Vad är relativ illuminans? Hur tolkar man en graf för relativ illuminanskurva?

1.Vad är relativ illuminans?

Objektets kanter ser märkbart mörkare ut; kan detta förbättras? Idag ska vi titta på denna parameter – relativ belysning.

Definition: Belysningsstyrka är den grad av ljusstyrka som ett objekt eller en yta uppvisar när den belyses av en ljuskälla.

Relativ belysning avser förhållandet mellan ljusstyrkan vid kanten av synfältet och ljusstyrkan i mitten, uttryckt som en procentandel. Det är en parameter som kännetecknar det optiska fenomen som orsakas av att en del av ljuset som kommer in i linsen blockeras eller reduceras. Inom optisk design ger den relativa belysningskurvan en visuell representation av ljusstyrkan vid olika positioner i synfältet i förhållande till mitten.

2.Vilka faktorer påverkar den relativa ljusstyrkan?

(1)Fjärdepkraft avcosinlagen

Ljusstyrkan vid kanten av synfältet minskar proportionellt, och detta är relaterat till cosinuslagen i fjärde potensen av betraktningsvinkeln. Cosinusprincipen i fjärde potensen är en viktig princip som beskriver dämpningen av ljusintensiteten i olika vinklar, och den är särskilt tillämplig på analys av strålningsegenskaperna hos punktkällor eller små ljuskällor under specifika förhållanden.

När ljus från en punktkälla infaller på en yta med en vinkel θ, är intensiteten (eller bestrålningen) som tas emot av den ytan proportionell mot cos⁴θ, dvs. I(θ) = I(0)·cos⁴θ. Där:

I(0) är ljusintensiteten när ljuskällan infaller vinkelrätt (θ=0°);

θ är vinkeln mellan den infallande ljusstrålen och ytnormalen;

I(θ) är ljusintensiteten vid vinkeln θ.

Denna formel förklarar varför vissa korta brännvidderFA-linseruppvisar en betydande minskning av ljusstyrkan vid kanterna. Eftersom objektiv med kort brännvidd vanligtvis har ett stort synfält är det lätt att förstå utifrån formeln ovan att kanterna blir mycket mörkare, även utan påverkan av andra faktorer.

(2)Vinjettering

En del av ljusstrålarna blockeras av objektivhuset eller kanterna på objektivelementen, vilket resulterar i en minskning av ljusenergin som tas emot vid kamerasensorns kanter. Detta fenomen kallas vinjettering. Animationen nedan visar visuellt bildandet av vinjettering.

Bildandet av vinjettering

I verkliga objektiv behöver vi ibland, på grund av förekomsten av aberrationer, artificiellt blockera några av de skadliga ljusstrålarna i marginalen som påverkar bildformationen. Detta förbättrar bildkvaliteten, men det ökar också vinjettering, vilket i sin tur minskar den relativa belysningen.

(3)Objektivfattningen och chipstorleken är inkompatibla

När bildcirkeln förlinsär mindre än sensorns diagonalstorlek, kommer synfältets kanter naturligtvis att bli mörkare eller till och med helt svarta, varvid den relativa belysningen vid kanterna blir 0 %.

3.Hur tolkar man en graf för en relativ illuminanskurva?

Relativ belysningskarta

I bilden, punkt 1: De olika färgade kurvorna representerar den relativa ljusstyrkan vid olika bländarinställningar.

I bilden, punkt 2: Den horisontella axeln representerar linsens olika bildhöjder (ett halvbildshöjdsläge används, där mitten är 0).

I bilden, punkt 3: Den vertikala axeln representerar det numeriska värdet för relativ belysningsstyrka vid tre punkter.

På bilden, punkt 4: Detta representerar namnet eller ritningsnumret på dennalins.

Punkt 6 i bilden: I vilket våglängdsområde testades linsens belysningskurva?

Exempel:

Punkt 5 i bilden: Mätt med ett 16 mm-objektiv vid F1.6-bländare i våglängdsområdet 860 nm–900 nm är den relativa belysningen vid en halvbildshöjd på cirka 3,5 mm cirka 78 % jämfört med mitten.

Slutliga tankar:

Genom att arbeta med experter på ChuangAn hanteras både design och tillverkning av högkvalificerade ingenjörer. Som en del av inköpsprocessen kan en representant för företaget förklara mer detaljerad specifik information om vilken typ av lins du önskar köpa. ChuangAns serie av linsprodukter används i en mängd olika tillämpningar, från övervakning, skanning, drönare, bilar till smarta hem etc. ChuangAn har olika typer av färdiga linser, som också kan modifieras eller anpassas efter dina behov. Kontakta oss så snart som möjligt.