Curvatura do campo de Petzval - Petzval field curvature
| Aberração ótica |
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 Desfocar
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A curvatura do campo de Petzval , denominada em homenagem a Joseph Petzval , descreve a aberração ótica na qual um objeto plano normal ao eixo ótico (ou um objeto não plano após a distância hiperfocal ) não pode ser focalizado adequadamente em um plano de imagem plano. A curvatura do campo pode ser corrigida com o uso de um nivelador de campo ; os projetos também podem incorporar um plano focal curvo, como no caso do olho humano , a fim de melhorar a qualidade da imagem na superfície focal.
Não deve ser confundida com a correção de campo plano , que se refere à uniformidade de brilho.
Análise
Considere um sistema de lente de elemento único "ideal" para o qual todas as frentes de onda planas são focadas em um ponto a uma distância f da lente. Colocando esta lente a uma distância f de um sensor de imagem plana, os pontos da imagem próximos ao eixo óptico estarão em foco perfeito, mas os raios fora do eixo entrarão em foco antes do sensor de imagem, caindo pelo cosseno do ângulo que eles fazem com o óptico eixo. Isso é menos problemático quando a superfície da imagem é esférica, como no olho humano .
A maioria das lentes fotográficas atuais são projetadas para minimizar a curvatura do campo e, portanto, têm efetivamente uma distância focal que aumenta com o ângulo do raio. Lentes de distâncias focais curtas (ultra ampla, ampla e normal) abaixo de 50 mm normalmente sofrem mais com a curvatura do campo. As lentes telefoto normalmente têm pouca ou nenhuma curvatura de campo visível. A lente Petzval é um projeto que possui uma quantidade significativa de curvatura de campo; as imagens tiradas com a lente são muito nítidas no centro, mas em ângulos maiores, a imagem está fora de foco. Câmeras de filme podem ser capazes de dobrar seus planos de imagem para compensar, particularmente quando a lente é fixa e conhecida. Isso também inclui o filme da placa , que ainda pode ser ligeiramente dobrado. Sensores digitais são difíceis de dobrar, embora produtos experimentais tenham sido produzidos. Em 2016, as únicas câmeras de consumo com sensores curvos eram "selfie" Sony Cybershot KW-1 e KW-11. Grandes mosaicos de sensores (necessários de qualquer maneira devido aos tamanhos limitados dos chips) podem ser moldados para simular uma curvatura em escalas maiores.
A curvatura do campo de Petzval é igual à soma de Petzval sobre um sistema óptico,
onde é o raio da i ésima superfície e os n s são os índices de refração no primeiro e no segundo lado da superfície. A curvatura de Petzval de um espelho esférico é o dobro de sua curvatura e o raio de Petzval de um espelho é igual ao seu comprimento focal.
Redução da aberração da curvatura do campo
Um método para reduzir essa aberração é inserir um batente de abertura (íris) para remover os raios de luz da borda. Este método, no entanto, diminui muito o poder de coleta de luz da lente.