Curvatura del campo di Petzval - Petzval field curvature
| Aberrazione ottica |
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 Sfocatura
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La curvatura del campo di Petzval , dal nome di Joseph Petzval , descrive l' aberrazione ottica in cui un oggetto piatto normale all'asse ottico (o un oggetto non piatto oltre la distanza iperfocale ) non può essere messo a fuoco correttamente su un piano dell'immagine piatto. La curvatura del campo può essere corretta con l'uso di un appiattitore di campo , i disegni possono anche incorporare un piano focale curvo come nel caso dell'occhio umano per migliorare la qualità dell'immagine sulla superficie focale.
Non deve essere confuso con la correzione flat-field , che si riferisce all'uniformità della luminosità.
Analisi
Si consideri un sistema di lenti a elemento singolo "ideale" per il quale tutti i fronti d'onda planari sono focalizzati su un punto a distanza f dalla lente. Posizionando questo obiettivo alla distanza f da un sensore di immagine piatto, i punti dell'immagine vicino all'asse ottico saranno perfettamente a fuoco, ma i raggi fuori asse entreranno a fuoco prima del sensore di immagine, cadendo dal coseno dell'angolo che formano con l'ottica asse. Questo è un problema minore quando la superficie di imaging è sferica, come nell'occhio umano .
La maggior parte degli obiettivi fotografici attuali sono progettati per ridurre al minimo la curvatura del campo e quindi hanno una lunghezza focale che aumenta con l'angolo del raggio. Gli obiettivi con lunghezze focali corte (ultra larghe, larghe e normali) inferiori a 50 mm in genere soffrono maggiormente della curvatura di campo. I teleobiettivi in genere hanno una curvatura del campo visibile molto piccola o nulla. La lente Petzval è un progetto che ha una notevole quantità di curvatura di campo; le immagini scattate con l'obiettivo sono molto nitide al centro, ma ad angoli maggiori l'immagine è sfocata. Le fotocamere a pellicola possono essere in grado di piegare i loro piani dell'immagine per compensare, in particolare quando l'obiettivo è fisso e noto. Questo include anche la pellicola della lastra , che potrebbe ancora essere leggermente piegata. I sensori digitali sono difficili da piegare, sebbene siano stati prodotti prodotti sperimentali. Nel 2016 le uniche fotocamere consumer dotate di sensori curvi erano "selfie" Sony Cybershot KW-1 e KW-11. Grandi mosaici di sensori (necessari comunque a causa delle dimensioni limitate del chip) possono essere modellati per simulare una curva su scale più grandi.
La curvatura del campo Petzval è uguale alla somma Petzval su un sistema ottico,
dove è il raggio della i- esima superficie e gli n s sono gli indici di rifrazione sul primo e secondo lato della superficie. La curvatura Petzval di uno specchio sferico è il doppio della sua curvatura e il raggio Petzval di uno specchio è uguale alla sua lunghezza focale.
Riduzione dell'aberrazione della curvatura di campo
Un metodo per ridurre questa aberrazione consiste nell'inserire un diaframma di apertura (iride) per rimuovere i raggi di luce del bordo. Questo metodo, tuttavia, riduce notevolmente il potere di raccolta della luce dell'obiettivo.