило, влияет на людей старше 40 лет, однако может повлиять на людей всех возрастов.

Дальнозоркость. Кредит изображения: Slave SPB / Shutterstock

Как обнаруживаются аберрации?

Анализ волнового фронта используется для измерения аберраций оптической системы.Существует множество методов, которые можно использовать для оценки аберраций глаза, включая зондирование волнового фронта Шака-Гартмана, метод Чернинга, рефрактометрию с пространственным разрешением и аберрометрию разности оптических путей. Кроме того, это обычно выполняется с использованием устройств, подобных датчикам волнового фронта Хартмана-Шака.

Устройства фокусируют маломощный луч на сетчатке, а затем полученные отраженные лучи света могут быть проанализированы. После прохождения через множество линз на детектор в идеальной оптической системе лучи будут параллельны и фокусируются в одной плоскости.Из-за сложности оптики глаза этого может не произойти. Степень отклонения изображения от ожидаемой точки фокусировки каждой линзы в системе представляет собой «ошибку волнового фронта» или аберрацию. Ошибка волнового фронта, возникающая в результате анализа волнового фронта, далее разбивается на компоненты, которые математически и визуально описывают конкретные элементы аберрации. Эти компоненты разделены на две категории; аберрации высшего порядка и аберрации низшего порядка.

Варианты лечения аберраций

Существует ряд вариантов лечения, в частности аберраций более низкого порядка.Детям и молодым людям с дальнозоркостью и близорукостью лечение может не потребоваться, поскольку их глаза могут адаптироваться естественным образом, в результате чего их зрение существенно не пострадает. Для пожилых людей обычно требуется лечение, так как из-за возраста глаза менее способны адаптироваться. Основное лечение — это очки или контактные линзы, чтобы свет фокусировался на сетчатке, и лазерная хирургия глаза, которая изменяет форму роговицы и избавляет от необходимости носить контактные линзы и очки. Такие же варианты лечения существуют и при астигматизме.

Дополнительная литература

.