ทำไมจุดโฟกัสของแสงอินฟราเรดแตกต่างจากแสงที่มองเห็น


23

เมื่ออ่านเกี่ยวกับการถ่ายภาพอินฟราเรดมักจะกล่าวถึงว่าจุดโฟกัสของ IR นั้นแตกต่างจากแสงที่มองเห็นเล็กน้อย ทำไมจุดโฟกัสของจุดแสงอินฟราเรดแตกต่างจากจุดโฟกัสของแสงที่มองเห็น


คุณอาจถามว่าทำไมปริซึมสามารถแยกความยาวคลื่นได้
user2338816

นี้น่าจะควรจะอยู่ในฟิสิกส์
Raphael

คำตอบ:


28

ด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่ความผิดเพี้ยนของสีเกิดขึ้น: ความยาวคลื่นของแสงที่แตกต่างกันจะโค้งงอในมุมที่แตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อผ่านตัวกลางการหักเหของแสงเช่นองค์ประกอบของเลนส์ ความผิดเพี้ยนของสีในเลนส์ถ่ายภาพที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีที่สุดจะมีความรุนแรงน้อยกว่าเพราะเลนส์ได้รับการออกแบบมาเพื่อการแก้ไขที่ช่วงความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นต่าง ๆ และเนื่องจากความแตกต่างของความยาวคลื่นระหว่างปลายด้านหนึ่งของสเปกตรัมที่มองเห็น ความแตกต่างของความยาวคลื่นที่ศูนย์กลางของสเปกตรัมอินฟราเรดและสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ มีเลนส์พิเศษที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับความยาวคลื่นที่ยาวกว่าของแสงอินฟราเรด (เช่นเลนส์สำหรับความยาวคลื่นที่สั้นกว่าของแสง UV) แต่พวกมันมีจุดประสงค์เพื่อการใช้งานอื่น ๆ เป็นหลักนอกเหนือจากประเภทของการถ่ายภาพที่อยู่ภายในขอบเขตของเว็บไซต์นี้ พวกเขายังมีราคาแพงสำหรับช่างภาพส่วนใหญ่ไม่ว่าจะเป็นมือสมัครเล่นหรือมืออาชีพ

แสงอินฟราเรดต้องการการตั้งค่าโฟกัสที่แตกต่างกันในเลนส์เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงอินฟราเรดแตกต่างกันมากพอที่คุณสมบัติการหักเหของเลนส์จะโค้งงอในมุมที่แตกต่างจากสิ่งที่พวกมันโค้งงอความยาวคลื่นต่างๆของแสงที่มองเห็น


2
ดูเพิ่มเติมที่: a-levelphysicstutor.com/optics-convx-lnss.php
J ...


ที่กล่าวว่าหากคุณมี $$$ ที่จะใช้จ่ายกับเลนส์มีเลนส์ Superachromat ซึ่งมีการแก้ไขในอินฟราเรดด้วยเช่นกัน ใช้งานและราคาถูกคุณอาจได้รับ $ 5k - ส่วนใหญ่กับ CFE (หรือ V) Mount สำหรับ Hasselblad
เจ ...

แทนเจนต์: เลนส์ catadioptric มีความผิดเพี้ยนของสีน้อยกว่ามากเนื่องจากการใช้กระจกในการโฟกัส

1
@MichaelClark ในวิชาฟิสิกส์คุณจะไม่มีทางกำจัดสิ่งใดได้เลย นี่เป็นความจริงอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม Superachromats ขยายการแก้ไข CA เป็นอินฟราเรดเพื่อให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับความยาวคลื่นที่มองเห็นได้
เจ ...

16

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่เลนส์ในอุดมคติจะทำให้ลำแสงของทุกสีมีจุดโฟกัสในระยะเดียวกันจากเลนส์ นั่นคือความยาวโฟกัสของเลนส์เมื่อเลนส์ถ่ายภาพที่ระยะอินฟินิตี้ (∞เท่าที่ตาสามารถมองเห็นได้) เมื่อเราถ่ายภาพวัตถุที่อยู่ใกล้กว่าอินฟินิตี้พวกเขาจะโฟกัสไกลออกไปจากเลนส์นั่นคือสาเหตุ เราต้องทำให้เลนส์กล้องเคลื่อนที่ไปข้างหน้าห่างจากฟิล์มหรือเซ็นเซอร์ดิจิตอลเมื่อทำการโฟกัสไปที่วัตถุใกล้เคียงนี่คือความจริงที่ว่าเลนส์มีกำลัง จำกัด ในการหักเหแสง (ทำให้งอเข้าด้านใน) กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ต้องใช้ระยะทางที่ยาวกว่าในการโฟกัสเรากำลังทำการแบ็กโฟกัส (เลนส์ระยะทางไปยังภาพที่โฟกัสไว้)

ความจริงที่ว่าเลนส์มีความสามารถ จำกัด ในการหักเหแสงมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อพูดถึงสี ตามความเป็นจริงแล้วสีแต่ละสีนั้นให้ความสำคัญกับระยะทางที่แตกต่างจากเลนส์ ภาพสีน้ำเงินใกล้กับเลนส์มากกว่าสีแดงและสีเขียวสีเหลืองสีส้ม ฯลฯ อยู่ในตำแหน่งกึ่งกลาง ตอนนี้ไกลออกไปจากเลนส์สีมุ่งเน้นที่ขนาดใหญ่กว่าภาพของสีที่จะ เรากำลังรับความคลาดเคลื่อนของสี เนื่องจากภาพสีแดงมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและภาพสีน้ำเงินมีขนาดเล็กที่สุดเราจึงเห็นสีที่ล้อมรอบวัตถุ กล่าวอีกนัยหนึ่งเราไม่สามารถโฟกัสกล้องของเราในทุกสีพร้อมกัน

ตอนนี้เลนส์นูนมีความผิดเพี้ยนของสีตรงกันข้ามกับเลนส์เว้า ความจริงเรื่องนี้ทำให้ผู้ผลิตเลนส์สามารถสร้างเลนส์กล้องโดยใช้การผสมผสานระหว่างองค์ประกอบของเลนส์บวกและลบ นอกจากนี้ยังมีการใช้ความแข็งที่แตกต่างกันของแก้ว (ความหนาแน่น) เพื่อประกอบชิ้นส่วนเลนส์ในกระบอกเลนส์ ใช้รูปทรงแก้วและเลนส์ที่ต่างกันเพื่อลดความคลาดเคลื่อน แต่ไม่เคยกำจัดความผิดเพี้ยนของสี อินฟราเรดจะโฟกัสเพิ่มเติมจากเลนส์จากนั้นสีอื่นและรังสีอัลตราไวโอเลตจะโฟกัสใกล้กับเลนส์มากกว่าสี เลนส์พิเศษที่ปรับให้เหมาะกับรังสี UV และ IR สามารถทำได้ แต่สงวนไว้สำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ เลนส์กล้องส่วนใหญ่ได้รับการแก้ไขอย่างมากสำหรับความคลาดเคลื่อนส่วนใหญ่ทั้งหมดมีเจ็ดและคุณสามารถดูได้ 1. ทรงกลม, 2, โคม่า, 3. สายตาเอียง, 4. ความโค้งของสนาม, 5. การบิดเบือน, 6. รงค์ยาว 7

ความผิดปรกติทั้งหมดสามารถลดลงได้อีก แต่ก็ไม่สามารถกำจัดได้

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.