Ottica: Applicazioni
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Ottica: Applicazioni
• fotografia• occhio umano• lenti d’ingrandimento• telescopio• microscopio
Fotografia
Hasselblad 1000F medio formato
Struttura di una reflex
1. obiettivo2. specchio3. otturatore4. sensore/pellicola7. pentaprisma
Sensore
Pellicola: film plastico contenente un’emulsione fotosensibile
Elettronico: semiconduttore dotato di un’elettronica in grado raccoglie gli elettroni generati dalla luce incidente . Ne esistono di 2 tipi:
1. CCD2. CMOS
CCD1. La luce crea nel bulk degli e-
2. Gli e- vengono raccolti intorno a un elettrodo
3. Gli vengono trasferiti all’elettrodo vicino e da questo verso un amplificatore
CMOS1. Gli e- vengono generati in un fotodiodo
2. Un gruppo di transistors (Msf) fa il read-out della carica
3. Il fotodiodo viene resettato dagli elementi RST
CCD vs CMOS
CCD:1. lettura seriale dei pixel2. basso livello di rumore → ampia gamma dinamica3. alto costo
CMOS: 4. lettura in parallelo dei pixel5. rumore moderato6. basso costo
Filtro BayerOgni pixel ha un filtro cromatico e registra solo un tipo di colore
L’immagine viene ricostruita dal processore della fotocamera
Regolazione della macchina fotografica
• Tempo d’esposizione
• Apertura diaframma
• Messa a fuoco
Tempo d’esposizione
Durata del tempo in cui l’otturatore è aperto
Apertura del diaframmaIndica di quanto bisogna aprire il diaframma per far entrare una
quantità di luce sufficiente a impressionare il sensore
Rapporto fra la distanza focale e il diametro d’apertura del diaframma
DfAperturaFocale
Messa a fuocoOperazione di posizionamento dell’obiettivo in modo da
ottenere un’immagine definita
La profondità di campo indica la distanza in cui gli oggetti appaiono sufficientemente nitidi
NitidezzaLa nitidezza dipende da:• accurata messa a fuoco• bassi tempi d’esposizione• numero pixel• formato di salvataggio
Più il pixel è piccolo più sono richiesti tempi d’esposizione lunghi
Formati come JPEG comprimono l’immagine riducono i dettagli
Teleobiettivo e grandangoloIl teleobiettivo ha lo scopo d’ingrandire le immagini
pertanto la lunghezza focale dovrà essere maggiore di quelle degli obiettivi normali (50 mm)
Il grandangolo ha una lunghezza focale inferiore a 50 mm e permette d’allargare la visuale
Occhio umano• cristallino → obiettivo• iride → diaframma• retina → sensore
I muscoli ciliari modificano la curvatura del cristallinovariandone la focale(accomodamento)
Punto prossimo è la minima distanza che l’occhio può mettere a fuoco (25 cm)
Miopia e ipermetropia
AstigmatismoPerdita di simmetria sferica della cornea o del
cristallino
Lente d’ingrandimento
fN
NhfhM //'
Telescopio
Telescopio galileiano
eo
e
ff
fhfhM //
Telescopio riflettore
Le lenti sono sostituite da specchi (riduzione dei costi)
Microscopio compostoUn sistema di 2 lenti (obiettivo e oculare) ingrandisce l’immagine
f1f1 f2f2
l1 l2
21
21 )(ffllNM
Aberrazioni1. Sferica
2. Cromatica
3. Distorsione
4. coma