מערכת אופטית – הבדלי גרסאות

נוספו 2,464 בתים ,  לפני 10 שנים
(←‏מאפיינים: תוספות)
* מערכות פאסיביות - מערכות אשר יוצרות דמות מהאור אשר נפלט מהסביבה הנצפית. לדוגמה, מצלמה רגילה משתמשת באור המוחזר מהסביבה (כאשר לא משתמשים במבזק), מכיוון שבתנאי תאורת יום אין צורך בתוספת אור. [[טלסקופ]] משתמש באור הנפלט מכוכבים רחוקים, מכיוון שאין אפשרות להאיר אותם. מצלמת [[FLIR]] משתמשת ב[[קרינת גוף שחור]] להבחנה בין עצמים בטמפרטורה שונה - הארה של העצמים הללו לא מועילה לזיהוי הפרש הטמפרטורות.
*אורך גל - מערכות אופטיות קיימות בכל תחום של אורכי גל. המוכרות ביותר הן מערכות עבור אור נראה, אך קיימות תצפיות אסטרונומיות (טלסקופים) בכל תחומי אורכי הגל, מגלי רדיו ועד קרני רנטגן. החיישנים שונים לחלוטין בתחומים שונים: במכ"ם נדרשת אנטנה שגודלה מספר סנטימטרים לפחות, עבור כל נקודת מדידה ("פיקסל"). לעומת זאת חיישנים של אור אינפרא-אדום ונראה הם בגודל של סנטימטרים בודדים או חלקי סנטימטר, כאשר גודלה של כל נקודת מדידה מספר מיקרונים.
*הגדלה ([[זום]]) - גודל האובייקט כפי שהוא נראה בעין ביציאה מהמערכת לעומת גודלו הנראה בעין ללא המערכת. הגודל מוגדר למערכת עדשות בלבד, שכן ניתן להגדיל באופן דיגיטלי את התמונה לאחר הצילום, אם כי לא ניתן להוסיף פרטים לתמונה בהגדלה כזו. באופן טיפוסי עדשת זום מורכבת ויקרה יותר מעדשה רגילה.
 
===איכות התמונה===
*[[פונקציית תמסורת אופטית]] - אחד המאפיינים החשובים ביותר למערכת אופטית, שמגדיר באופן פיזיקלי את איכות המערכת ואת ה[[רזולוציה]] שלה.
*אורך [[מוקד (אופטיקה)|מוקד]] - המרחק מאחורי העדשה שאליו מתמקדות קרניים מקבילות או תמונה רחוקה מאוד. אורך המוקד הוא גודל אפקטיבי עבור כל מערכת העדשות. אורך מוקד אחורי (BFL) הוא המרחק מאחורי העדשה למישור המוקד.
*[[מפתח נומרי]]
*מִפתח - קוטר או שטח האלמנטים האופטיים שמהם נאסף האור לגלאי. המפתח יכול להיות גודל אפקטיבי, כלומר שאין במערכת אלמנט אופטי בקוטר הזה. את המפתח יכולים להגביל לדוגמה: גודל העדשות, צמצם, הקופסה התוחמת את המערכת, או גודל הגלאי.
* [[מספר f]] (נכתב גם F או f#)- היחס בין אורך מוקד העדשה למפתח שלה,
:<math>f/\# = NF = \frac fD \ </math>.
:מספר f הוא המאפיין העיקרי של עדשות עבור מצלמות, משקפות וטלסקופים.
*זווית ראיהראייה (שדה ראייה) - טווח הזוויות ממנו מתקבלת תמונה על הגלאי (תחום הזוויות של האור הנאסף אל תוך המערכת האופטית). זווית הראיה של העין היא כ-50 מעלות, אם כי בעין הגבול אינו חד כמו במערכות מלאכותיות.
*[[מפתח נומרי]] (NA) - הוא מדד נוסף לשדה הראיה של המערכת, כלומר לזווית האור הנכנס שנקלטת בגלאי. המפתח הנומרי הוא המאפיין העיקרי של מיקרוסקופים, והוא מוגדר
:<math>NA=n\cdot\sin\theta</math>,
:כאשר <math>\ n</math> הוא [[מקדם שבירה|מקדם השבירה]] של התווך ו-<math>\ \theta</math> היא מחצית זווית הראייה. לרוב התווך הוא אוויר ובמקרים אלו <math>\ n=1</math>.
:קיים קשר בין המפתח הנומרי למספר f, על פי
:<math>NA = n \sin \theta = n \sin \arctan \frac{D}{2f} </math>.
:עבור מספר f גדול מקיים בקירוב
:<math>NA \approx \frac {nD}{2f}\approx \frac {n}{2f\#}</math>.
:או לחילופין
:<math>f\# \approx \frac{1}{2NA}</math>.
*[[רזולוציה]] - מספר ה[[פיקסל]]ים בתמונה, שהם מספר הנקודות השונות שנדגמות בתמונה. הרזולוציה נמדדת לעיתים ב[[מגה-פיקסל]] (כמה מיליוני פיקסלים מצויים בחיישן), או באופן יותר מפורט בגודל המטריצה (אורך כפול רוחב) ופסיעה (pitch) שהיא גודל הפיקסל ונמדדת במיקרונים.
*מקדם מילוי - כמה משטח הגלאי מוקדש בפועל לבליעת אור וכמה "מבוזבז" לצרכים אחרים. גודל זה כפול הגודל הפיזי של הגלאי קובע כמה אור נקלט בגלאי.
*רעש - הרעש במצלמה הוא "שגיאת הקריאה" שלה, כלומר ההפרש בין מדידת האור במצלמה לאור שקיים בתמונה האמיתית. לרעש יש מקורות רבים בהם רעש סטטיסטי של האור הנכנס (shot noise), רעש של האלקטרוניקה בגלאי, כיול המערכת ועוד. רעשים מתחלקים באופן הכללי ביותר לרעש מרחבי, שהוא ההבדל בין הקריאה של פיקסלים שונים, ואינו תלוי בזמן, ולרעש זמני, שהוא ההבדל בין קריאות נפרדות של אותו פיקסל, ויכול להיות שונה בין פיקסלים.
*[[אברציה אופטית|אברציות]] - עוותים בתמונה הנגרמים מכך שהיא גדולה ביחס ל{{ה|קירוב הפאראקסיאלי}}, שמניח זוויות קטנות מאוד של מהלך קרני האור במערכת. באופן מעשי בכל מערכת אופטית קיימות אברציות, וכדי לתקנן יש לתכנן אלמנטים אופטיים כך שיפחיתו את האברציות, או להוסיף אלמנטים שיתקנו אותן.
*אורך [[מוקד (אופטיקה)|מוקד]] - המרחק מאחורי העדשה שאליו מתמקדות קרניים מקבילות או תמונה רחוקה מאוד.
*זווית ראיה - טווח הזוויות ממנו מתקבלת תמונה על הגלאי. זווית הראיה של העין היא כ-50 מעלות.
*מִפתח - שטח האלמנטים האופטיים שמהם נאסף האור לגלאי.
קיים קשר בין אורך המוקד, המפתח, זווית הראיה וההגדלה של מערכת אופטית.
:<math>f/\# = N = \frac fD \ </math>
 
==ראו גם==