Fjórar sjónfræðilegar meginreglur smásjár
1. Brotbrot og brotstuðull
Ljós berst í beinni línu milli tveggja punkta í einsleitum samsætu miðli. Þegar farið er í gegnum gagnsæja hluti með mismunandi þéttleika á sér stað ljósbrot sem stafar af mismunandi útbreiðsluhraða ljóss í mismunandi miðlum. Þegar ljósið sem er ekki hornrétt á yfirborð gagnsæja hlutarins kemur inn í gagnsæjan hlutinn (eins og gler) úr loftinu breytir ljósið um stefnu á viðmóti þess og myndar brotshorn við normalið.
2. Afköst linsu
Linsur eru helstu sjónhlutar sem mynda sjónkerfi smásjár. Íhlutir eins og hlutlinsur, augngler og þéttir eru samsettar úr stökum eða mörgum linsum. Samkvæmt lögun þeirra má skipta þeim í tvo flokka: kúptar linsur (jákvæðar linsur) og íhvolfur linsur (neikvæðar linsur). Þegar ljósgeisli samsíða sjónásnum fer í gegnum kúpta linsu og skerst í punkti er þessi punktur kallaður „fókuspunktur“ og planið sem liggur í gegnum skurðpunktinn og hornrétt á ljósásinn er kallaður „fókuspunktur“. flugvél". Það eru tveir brennipunktar, brennipunkturinn í hlutarýminu er kallaður "hlutur brennipunktur", og brenniplanið þar er kallað "hlutur brenniplan"; öfugt er brennipunkturinn í myndrýminu kallaður "myndfókuspunktur". Brenniplanið á er kallað "mynd ferhyrnt brenniplan". Eftir að ljós hefur farið í gegnum íhvolfa linsu myndar það uppreista sýndarmynd en kúpt linsa myndar uppreista raunverulega mynd. Raunverulegar myndir geta birst á skjánum en sýndarmyndir ekki.
3. Lykilþættir sem hafa áhrif á myndgreiningu—Frávik
Vegna hlutlægra aðstæðna getur hvaða sjónkerfi sem er ekki búið til fræðilega hugsjónamynd og tilvist ýmissa frávika hefur áhrif á myndgæði. Hinar ýmsu frávik eru kynntar stuttlega hér að neðan.
1). Litfrávik Litfrávik er alvarlegur galli á linsumyndmyndun, sem á sér stað þegar fjöllitað ljós er notað sem ljósgjafi og einlita ljós framkallar ekki litafbrigði. Hvítt ljós er samsett úr sjö tegundum af rauðu, appelsínugulu, gulu, grænu, bláu, bláu og fjólubláu. Bylgjulengdir ýmissa ljósa eru mismunandi, þannig að brotstuðullinn þegar þeir fara í gegnum linsuna er líka mismunandi. Þannig getur punktur á hluthliðinni myndað litbletti á myndhliðinni. Meginhlutverk sjónkerfisins er að akrómatisera.
Krómatísk frávik felur almennt í sér litfrávik í stöðu og litfrávik með stækkun. Staðbundin litafbrigði gerir myndina óskýra eða óskýra hvar sem er. Stækkunin, krómatísk frávik gerir myndina með lituðum brúnum.
2). Kúlulaga frávik Kúlulaga frávik er einlita frávik á punktinum á ásnum vegna kúlulaga yfirborðs linsunnar. Afleiðing kúlulaga frávika er sú að eftir að punktur er tekinn af mynd er hann ekki lengur bjartur blettur heldur bjartur blettur með bjarta brún í miðjunni sem verður smám saman óskýr, sem hefur áhrif á myndgæði.
Leiðrétting kúlulaga fráviks er venjulega eytt með linsusamsetningu. Þar sem kúlulaga frávik kúptra og íhvolfa linsa er gagnstæð, er hægt að líma kúptar og íhvolfar linsur úr mismunandi efnum saman til að útrýma þeim. Fyrir gamla gerð smásjár er kúlulaga frávik linsunnar ekki að fullu leiðrétt og ætti að passa við samsvarandi jöfnunar augngler til að ná leiðréttingaráhrifum. Almennt er kúlulaga frávik nýrra smásjár algjörlega útrýmt með linsunni.
3). Dá Dá er einlita frávik á punkti utan áss. Þegar hlutur sem er utan áss er myndaður með geisla með stóru ljósopi, fara geislarnir sem senda frá sér í gegnum linsuna og skerast ekki á einum stað, þá verður myndin af ljóspunkti í formi kommu, sem er lagaður eins og halastjörnu, svo það er kallað "dáfrávik".
4). Astigmatism er einnig einlita frávik utan áss sem hefur áhrif á skerpu. Þegar sjónsviðið er stórt er hlutpunkturinn á brúninni langt í burtu frá sjónásnum og geislinn hallast mjög, sem veldur astigmatism eftir að hafa farið í gegnum linsuna. Astigmatism gerir upphaflega hlutpunktinn að tveimur aðskildum og hornréttum stuttum línum eftir myndatöku og eftir myndun á kjörmyndarfletinum myndast sporöskjulaga blettur. Astigmatismi er útrýmt með flóknum linsusamsetningum.
5). Field curvature Field curvature er einnig þekkt sem "field curvature". Þegar linsan hefur sveigju á sviði fellur skurðpunktur alls geislans ekki saman við kjörmyndarpunktinn. Þó að hægt sé að fá skýran myndpunkt á hverjum tilteknum punkti er allt myndplanið bogið yfirborð. Þannig sést ekki allt myndflöturinn vel við speglaskoðun sem gerir það erfitt að fylgjast með og taka myndir. Þess vegna eru markmið rannsóknarsmásjáa almennt áætlunarmarkmið sem hafa verið leiðrétt fyrir sveigju á sviði.
6). Bjögun Alls konar frávik sem nefndar eru hér að ofan, nema sviðssveigja, hafa áhrif á skerpu myndarinnar. Bjögun er önnur tegund fráviks þar sem sammiðja geislans er ekki í hættu. Þess vegna hefur það ekki áhrif á skerpu myndarinnar heldur er myndin borin saman við upprunalega hlutinn sem veldur röskun í lögun.
