Dlaczego soczewki lustrzane mają słaby kontrast?

19

Czytałem to pytanie na temat soczewek lustrzanych, a odpowiedzi wiele mnie nauczyły o soczewkach lustrzanych. Jest dla mnie dość oczywiste, dlaczego mają efekt pączka (środkowa przeszkoda) i dlaczego mają stałą przysłonę (tęczówkę trudno wstawić na ścieżkę światła), ale wcale nie jest oczywiste, dlaczego soczewka lustrzana powinna mieć słaby kontrast .

Zastanawiam się dlaczego.

optics mirror-lens Paul Cezanne
źródło

Odpowiedzi:

25

Utrata kontrastu wynika z centralnej niedrożności; to znaczy „dziura pączka”, która blokuje przedostawanie się światła przez środek soczewki.

W teleskopie lub soczewce z ograniczoną dyfrakcją funkcja rozpraszania punktów - w zasadzie obraz źródła punktowego, takiego jak gwiazda - jest transformatą Fouriera przysłony. Dla okrągłego otworu, jak większość obiektywów, jest to funkcja Bessela J1 , znana również jako Jinc lub dysk Airy :

Zwiewny dysk

Kiedy zasłaniasz środek otworu, zmieniając go w pączek, transformacja Fouriera zmienia się w sposób, który przenosi energię z centralnego jasnego punktu do pierwszego pierścienia. Efektem jest zmniejszenie kontrastu obrazu.

Ta strona zawiera przykłady funkcji rozpraszania punktów dla wszelkiego rodzaju zasłoniętych otworów, dzięki czemu można wyraźnie zobaczyć efekt.

coneslayer
źródło
2
Doh! Oczywiście wiedziałem o tym. Mam zarówno teleskopy refrakcyjne, refleksyjne, jak i katadioptryczne. Kiedy dostałem swój pierwszy duży refraktor, powiedziano mi, że mogę spodziewać się wzrostu kontrastu. Zrobiłem to i oczywiście z tych samych powodów. Dzięki!
Paul Cezanne,
1

W przeciwieństwie do popularnego mitu, tylko lokalny spadek kontrastu (tj. Ostrość) jest spowodowany przez centralną niedrożność i związaną z nią funkcję rozrzutu punktów. Różnica między soczewką załamującą i lustrzaną jest wykrywalna, ale nie jest tak duża.

Można to łatwo zweryfikować, umieszczając małe czarne kółko przed zwykłym obiektywem. Przeszkoda nie zmyje obrazu , styl lustrzanego obiektywu.

Teraz ogólny niski kontrast lub zamglenie, postrzegane jako cecha wyróżniająca soczewki lustrzane, jest wynikiem rozproszenia światła z powierzchni lustrzanych. Zwykłe szklane soczewki rozpraszają również nieco światła, ale w znacznie mniejszym stopniu. Ma to coś wspólnego z fizyką związaną z odbijaniem i załamywaniem powierzchni oraz powłok stosowanych na soczewkach i lustrach - ale nie znam szczegółów.

szulat
źródło