Was ist relative Beleuchtungsstärke? Wie interpretiert man ein Diagramm der relativen Beleuchtungsstärke?

1.Was ist relative Beleuchtungsstärke?

Die Ränder des Objekts erscheinen merklich dunkler; lässt sich das verbessern? Heute beschäftigen wir uns mit diesem Parameter – der relativen Beleuchtung.

Definition: Die Beleuchtungsstärke ist der Grad der Helligkeit, den ein Objekt oder eine Oberfläche bei Beleuchtung durch eine Lichtquelle aufweist.

Die relative Beleuchtungsstärke beschreibt das Verhältnis der Helligkeit am Rand des Sichtfelds zur Helligkeit in der Mitte, ausgedrückt in Prozent. Sie charakterisiert das optische Phänomen, das durch die Blockierung oder Reduzierung eines Teils des einfallenden Lichts entsteht. In der optischen Konstruktion veranschaulicht die relative Beleuchtungsstärkekurve die Helligkeit an verschiedenen Positionen im Sichtfeld relativ zur Mitte.

2.Welche Faktoren beeinflussen die relative Beleuchtungsstärke?

(1)ViertepBesitzer voncOsingesetz

Die Helligkeit am Rand des Sichtfelds nimmt proportional ab, und dies steht in Zusammenhang mit der vierten Potenz des Kosinus des Betrachtungswinkels. Das Kosinusgesetz vierter Potenz ist ein wichtiges Prinzip zur Beschreibung der Lichtdämpfung bei unterschiedlichen Winkeln und eignet sich insbesondere zur Analyse der Strahlungseigenschaften von Punkt- oder kleinen Lichtquellen unter bestimmten Bedingungen.

Wenn Licht einer Punktquelle unter einem Winkel θ auf eine Oberfläche trifft, ist die von dieser Oberfläche empfangene Intensität (oder Bestrahlungsstärke) proportional zu cos⁴θ, d. h. I(θ) = I(0)·cos⁴θ. Dabei gilt:

I(0) ist die Lichtintensität bei senkrechtem Lichteinfall (θ=0°);

θ ist der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und der Flächennormalen;

I(θ) ist die Lichtintensität unter dem Winkel θ.

Diese Formel erklärt, warum manche kurze BrennweitenFA-LinsenSie weisen einen deutlichen Helligkeitsabfall an den Rändern auf. Da Objektive mit kurzer Brennweite typischerweise ein großes Sichtfeld haben, lässt sich anhand der obigen Formel leicht nachvollziehen, dass die Ränder deutlich dunkler werden, selbst ohne den Einfluss anderer Faktoren.

(2)Vignettierung

Ein Teil der Lichtstrahlen wird durch das Objektivgehäuse oder die Ränder der Linsenelemente blockiert, wodurch die am Rand des Kamerasensors empfangene Lichtenergie reduziert wird. Dieses Phänomen wird als Vignettierung bezeichnet. Die folgende Animation veranschaulicht die Entstehung der Vignettierung.

Die Bildung von Vignettierung

Bei realen Objektiven ist es aufgrund von Abbildungsfehlern manchmal notwendig, einen Teil der schädlichen Randstrahlen, die die Bildentstehung beeinträchtigen, künstlich zu blockieren. Dies verbessert zwar die Bildqualität, führt aber auch zu verstärkter Vignettierung und damit zu einer geringeren relativen Beleuchtungsstärke.

(3)Die Objektivfassung und die Chipgröße sind inkompatibel.

Wenn der Bildkreis desLinseWenn die Diagonale kleiner ist als die des Sensors, werden die Ränder des Sichtfelds naturgemäß dunkler oder sogar ganz schwarz, wodurch die relative Beleuchtung an den Rändern 0 % beträgt.

3.Wie interpretiert man ein Diagramm mit einer relativen Beleuchtungsstärkekurve?

Karte der relativen Beleuchtungsstärke

Im Bild, Punkt 1: Die verschiedenfarbigen Kurven stellen die relative Beleuchtungsstärke bei unterschiedlichen Blendenöffnungen dar.

Im Bild, Punkt 2: Die horizontale Achse stellt die verschiedenen Bildhöhen des Objektivs dar (es wird ein Halbbildhöhenmodus verwendet, wobei der Mittelpunkt 0 ist).

Im Bild, Punkt 3: Die vertikale Achse stellt den numerischen Wert der relativen Beleuchtungsstärke an drei Punkten dar.

Im Bild, Punkt 4: Dies stellt den Namen oder die Zeichnungsnummer dar.Linse.

Punkt 6 im Bild: In welchem ​​Wellenlängenbereich wurde die Beleuchtungsstärkekurve der Linse getestet?

Beispiel:

Punkt 5 im Bild: Gemessen mit einem 16-mm-Objektiv bei einer Blendenöffnung von F1.6 im Wellenlängenbereich von 860 nm bis 900 nm beträgt die relative Beleuchtungsstärke bei einer halben Bildhöhe von etwa 3,5 mm etwa 78 % im Vergleich zur Bildmitte.

Schlussbetrachtung:

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