ऑप्टिकल सिस्टम का विचलन। विपथन और छवि पर उनका प्रभाव

aberrations

हम भौतिकी "ऑप्टिक्स" के खंड का अध्ययन करते समय स्कूल से एक आदर्श ऑप्टिकल डिवाइस के रूप में आंख के विचार को प्राप्त करते हैं। उच्च या माध्यमिक विशेष शैक्षणिक संस्थानों में प्रासंगिक विज्ञान का अध्ययन करते समय, आंख का ऐसा विचार निश्चित होता है, अतिरिक्त जानकारी प्राप्त करता है। इसलिए, एसएन का बयान। फेडोरोव ने कहा कि आंख एक अपूर्ण उपकरण है और नेत्र रोग विशेषज्ञ का काम इसे सुधारना है, कब काकई चिकित्सकों द्वारा संदेह के साथ देखा गया।

और प्रकृति की गलतियों का सुधार नहीं तो लेजर सुधार क्या है? यहां प्रकृति की गलतियों को मायोपिया, दूरदर्शिता और दृष्टिवैषम्य कहा जा सकता है। और न केवल। ऑप्टिकल वैज्ञानिक इसे लंबे समय से जानते हैं। वे जानते थे कि सबसे सरल टेलीस्कोप को डिजाइन करते समय, न केवल ऑप्टिकल सिस्टम को एक बिंदु पर केंद्रित करना आवश्यक है (दूरबीन के मायोपिया, हाइपरोपिया और दृष्टिवैषम्य को बाहर करने के लिए), बल्कि परिणामी छवि की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए भी। जिन लेंसों से स्पाईग्लास बनाया जाता है, वे लगभग अच्छे ग्लास के होने चाहिए उपयुक्त आकारऔर एक अच्छी तरह से तैयार सतह के साथ। अन्यथा, छवि अस्पष्ट, विकृत और धुंधली होगी। यह तब था जब विपथन का अध्ययन शुरू हुआ - सबसे छोटा खुरदरापन और असमान अपवर्तन। और नेत्र विपथन का पता लगाने और मापने के लिए उपकरणों के आगमन के साथ, एक नया आयाम नेत्र विज्ञान में प्रवेश किया - एबेरोमेट्री।

विपथन अलग क्रम के हो सकते हैं. सबसे सरल और सबसे प्रसिद्ध विपथन वास्तव में एक ही मायोपिया, दूरदर्शिता और दृष्टिवैषम्य हैं। उन्हें दूसरे, निचले क्रम के डिफोकस या विपथन कहा जाता है। उच्च-क्रम विपथन वही खुरदरापन और असमान अपवर्तन है, जिसका उल्लेख पहले ही ऊपर किया जा चुका है।

उच्च क्रम विपथन को भी कई आदेशों में विभाजित किया गया है। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि दृष्टि की गुणवत्ता मुख्य रूप से सातवें क्रम तक विपथन से प्रभावित होती है। धारणा की सुविधा के लिए, ज़र्निक बहुपदों का एक सेट है जो अपवर्तक असमानता के त्रि-आयामी मॉडल के रूप में मोनोक्रोमैटिक विपथन के प्रकारों को प्रदर्शित करता है। इन बहुपदों का एक सेट आंख के किसी भी असमान अपवर्तन को अधिक या कम सटीक रूप से प्रदर्शित कर सकता है।

विपथन कहाँ से आते हैं?

सबके पास है। इनमें से यह शामिल है व्यक्तिगत कार्डआँख का अपवर्तन। आधुनिक उपकरण उच्च-क्रम विपथन का पता लगाते हैं जो किसी तरह 15% लोगों में दृष्टि की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। लेकिन व्यक्तिगत विशेषताएंसभी के पास अवकाश है।

विपथन के आपूर्तिकर्ता कॉर्निया और लेंस हैं।

विपथन के कारण हो सकते हैं:

जन्मजात विसंगति (बहुत छोटी और थोड़ी प्रभावित करने वाली दृष्टि असमानता, लेंटिकोनस);

कॉर्नियल चोट (कॉर्नियल निशान आसपास के ऊतक को कसता है, कॉर्निया को गोलाकारता से वंचित करता है);

सर्जरी (रेडियल केराटोटॉमी, कॉर्नियल चीरा, लेजर सुधार, थर्मोकेराटोप्लास्टी और अन्य कॉर्नियल सर्जरी के माध्यम से लेंस को हटाना);

कॉर्नियल रोग (केराटाइटिस, मोतियाबिंद, केराटोकोनस, केराटोग्लोबस के परिणाम)।

नेत्र रोग विशेषज्ञों का ध्यान विपथन की ओर जाने का कारण है नेत्र शल्य चिकित्सा. विपथन को अनदेखा करना और दृष्टि की गुणवत्ता पर उनके प्रभाव को ध्यान में नहीं रखना, नेत्र विज्ञान लंबे समय से मौजूद है। इससे पहले, विपथन का अध्ययन किया गया था और केवल दूरबीनों, दूरबीनों और सूक्ष्मदर्शी के निर्माताओं द्वारा उनके नकारात्मक प्रभाव के खिलाफ लड़ाई लड़ी गई थी।

कॉर्निया या लेंस पर ऑपरेशन(मतलब एक कॉर्नियल चीरा) परिमाण के कई क्रमों से उच्च क्रम विपथन बढ़ जाता है, जो कभी-कभी पोस्टऑपरेटिव दृश्य तीक्ष्णता में कमी का कारण बन सकता है। इसलिए, कृत्रिम लेंस आरोपण, केराटोटॉमी, और नेत्र विज्ञान अभ्यास में लेजर सुधार के व्यापक परिचय ने नैदानिक ​​​​उपकरणों के विकास में योगदान दिया है: केराटोटोपोग्राफ दिखाई दिए हैं जो कॉर्निया के अपवर्तक मानचित्र का विश्लेषण करते हैं, और अब एबेरोमीटर जो पूर्वकाल से पूरे वेवफ्रंट का विश्लेषण करते हैं। कॉर्निया की सतह से रेटिना तक।

LASIK के कारण विपथन

डिफोकस (निकटदृष्टिता, दूरदर्शिता) को ठीक करके, अपवर्तक सर्जन रोगी को उच्च-क्रम विपथन जोड़ता है।

माइक्रोकेराटोम द्वारा कॉर्नियल फ्लैप के गठन से उच्च क्रम के विपथन में वृद्धि होती है।

LASIK के दौरान जटिलताएं उच्च क्रम विपथन की ओर ले जाती हैं।

उपचार प्रक्रिया उच्च क्रम विपथन के विकास की ओर ले जाती है।

LASIK द्वारा प्रेरित विपथन के खिलाफ लड़ो

स्लिट बीम डिलीवरी के साथ एक्साइमर लेजर का उपयोग करके सूक्ष्मता और अनियमितताओं को दूर करना संभव नहीं था। पॉइंट एब्लेशन की संभावना के साथ एक इंस्टॉलेशन का आविष्कार किया गया और इसे उत्पादन में लगाया गया, यानी कुछ मॉडलों में लेजर बीम का व्यास एक मिलीमीटर से कम है। Zernike बहुपदों के उपयोग से व्यवहार में लाया गया कंप्यूटर प्रोग्राम, आपको लेजर इंस्टॉलेशन में एबरोमीटर से प्राप्त व्यक्तिगत अपवर्तन मानचित्र को स्वचालित रूप से परिवर्तित करने की अनुमति देता है जो बीम को नियंत्रित करता है, न केवल अवशिष्ट डिफोकस को समाप्त करता है, बल्कि उच्च-क्रम विपथन भी करता है। Zernike बहुपद उपकरण का एक सेट बन जाता है, जिनमें से प्रत्येक को विपथन परिसर में एक विशिष्ट घटक को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक बढ़ई की तरह, समतल करने के लिए एक प्लानर, गहरा करने के लिए एक छेनी, बंटवारे के लिए एक आरी, बंटवारे के लिए एक कुल्हाड़ी बनाई जाती है। बेशक यह इतना आसान नहीं है। जैसा कि एक कुल्हाड़ी के साथ आप एक नहीं, बल्कि इसका उपयोग करने के दस तरीके खोज सकते हैं, इसलिए बहुपद को स्थानिक रूप से जटिल आकृतियों को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन मूल सिद्धांत स्पष्ट है।

इस तरह के व्यक्तिगत लेजर पृथक्करण के दौरान कॉर्निया को अपने आकार में वैकल्पिक रूप से आदर्श क्षेत्र के स्तर तक अनुमानित होना चाहिए।

सुपर दृष्टि

व्यक्तिगत लेजर सुधार के बाद, कुछ रोगियों ने 1.0 से अधिक दृश्य तीक्ष्णता प्राप्त की। मरीजों ने न केवल दस लाइनें देखीं, बल्कि ग्यारह और बारह और इससे भी अधिक देखीं। इस घटना को "पर्यवेक्षण" कहा गया है।

वैज्ञानिक हलकों में, मानवाधिकारों के उल्लंघन के बारे में लगभग एक चर्चा छिड़ गई। किसी व्यक्ति को बहुत अच्छी दृष्टि देना कितना सही है, क्योंकि वह प्रियजनों के चेहरों पर खामियां देखेगा, वह कंप्यूटर और टीवी स्क्रीन पर हर पिक्सेल को अलग करना शुरू कर देगा, और दृश्य सूचनाओं की अधिकता से पीड़ित होगा। अत्यंत वैज्ञानिक दृष्टिकोण. शायद यह बहस कुछ वर्षों में प्रासंगिक होगी।

हालाँकि, इस विवाद के समानांतर, वाणिज्यिक प्रस्ताव भी सामने आए।. एक्साइमर क्लीनिक के विज्ञापनों ने सभी को पर्यवेक्षण का वादा किया। लेकिन पर्यवेक्षण अनुमानित नहीं है! कुछ रोगी सफल होंगे, जबकि दर्जनों अन्य नहीं होंगे। आखिरकार, पर्यवेक्षण करने की क्षमता आंख के फोटोडेटेक्टर के आकार से निर्धारित होती है, वही रेटिना पर शंकु। शंकु जितना छोटा होता है और मैक्युला में उसका घनत्व जितना अधिक होता है, व्यक्ति उतनी ही छोटी वस्तु देख सकता है। इसके अलावा, दृष्टि पर प्रत्येक प्रकार के उच्च-क्रम विपथन के प्रभाव का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। इसीलिए वाणिज्यिक प्रस्तावसुपर लेसिक (ऊपर देखें) के रूप में सुपर विजन गलत है। हम केवल व्यक्तिगत लेजर सुधार के बारे में बात कर सकते हैं।

दृष्टि पर विपथन का प्रभाव

के समय " शीत युद्ध» यूएसएसआर और यूएसए के बीच, वैज्ञानिक और सैन्य-औद्योगिक जासूसी दोनों देशों की विशेष सेवाओं के लिए काम के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में से एक बन गया है। जब नया सोवियत सेनानीमिग ने स्थानीय युद्धों में इसका स्पष्ट लाभ दिखाया विशेष विवरणदुश्मन के विमानों पर, अमेरिकी खुफिया ने कब्जा करने के लिए सब कुछ किया गुप्त घटनाक्रम डिजायन कार्यालयआर्टेम मिकोयान। अंत में, वे लगभग पूरे मिग प्राप्त करने में सफल रहे।

उस समय उड़ान के दौरान बेहद कम वायु प्रतिरोध के कारण अमेरिकी समकक्षों पर मिग के फायदों में से एक इसकी गतिशीलता और गति थी। हवा विमान के शरीर का बिल्कुल भी विरोध नहीं करती थी, आसानी से इसके समोच्च के चारों ओर बहती थी।

इस आशय को प्राप्त करने के लिए, अमेरिकी विमान डिजाइनरों ने अपने विमान की सतह को आदर्श रूप से चिकनी, सम और सुव्यवस्थित बनाने की कोशिश की। उनके आश्चर्य की कल्पना कीजिए जब उन्होंने मिग की असमान, खुरदरी सतह को "रिवेट्स और बोल्ट" के उभरे हुए सिर के साथ देखा। सुव्यवस्थित करने का रहस्य रूसी विमानसरल और शानदार निकला। उड़ान के दौरान इन सभी खुरदरापनों ने विमान के शरीर के चारों ओर एक प्रकार का एयर कुशन बनाया, जिससे वायु प्रतिरोध को कम करना संभव हो गया।

शायद यह विमान डिजाइनरों का एक मिथक या किंवदंती है, लेकिन इस तरह की सादृश्यता उच्च क्रम के विपथन के प्रति नेत्र रोग विशेषज्ञों के रवैये को पूरी तरह से दर्शाती है। तथ्य यह है कि पिछले दस वर्षों में दृष्टि पर विपथन के प्रभाव के सवाल पर नेत्र रोग विशेषज्ञों के विचार एक निश्चित विकास से गुजरे हैं, अमेरिकी डिजाइनरों के विकास के समान एक विमान की सतह की विशेषताओं के लिए।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, नेत्र रोग विशेषज्ञों ने विपथन की समस्या पर पूरा ध्यान दिया, मुख्य रूप से इसके कारण कॉर्नियोफ्रैक्टिव सर्जरी के बाद दृष्टि की गुणवत्ता में गिरावट. मरीजों ने लाइनों की आवश्यक संख्या देखी, लेकिन दृश्य वस्तुओं की सीमाओं के अंधेरे अनुकूलन, विरूपण और धुंधलापन में कमी की शिकायत की। ऐसे लोग भी थे, जो लगभग शून्य अपवर्तन (यानी मायोपिया और हाइपरोपिया की अनुपस्थिति) के साथ, दृश्य तीक्ष्णता उस स्तर तक 1-2 पंक्तियों तक नहीं पहुंची, जो उन्होंने सुधार से पहले चश्मे में दी थी। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि अधिग्रहीत या जन्मजात विकृति के रूप में विपथन के प्रति दृष्टिकोण विशुद्ध रूप से नकारात्मक था। यह वह रवैया है जिसने कॉर्नियल गोलाकारता और पर्यवेक्षण के लिए दौड़ को प्रेरित किया है।

अब नेत्र रोग विशेषज्ञों की राय बदल रही है। पहला संकेत महान नेत्र सर्जन पल्लीकारिस (एक विश्व प्रसिद्ध अपवर्तक सर्जन और लेजर सुधार के संस्थापकों में से एक) था।

2001 में, कान्स में, उन्होंने सुझाव दिया कि आधुनिक उपकरणों की मदद से रिकॉर्ड किए गए आंख के मापदंडों के अलावा, प्रत्येक व्यक्ति के पास "गतिशील दृश्य कारक" भी है। क्या नेतृत्व करेगा अग्रगामी अनुसंधानइस क्षेत्र में, समय बताएगा. एक चीज तय है: विपथन दृश्य तीक्ष्णता को कम और बढ़ा सकते हैं।

शायद "गतिशील दृश्य कारक" का आगे का अध्ययन निम्नलिखित परिकल्पना पर आधारित होगा।

LASIK करने से उच्च क्रम के विपथन में वृद्धि होती है। शायद शोध के नजरिए से इन विपथनों को परिमाण के सात आदेशों तक सीमित करना पूरी तरह से सही नहीं है। यहाँ क्या मायने रखता है इंटरफ़ेस (उप-फ्लैप स्पेस) के क्षेत्र में ऑप्टिकल घनत्व में अंतर, और कॉर्नियल बेड की परिणामी सतह की खुरदरापन, और उपचार प्रक्रिया (कॉर्निया के आकार का रीमोड्यूलेशन, का कर्षण) क्षतिग्रस्त तंतुओं, उपकला परत की असमानता, आदि)। यह सब, अन्य विपथन के साथ मिलकर, रेटिना पर ध्यान केंद्रित करने, कई छवियों की उपस्थिति को धुंधला कर देता है। मस्तिष्क, आवास तंत्र का उपयोग करते हुए, सभी प्रस्तुत छवियों में से सबसे स्पष्ट और संतोषजनक छवि चुनता है। दी गई अवधिसमय (मल्टीफोकलिटी का सिद्धांत)। यह परिणामी छवि की परिवर्तनशीलता के लिए मस्तिष्क के अनुकूलन की व्यक्तिगत विशेषता है जो बहुत "गतिशील दृश्य कारक" होगा, जिस पर यह निर्भर करता है - होगा यह सेटविचलन से आंखों की रोशनी में सुधार होता है इस व्यक्तिया इसकी गुणवत्ता कम करें। और यह पहले से ही चेतना और अवचेतन, साइकोमोटर सुविधाओं, बुद्धि, मनोवैज्ञानिक स्थिति के संतुलन से जुड़ा हुआ है।

मान्यताओं के जंगल से लेकर विशिष्ट प्रश्नों तक।

विपथन क्या हैं?

रंगीन, तिरछी बीम, कोमा, आदि की दृष्टिवैषम्य, सभी एक साथ वे रेटिना पर आसपास की दुनिया की एक छवि बनाते हैं, जिसकी धारणा प्रत्येक व्यक्ति के लिए कड़ाई से व्यक्तिगत होती है। हम में से प्रत्येक वास्तव में दुनिया को केवल अपने तरीके से देखता है। पूर्ण अंधापन ही सभी के लिए समान हो सकता है।

यहाँ कुछ प्रकार के उच्च क्रम विपथन हैं।

1. गोलाकार विपथन।एक उभयोत्तल लेंस की परिधि से गुजरने वाला प्रकाश केंद्र की तुलना में अधिक मजबूती से अपवर्तित होता है। आंख में गोलाकार विपथन का मुख्य "आपूर्तिकर्ता" लेंस है, और दूसरा, कॉर्निया। पुतली जितनी चौड़ी होती है, यानी लेंस का दृश्य कार्य में जितना बड़ा हिस्सा शामिल होता है, गोलाकार विपथन उतना ही अधिक ध्यान देने योग्य होता है।

अपवर्तक सर्जरी में अक्सर गोलाकार विचलन उत्पन्न होता है:

कृत्रिम लेंस;

लेजर थर्मोकराटोप्लास्टी।

2. ऑप्टिकल बीम के झुकाव कोणों का विपथन।अपवर्तक सतहों की एस्फेरिसिटी। यह ऑप्टिकल सिस्टम की धुरी के बाहर स्थित चमकदार बिंदुओं की छवियों के केंद्रों के बीच एक बेमेल है। वे बड़े झुकाव कोणों (तिरछे बीमों के दृष्टिवैषम्य) और छोटे झुकाव कोणों (कोमा) के विपथन में विभाजित हैं।

कोमा का पुनर्जीवनकर्ताओं के ज्ञात निदान से कोई लेना-देना नहीं है। इसका एब्रोमेट्रिक पैटर्न कॉर्निया के ऑप्टिकल केंद्र में स्थित एक सर्कल के समान है और एक रेखा से दो हिस्सों में विभाजित होता है। आधे में से एक में उच्च ऑप्टिकल शक्ति होती है, और दूसरे में कम होती है। इस तरह के विपथन के साथ, एक व्यक्ति एक चमकदार बिंदु को अल्पविराम के रूप में देखता है। वस्तुओं का वर्णन करते समय, ऐसे विपथन वाले लोग "पूंछ", "छाया", "अतिरिक्त समोच्च", "दोहरीकरण" शब्दों का उपयोग करते हैं। इनकी दिशा ऑप्टिकल प्रभाव(विपथन का मध्याह्न) भिन्न हो सकता है। कोमा का कारण आंख की ऑप्टिकल प्रणाली का जन्मजात या अधिग्रहित असंतुलन हो सकता है। कॉर्निया का ऑप्टिकल अक्ष (जिस पर लेंस का फोकस स्थित है) लेंस के अक्ष के साथ मेल नहीं खाता है और संपूर्ण ऑप्टिकल सिस्टम मैक्युला में रेटिना के केंद्र में केंद्रित नहीं है। कोमा भी केराटोकोनस में असमान अपवर्तन के घटकों में से एक हो सकता है। LASIK के दौरान, लेज़र एब्लेशन ज़ोन के विकेंद्रीकरण या दूरदर्शिता के लेज़र सुधार के दौरान कॉर्नियल हीलिंग की ख़ासियत के परिणामस्वरूप कोमा प्रकट हो सकता है।

3. विकृति- वस्तु और उसकी छवि के बीच ज्यामितीय समानता का उल्लंघन - विकृति। ऑप्टिकल अक्ष से अलग-अलग दूरी पर वस्तु के बिंदुओं को अलग-अलग आवर्धन के साथ दर्शाया गया है।

लेज़र सुधार विपथन के सुधार में एकाधिकार नहीं है। कुछ प्रकार के उच्च-क्रम विपथन की भरपाई के लिए कृत्रिम लेंस और कॉन्टैक्ट लेंस पहले ही विकसित किए जा चुके हैं।

विपथन के नेत्र संबंधी वर्गीकरण में भ्रमण

विपथन तीन मुख्य समूहों में विभाजित हैं:

विवर्तक;

रंगीन;

मोनोक्रोमैटिक।

विचलित विपथनदिखाई देते हैं जब प्रकाश की किरण किसी अपारदर्शी वस्तु के पास से गुजरती है। प्रकाश तरंग एक पारदर्शी माध्यम (वायु) और एक अपारदर्शी माध्यम के बीच एक स्पष्ट सीमा के पास से गुजरते हुए अपनी दिशा से विचलित हो जाती है। आँख में ऐसा अपारदर्शी माध्यम परितारिका है। प्रकाश किरण का वह भाग जो पुतली के केंद्र में नहीं, बल्कि उसके किनारे से गुजरता है, विक्षेपित होता है, जिससे परिधि के साथ प्रकाश का बिखराव होता है।

रंगीन पथांतरणनिम्नलिखित के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है ऑप्टिकल घटना. सूरज की रोशनी, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, इसमें प्रकाश तरंगें बहुत विविध हैं अलग लंबाई. दृश्यमान प्रकाश कम तरंग दैर्ध्य बैंगनी से लंबी तरंग दैर्ध्य लाल तक होता है। दृश्यमान प्रकाश के स्पेक्ट्रम को याद करने के लिए गिनती कविता याद रखें - इंद्रधनुष के रंग? "हर शिकारी जानना चाहता है कि तीतर कहाँ बैठता है।"

लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, नीला, बैंगनी।

इनमें से प्रत्येक प्रकार की किरणों का अपना अपवर्तक सूचकांक होता है। प्रत्येक रंग अपने तरीके से कॉर्निया और लेंस में अपवर्तित होता है। मोटे तौर पर, वस्तु के नीले और हरे भागों की छवि को रेटिना द्वारा एमेट्रॉन के पास केंद्रित किया जाता है, और लाल भाग इसके पीछे केंद्रित होते हैं। नतीजतन, रेटिना पर रंगीन वस्तु की छवि काले और सफेद की तुलना में अधिक धुंधली होती है। यह रंगीन विपथन से जुड़े प्रभाव पर है कि 3डी वीडियो आधारित है।

मोनोक्रोमैटिक विपथन,वास्तव में, वे अपवर्तक सर्जनों के अध्ययन का मुख्य विषय हैं। यह मोनोक्रोमैटिक विपथन है जो उच्च और निम्न क्रम के विपथन में विभाजित हैं। निम्नतम क्रम के मोनोक्रोमैटिक विपथन: मायोपिया, हाइपरोपिया और दृष्टिवैषम्य। उच्च-क्रम मोनोक्रोमैटिक विपथन: गोलाकार विपथन, कोमा, तिरछी किरण दृष्टिवैषम्य, क्षेत्र वक्रता, विकृति, अनियमित विपथन।

एक उच्च क्रम के मोनोक्रोमैटिक विपथन के परिसर का वर्णन करने के लिए, ज़र्निके (ज़र्निके) के गणितीय औपचारिकता के बहुपदों का उपयोग किया जाता है। यह अच्छा है अगर वे शून्य के करीब हैं, और वेवफ्रंट आरएमएस (रूट मीन स्क्वायर) का मानक विचलन तरंग दैर्ध्य से कम या 0.038 माइक्रोन (मारेचल मानदंड) के बराबर है। हालाँकि, ये अपवर्तक सर्जरी की सूक्ष्मताएँ हैं।

Zernike Polynomials की मानक तालिकासातवें क्रम तक विपथन के त्रि-आयामी चित्रण का एक प्रकार है: डिफोकस, दृष्टिवैषम्य, तिरछी किरण दृष्टिवैषम्य, कोमा, गोलाकार विपथन, ट्रेफिल, क्वाट्रेफिल और इतने पर, ऑक्ट्रेफिल तक (ट्रेफिल, टेट्राफिल, पेंटाफिल, हेक्साफिल। ..) "शेमरॉक" बढ़ी हुई ऑप्टिकल शक्ति वाले सर्कल के तीन से आठ समान क्षेत्रों से हैं। उनकी घटना स्ट्रोमा तंतुओं के मुख्य केन्द्रापसारक दिशाओं से जुड़ी हो सकती है, एक प्रकार की कॉर्नियल सख्त पसलियां।

आँख की विपथन तस्वीर बहुत गतिशील है। एकवर्णी विपथन रंगीन विपथन को छिपा देते हैं। जब पुतली को एक गहरे कमरे में फैलाया जाता है, गोलाकार विपथन बढ़ जाता है, लेकिन विवर्तन विपथन कम हो जाता है, और इसके विपरीत। समायोजित करने की क्षमता में उम्र से संबंधित कमी के साथ, उच्च क्रम के विपथन, जो पहले एक उत्तेजना थे और आवास की सटीकता में वृद्धि हुई थी, दृष्टि की गुणवत्ता को कम करना शुरू करते हैं।

इसलिए, प्रत्येक व्यक्ति की दृष्टि पर प्रत्येक प्रकार के विपथन के सकारात्मक और नकारात्मक प्रभावों के महत्व को निर्धारित करना वर्तमान में कठिन है।

प्रीऑपरेटिव परीक्षा में एब्रोमेट्री (केराटोटोपोग्राफी फ़ंक्शन के साथ) की भूमिका

इस बारे में सब कुछ पहले ही कहा जा चुका है। एब्रोमेट्री डेटा के अनुसार, एक व्यक्तिगत वेवफ्रंट मैप संकलित किया जाता है, जिसके मापदंडों के अनुसार एक व्यक्तिगत लेजर सुधार किया जाता है। अधिकांश रोगियों में, उच्च-क्रम विपथन का स्तर, इसे हल्के ढंग से रखने के लिए, बहुत छोटा होता है। और व्यक्तिगत लेजर पृथक्करण का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है। पर्याप्त डेटा ऑटोरेफ्रेक्टोकेरेटोमेट्री। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि आपको निजीकरण का पीछा नहीं करना चाहिए। आखिरकार, यदि आपके पास विपथन है, तो उनका पता केवल एबेरोमेट्री से लगाया जा सकता है। और जब ठीक किया जाता है, तो आपको चश्मे या यहां तक ​​कि कॉन्टैक्ट लेंस के साथ पहले की तुलना में बेहतर दृश्य तीक्ष्णता प्राप्त होने की अधिक संभावना होती है।

चावल। 17.आई वेवफ्रंट एनालाइजर (केराटोटोपोग्राफी फंक्शन के साथ एबरोमीटर)। केराटोटोपोग्राफी का सार इस प्रकार है। चमकदार संकेंद्रित वृत्त (प्लासीडो डिस्क) (बी) कॉर्निया की पूर्वकाल सतह पर प्रक्षेपित होते हैं और उनका प्रतिबिंब उपकरण (ए) द्वारा खींचा जाता है। अनुमानित और परावर्तित हलकों के मापदंडों के बीच अंतर से, डिवाइस 10,000 बिंदुओं में कॉर्निया की वक्रता की गणना करता है और अपवर्तन का "नक्शा" बनाता है।

वैयक्तिकृत लेज़र एब्लेशन का उपयोग पूर्व-सुधार के लिए, अन्य सर्जरी के बाद सुधार के लिए और पतले कॉर्निया के लिए भी किया जाता है।

डायग्नोस्टिक्स के लिए जैसे कि, पैथोलॉजी की खोज, यहां मुख्य बात केराटोकोनस को याद नहीं करना है।

केराटोकोनस के बारे में अधिक

एक अपवर्तक सर्जन के लिए उचित उपकरण के साथ केराटोकोनस की पहचान करना काफी आसान है। लेकिन यह समस्या नहीं है। समस्या जिम्मेदारी है। एक सैपर के काम की जटिलता की तरह, न केवल शिल्प की पेचीदगियों के ज्ञान में। कठिनाई यह है कि सैपर से केवल एक बार गलती होती है। आप केराटोकोनस के साथ गलत नहीं हो सकते। कभी नहीँ। और इसके लिए आपको इसके अप्रत्यक्ष संकेतों को लगातार ध्यान में रखना होगा:

मायोपिक दृष्टिवैषम्य अधिक बार तिरछी कुल्हाड़ियों के साथ होता है;

कॉर्निया की ऑप्टिकल शक्ति 46 डायोप्टर्स से अधिक है;

पतला कॉर्निया;

चश्मे के बिना आश्चर्यजनक रूप से अच्छी दृष्टि और दृष्टिवैषम्य होने पर चश्मे के साथ आश्चर्यजनक रूप से खराब;

दृष्टिवैषम्य की प्रगति;

कॉर्निया का स्थानीय फलाव, अक्सर निचले क्षेत्र में।

यह एक फलाव है और कब चूकना असंभव है केराटोटोपोग्राफी (या एबरोमेट्री). फलाव ऑप्टिकल शक्ति में वृद्धि के साथ है। रंग संकेत के लिए आम तौर पर स्वीकृत मानक एक वेवफ्रंट छवि में नीले रंग में कम ऑप्टिकल शक्ति (डायोप्टर) वाले क्षेत्रों को पेंट करता है, और एक बड़े रंग के साथ लाल। शास्त्रीय केराटोकोनस कॉर्निया के निचले दाएं या निचले बाएं क्षेत्र में लाल रंग के पैच जैसा दिखता है।

वैसे, सामान्य दृष्टिवैषम्य उच्च डिग्रीलाल तितली जैसा दिखता है। कभी-कभी इस तितली के पंख अपनी समरूपता खो देते हैं। एक पंख विशाल हो जाता है, नीचे की ओर खिसक जाता है और दूसरा घट जाता है। एक घंटे के गिलास में रेत की तरह, ऑप्टिकल पावर ऊपर से नीचे तक बहती है। यह पहले से ही केराटोकोनस का प्रकटन हो सकता है। इस मामले में लेजर करेक्शन करना असंभव है।

LASIK बदतर होने के बाद प्राप्त विपथन को कौन सहन करता है?

एक अस्थिर मानस और एक विस्तृत पुतली वाले युवा। प्रकाश में हम में से प्रत्येक की पुतली का आकार भिन्न होता है। औसतन, तीन मिलीमीटर, लेकिन कुछ जन्म से कुछ मिलीमीटर अधिक होते हैं। और पुतली जितनी बड़ी होगी, कॉर्निया और लेंस का क्षेत्रफल उतना ही बड़ा होगा जो दृष्टि के कार्य में भाग लेता है। और अधिक छोटे खुरदरापन छवि को विकृत करते हैं। एक नियम के रूप में, मस्तिष्क ऐसी छोटी चीजों पर ध्यान नहीं देता है। जिस तरह यह दृश्य जानकारी (ज्यादातर मायोपिक लोगों के पास है) से कांच के शरीर में तैरने वाली अपारदर्शिता को बाहर करता है, और एक व्यक्ति केवल कभी-कभी उन पर ध्यान देता है, अंधाधुंध सफेद बर्फ को देखता है या, एक उज्ज्वल कंप्यूटर स्क्रीन पर कहता है। लेकिन सूक्ष्म, रचनात्मक, नर्वस नर्वस में, धारणा अक्सर तेज होती है, और यह इस तथ्य में योगदान दे सकता है कि वे इस तरह की उत्तेजनाओं पर लगातार ध्यान देते हैं। यह कोई वक्रोक्ति नहीं है, यह एक विशेषता है। तंत्रिका तंत्र, जैसे कि एक व्यक्तिगत दर्द दहलीज।

ऐसे मामलों में, आप मस्तिष्क में विपथन के लिए एक लत विकसित करने की कोशिश कर सकते हैं, या बल्कि, एक महीने के लिए पुतली (पाइलोकार्पिन) को संकीर्ण करने वाली बूंदों को टपकाकर इस समस्या से अपना ध्यान हटा सकते हैं। यदि यह रणनीति विफल हो जाती है, तो उच्च-क्रम विपथन को कम करने के लिए आपको एक अतिरिक्त सुधार करना होगा।

रोज़मर्रा के अभ्यास में कहाँ एक नेत्र रोग विशेषज्ञ को उच्च-क्रम विपथन का सामना करना पड़ सकता है?

केराटोकोनस में, पूर्ण तमाशा सुधार के साथ दृश्य तीक्ष्णता अक्सर 1.0 से कम हो जाती है। तीन मिलीमीटर या उससे कम के डायाफ्राम के माध्यम से दृष्टि की जाँच करते समय, दृश्य तीक्ष्णता में काफी सुधार होता है (ऊपर देखें)। दोनों ही मामलों में, जो हो रहा है उसका कारण विपथन में है।

एक कृत्रिम लेंस के आरोपण के साथ मोतियाबिंद हटाने के बाद, रोगी अक्सर पूर्ण चश्मा सुधार के साथ भी 1.0 नहीं देख पाता है। सभी मामलों में नहीं, यह रेटिना, अंबीलोपिया या द्वितीयक मोतियाबिंद के रोगों के कारण होता है।

कृत्रिम लेंस का व्यास प्राकृतिक लेंस से छोटा होता है। कभी-कभी कृत्रिम लेंस असमान रूप से खड़ा हो सकता है। कॉर्निया चीरा के साथ ऑपरेशन के दौरान, कॉर्निया का गोलाकार आकार बदल जाता है। ये सभी कारण उच्च क्रम के विपथन का कारण बनते हैं। अत्यधिक मामलों में, उन्हें व्यक्तिगत लेजर सुधार (अगले अध्याय में बायोऑप्टिक्स पर अधिक) द्वारा कम किया जा सकता है।

तथाकथित रतौंधी में एब्रोमेट्री करना समझ में आता है, जो शाम के समय दृश्य तीक्ष्णता में गिरावट से प्रकट होता है, लेकिन गंभीर रेटिनल रोगों (टेपेटोरेटिनल एबियोट्रॉफी, आदि) के संकेतों के साथ नहीं होता है।

कई उदाहरण हैं। यदि विचलन का संदेह है, तो रोगी को अपवर्तक सर्जरी केंद्र में जांच के लिए भेजा जा सकता है।

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ऑप्टिकल सिस्टम का विचलन(लैटिन से विपथन- विचलन) - ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा बनाई गई छवियों में विकृतियाँ, त्रुटियाँ या त्रुटियाँ। उनकी घटना का कारण यह है कि किरण उस दिशा से विचलित हो जाती है जिसमें उसे आदर्श के करीब एक ऑप्टिकल सिस्टम में जाना होगा। ऑप्टिकल सिस्टम से निकलने वाली किरणों के बीम की संरचना में समरूपता (विशिष्टता, पत्राचार या रंगाई) के विभिन्न उल्लंघन विपथन की विशेषता है।

ऑप्टिकल सिस्टम में सबसे आम प्रकार के विपथन हैं:

1. गोलाकार विचलन।यह छवि की कमी की विशेषता है। इसके साथ, वस्तु के एक बिंदु से निकलने वाली प्रकाश किरणें, ऑप्टिकल सिस्टम की धुरी के पास से गुजरती हैं, और सिस्टम के अक्ष से दूरस्थ भागों से गुजरने वाली किरणें एक बिंदु पर एकत्रित नहीं होती हैं।

2. किसके लिए।यह उस विपथन का नाम है जो ऑप्टिकल सिस्टम के माध्यम से प्रकाश किरणों के तिरछे मार्ग के दौरान होता है। नतीजतन, इसकी धुरी के सापेक्ष किरणों के बीम की समरूपता का उल्लंघन होता है, और बिंदु की छवि (जो सिस्टम द्वारा बनाई गई है) एक असममित बिखरने वाली जगह का रूप लेती है।

3. दृष्टिवैषम्य।के बारे में इस विपथन के बी वे कहते हैं जब प्रकाश तरंगऑप्टिकल सिस्टम के पारित होने के दौरान विरूपण से गुजरता है। नतीजतन, एक विकृति देखी जाती है, जिसमें वस्तु के एक बिंदु से निकलने वाली किरणें एक बिंदु पर प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, लेकिन एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर दो परस्पर लंबवत खंडों में स्थित होती हैं। ऐसे बीम को दृष्टिवैषम्य कहा जाता है।

4. विरूपण।यह एक विपथन का नाम है, जो वस्तु और वस्तु की छवि के बीच ज्यामितीय समानता के उल्लंघन की विशेषता है। यह छवि के विभिन्न भागों में रैखिक ऑप्टिकल आवर्धन की असमानता के कारण होता है।

5. छवि क्षेत्र की वक्रता।इस विपथन के साथ, एक प्रक्रिया देखी जाती है जब एक सपाट वस्तु की छवि घुमावदार सतह पर तेज होती है, न कि समतल पर, जैसा कि होना चाहिए।

ऑप्टिकल सिस्टम के उपरोक्त सभी प्रकार के विपथन को ज्यामितीय या सेडेल विपथन कहा जाता है। वास्तविक प्रणालियों में, कुछ प्रकार के ज्यामितीय विपथन अत्यंत दुर्लभ हैं। बहुत अधिक बार हम सभी विपथनों के सहजीवन का निरीक्षण कर सकते हैं। और कुछ प्रकार के विपथन की पहचान करने की विधि एक कृत्रिम तकनीक है जिसे घटना के विश्लेषण को सुविधाजनक बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

वहीं, वर्ण विपथन भी होता है। यह जुड़ाव देखा जाता है विपथन के प्रकार और प्रकाश के तरंग दैर्ध्य पर ऑप्टिकल मीडिया के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता के बारे में। इस विपथन की अभिव्यक्ति ऑप्टिकल सिस्टम में देखी जाती है जिसमें अपवर्तक सामग्री के तत्व शामिल होते हैं। उदाहरण के लिए, लेंस। यह भी ध्यान दें कि दर्पण स्वाभाविक रूप से अक्रोमेटिक होते हैं।

रंगीन विपथन की अभिव्यक्ति तब देखी जा सकती है जब छवि का बाहरी रंग होता है, और जब वस्तु की छवि में रंग आकृति दिखाई देती है, जो पहले वस्तु में नहीं देखी गई थी। रंगीन विपथन ऑप्टिकल मीडिया के फैलाव (संचरित प्रकाश तरंग की लंबाई पर ऑप्टिकल सामग्री के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता) के कारण होता है। उन्हीं से ऑप्टिकल सिस्टम बनता है।

इन विपथन में रंगीन विपथन या स्थितीय क्रोमैटिज़्म (कभी-कभी "अनुदैर्ध्य क्रोमैटिज़्म" कहा जाता है) और रंगीन विपथन या आवर्धन क्रोमैटिज़्म शामिल हैं।

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ऑप्टिकल सिस्टम का विचलन (लैटिन एबेरेशियो - चोरी से), ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा बनाई गई छवियों का विरूपण। वे उसमें नजर आ रहे हैं ऑप्टिकल छवियांबिल्कुल अलग नहीं हैं, गलत तरीके से वस्तुओं के अनुरूप हैं या रंगीन हैं। विपथन कई प्रकार के होते हैं। सबसे आम रंगीन विपथन और निम्नलिखित ज्यामितीय विपथन हैं: गोलाकार, दृष्टिवैषम्य, कोमा, विरूपण, छवि क्षेत्र वक्रता।

गोलाकार विपथन इस तथ्य में निहित है कि किसी वस्तु के एक बिंदु द्वारा उत्सर्जित प्रकाश किरणें और उनमें से कुछ ऑप्टिकल अक्ष के पास से गुजरती हैं, और अन्य अक्ष से दूरस्थ प्रणाली के कुछ हिस्सों के माध्यम से, एक बिंदु पर एकत्रित नहीं होती हैं। नतीजतन, अक्ष के लंबवत स्क्रीन पर किरणों के समानांतर किरण द्वारा बनाई गई छवि एक बिंदु की तरह नहीं दिखती है, लेकिन एक उज्ज्वल कोर के साथ एक चक्र और चमक में कमजोर पड़ने वाला एक प्रभामंडल (प्रकीर्णन का तथाकथित चक्र)। लेंसों (सामूहिक और अपसारी) के एक विशेष चयन के साथ, गोलाकार विपथन को लगभग पूरी तरह से समाप्त किया जा सकता है।

दृष्टिवैषम्य इस तथ्य में प्रकट होता है कि एक बिंदु की छवि जो मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित नहीं है, एक बिंदु नहीं है, लेकिन दो परस्पर लंबवत रेखाएं एक दूसरे से कुछ दूरी पर विभिन्न विमानों में स्थित हैं। इन विमानों के बीच के खंडों में एक बिंदु की छवियों में दीर्घवृत्त (चित्र 1) का रूप होता है। दृष्टिवैषम्य उस पर प्रकाश किरण के विभिन्न क्रॉस-सेक्शनल विमानों में ऑप्टिकल सतह की असमान वक्रता के कारण होता है और या तो ऑप्टिकल सिस्टम की विषमता के कारण होता है (उदाहरण के लिए, बेलनाकार लेंस में), या पारंपरिक गोलाकार लेंस में जब प्रकाश किरण अक्ष पर एक बड़े कोण पर गिरती है। दृष्टिवैषम्य को लेंस चुनकर ठीक किया जाता है ताकि एक दूसरे के दृष्टिवैषम्य की भरपाई कर सके। दृष्टिवैषम्य मानव आँख द्वारा धारण किया जा सकता है (नेत्र दृष्टिवैषम्य देखें)।

ऑप्टिकल सिस्टम पर किरणों की तिरछी घटना के साथ, किरण समरूपता के उल्लंघन के परिणामस्वरूप, एक और विपथन उत्पन्न होता है - कोमा, जिसमें एक बिंदु की छवि एक असममित प्रकीर्णन स्थान का रूप लेती है। इसके आयाम ऑप्टिकल प्रणाली के कोणीय छिद्र के वर्ग और ऑप्टिकल अक्ष से बिंदु-वस्तु की कोणीय दूरी के समानुपाती होते हैं। परवलयिक दर्पणों के साथ दूरबीनों में कोमा बड़ा है। लेंस के चयन से किसी को ठीक करें।

विरूपण एक वस्तु और उसकी छवि के बीच ज्यामितीय समानता के उल्लंघन की विशेषता है। विरूपण छवि के विभिन्न क्षेत्रों में ऑप्टिकल प्रणाली के असमान रैखिक आवर्धन के कारण होता है। विकृतियों का एक उदाहरण जो विरूपण के साथ एक प्रणाली देता है, चित्र 2 में दिखाया गया है। केंद्रीय वर्ग के बाईं ओर इसकी छवि पंकुशन (सकारात्मक) विरूपण के कारण विकृत है, दाईं ओर - बैरल (नकारात्मक) विरूपण के कारण विकृत है। लेंस के चयन से विकृति समाप्त हो जाती है।

क्षेत्र की वक्रता एक अक्षीय ऑप्टिकल प्रणाली का एक विपथन है, यह इस तथ्य में निहित है कि एक सपाट वस्तु की छवि समतल नहीं होती है, जैसा कि एक आदर्श प्रणाली में होना चाहिए, लेकिन एक घुमावदार सतह पर . जटिल ऑप्टिकल प्रणालियों में, विभिन्न वक्रता की सतहों के साथ लेंसों को मिलाकर क्षेत्र वक्रता को ठीक किया जाता है।

ऑप्टिकल सिस्टम में एक ही समय में कई विपथन हो सकते हैं, उन सभी को एक साथ समाप्त करना बहुत ही कठिन है मुश्किल कार्य. आमतौर पर, ऑप्टिकल सिस्टम के उद्देश्य के आधार पर विचलन आंशिक रूप से समाप्त हो जाते हैं। कुछ मामलों में, अनुकूली प्रकाशिकी विधियों का उपयोग किया जाता है।

रंगीन विपथन प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर मीडिया के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता से संबंधित है।

लेंस फ्रेम, डायाफ्राम आदि पर प्रकाश विवर्तन के परिणामस्वरूप एक ऑप्टिकल प्रणाली द्वारा बनाई गई छवियों में दोष भी उत्पन्न होते हैं। सिद्धांत रूप में इस तरह के विपथन को समाप्त नहीं किया जा सकता है, हालांकि उन्हें कम किया जा सकता है। लेकिन वे आमतौर पर छवि को उतना प्रभावित नहीं करते हैं जितना कि ज्यामितीय और रंगीन।

लिट।: बॉर्न एम।, वुल्फ ई। फंडामेंटल ऑफ ऑप्टिक्स। दूसरा संस्करण। एम।, 1973; Slyusarev GG ऑप्टिकल सिस्टम की गणना। दूसरा संस्करण। एल।, 1975।

ऑप्टिकल सिस्टम का विचलन- ऑप्टिकल सिस्टम में छवि में त्रुटि या त्रुटि, बीम के उस दिशा से विचलन के कारण होती है जिसमें उसे एक आदर्श ऑप्टिकल सिस्टम में जाना होगा। विपथन की विशेषता है कुछ अलग किस्म काऑप्टिकल सिस्टम से निकलने वाली किरणों के बीम की संरचना में समरूपता का उल्लंघन।

सटीक ज्यामितीय-ऑप्टिकल फ़ार्मुलों का उपयोग करके प्रत्यक्ष गणना द्वारा किरणों के निर्देशांक की तुलना करके, और लगभग - विपथन के सिद्धांत के सूत्रों का उपयोग करके विपथन का मान प्राप्त किया जा सकता है।

इस मामले में, किरण प्रकाशिकी के मानदंड और तरंग प्रकाशिकी की अवधारणाओं के आधार पर विचलन को चिह्नित करना संभव है। पहले मामले में, समरूपता से विचलन बिंदु छवियों में ज्यामितीय विपथन और किरण प्रकीर्णन के विचार के माध्यम से व्यक्त किया गया है। दूसरे मामले में, ऑप्टिकल प्रणाली के माध्यम से पारित एक गोलाकार प्रकाश तरंग के विरूपण का अनुमान लगाया गया है, जो कि तरंग विपथन की अवधारणा को पेश करता है। विवरण के दोनों तरीके आपस में जुड़े हुए हैं, एक ही स्थिति का वर्णन करते हैं और केवल विवरण के रूप में भिन्न होते हैं।

एक नियम के रूप में, यदि लेंस में बड़े विपथन हैं, तो उन्हें ज्यामितीय विपथन के मूल्यों द्वारा चिह्नित करना आसान है, और यदि वे छोटे हैं, तो वेव ऑप्टिक्स की अवधारणाओं के आधार पर।

विपथन को मोनोक्रोमैटिक में विभाजित किया जा सकता है, जो कि किरणों के मोनोक्रोम बीम में निहित है, और।

मोनोक्रोमैटिक विपथन

वास्तविक प्रणालियों में, कुछ प्रकार के मोनोक्रोमैटिक विपथन लगभग कभी नहीं होते हैं। वास्तव में, सभी विपथनों का एक संयोजन देखा जाता है, और व्यक्तिगत प्रकार के विपथन (किसी भी क्रम के) का चयन करके एक जटिल विपथन बिखरने वाली आकृति का अध्ययन एक कृत्रिम तकनीक से ज्यादा कुछ नहीं है जो घटना के विश्लेषण की सुविधा प्रदान करता है।

उच्च कोटि के एकवर्णी विपथन

एक नियम के रूप में, बिखरने वाले आंकड़ों में किरणों के वितरण की तस्वीर इस तथ्य से विशेष रूप से जटिल है कि सभी तीसरे क्रम के विपथन के संयोजन पर उच्च क्रम के विपथन को आरोपित किया जाता है। यह वितरण वस्तु बिंदु और सिस्टम छेद की स्थिति के साथ स्पष्ट रूप से बदलता है। उदाहरण के लिए, पांचवें क्रम का गोलाकार विपथन, तीसरे क्रम के गोलाकार विपथन के विपरीत, ऑप्टिकल अक्ष पर एक बिंदु पर अनुपस्थित होता है, लेकिन यह उससे दूरी के वर्ग के अनुपात में बढ़ता है।

उच्च क्रम विपथन का प्रभाव लेंस के सापेक्ष एपर्चर के बढ़ने के साथ बढ़ता है, और इतनी जल्दी कि, व्यवहार में, तेज़ लेंस के ऑप्टिकल गुणों को विपथन के उच्च क्रम द्वारा सटीक रूप से निर्धारित किया जाता है।

ऑप्टिकल सिस्टम (ट्रेसिंग) के माध्यम से किरणों के पथ की सटीक गणना के आधार पर उच्च क्रम विपथन के मूल्यों को ध्यान में रखा जाता है। एक नियम के रूप में, ऑप्टिकल मॉडलिंग (कोड V, OSLO, ZEMAX, आदि) के लिए विशेष कार्यक्रमों के उपयोग के साथ।

रंगीन पथांतरण

ऑप्टिकल मीडिया के फैलाव के कारण रंगीन विपथन जिससे ऑप्टिकल सिस्टम बनता है, यानी ऑप्टिकल सामग्री के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता जिससे ऑप्टिकल सिस्टम के तत्व संचरित प्रकाश तरंग की लंबाई पर बने होते हैं।

वे खुद को छवि के बाहरी रंग में प्रकट कर सकते हैं, और वस्तु की छवि में रंगीन रूपों की उपस्थिति में, जो वस्तु में अनुपस्थित थे।

इन विपथन में स्थिति रंगीन विपथन (क्रोमैटिज़्म) शामिल है, जिसे कभी-कभी "अनुदैर्ध्य क्रोमैटिज़्म" कहा जाता है, और

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फोटोग्राफिक लेंस विपथन आखिरी चीज है जिसके बारे में एक शुरुआती फोटोग्राफर को सोचना चाहिए। वे आपकी तस्वीरों के कलात्मक मूल्य को बिल्कुल प्रभावित नहीं करते हैं, और चित्रों की तकनीकी गुणवत्ता पर उनका प्रभाव नगण्य है। फिर भी, यदि आप नहीं जानते कि अपने समय का क्या करना है, तो इस लेख को पढ़ने से आपको विभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल विपथन और उनसे निपटने के तरीके को समझने में मदद मिलेगी, जो निश्चित रूप से एक वास्तविक फोटो विद्वान के लिए अमूल्य है।

एक ऑप्टिकल प्रणाली का विचलन (हमारे मामले में, एक फोटोग्राफिक लेंस) छवि की एक अपूर्णता है, जो प्रकाश किरणों के उस पथ से विचलन के कारण होता है जिसका उन्हें एक आदर्श (पूर्ण) ऑप्टिकल सिस्टम में पालन करना चाहिए।

आदर्श लेंस से गुजरने वाले किसी भी बिंदु स्रोत से प्रकाश को मैट्रिक्स या फिल्म के तल पर एक अतिसूक्ष्म बिंदु बनाना चाहिए। वास्तव में, यह, निश्चित रूप से नहीं होता है, और मामला तथाकथित में बदल जाता है। आवारा स्थान, लेकिन ऑप्टिकल इंजीनियर जो लेंस विकसित करते हैं, आदर्श के जितना संभव हो उतना करीब आने की कोशिश करते हैं।

मोनोक्रोमैटिक विपथन हैं, जो किसी भी तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश की किरणों में समान रूप से निहित हैं, और रंगीन, तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है, अर्थात। रंग से।

कोमा विपथन या कोमा तब होता है जब प्रकाश किरणें ऑप्टिकल अक्ष के कोण पर एक लेंस से होकर गुजरती हैं। नतीजतन, फ्रेम के किनारों पर बिंदु प्रकाश स्रोतों की छवि एक ड्रॉप-जैसी (या, गंभीर मामलों में, धूमकेतु जैसी) आकार की असममित बूंदों का रूप ले लेती है।

हास्य विपथन।

चौड़े खुले एपर्चर के साथ शूटिंग करते समय कोमा फ्रेम के किनारों पर ध्यान देने योग्य हो सकता है। क्योंकि एपर्चर लेंस के किनारे से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा को कम करता है, यह आमतौर पर कोमा विपथन को भी समाप्त करता है।

संरचनात्मक रूप से, कोमा को उसी तरह से लड़ा जाता है जैसे गोलाकार विपथन के साथ।

दृष्टिवैषम्य

दृष्टिवैषम्य इस तथ्य में प्रकट होता है कि प्रकाश की एक झुकी हुई (लेंस के ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर नहीं) बीम के लिए, मेरिडियनल प्लेन में पड़ी किरणें, यानी। जिस विमान से ऑप्टिकल अक्ष संबंधित है, वह धनु विमान में पड़ी किरणों से अलग तरह से केंद्रित होता है, जो भूमध्य रेखा के लंबवत होता है। यह अंततः ब्लर स्पॉट के असममित फैलाव की ओर जाता है। दृष्टिवैषम्य छवि के किनारों पर ध्यान देने योग्य है, लेकिन इसके केंद्र में नहीं।

दृष्टिवैषम्य को समझना मुश्किल है, इसलिए मैं इसे समझाने की कोशिश करूंगा सरल उदाहरण. अगर हम कल्पना करें कि पत्र की छवि एफ्रेम के शीर्ष पर स्थित है, तो लेंस की दृष्टिवैषम्यता के साथ यह इस तरह दिखेगा:

मेरिडियनल और सैजिटल फॉसी के बीच अस्थिर अंतर को ठीक करने के लिए, कम से कम तीन तत्वों की आवश्यकता होती है (आमतौर पर दो उत्तल और एक अवतल)।

एक आधुनिक लेंस में स्पष्ट दृष्टिवैषम्य आमतौर पर एक या एक से अधिक तत्वों के गैर-समानता को इंगित करता है, जो एक स्पष्ट दोष है।

छवि क्षेत्र की वक्रता से अभिप्राय बहुत सारे लेंसों की घटना विशेषता से है, जिसमें एक तेज छवि होती है समतलवस्तु लेंस द्वारा समतल पर नहीं, बल्कि एक निश्चित घुमावदार सतह पर केंद्रित होती है। उदाहरण के लिए, बहुत सारे वाइड एंगल लेंसछवि क्षेत्र का एक स्पष्ट वक्रता है, जिसके परिणामस्वरूप फ्रेम के किनारों को केंद्र की तुलना में पर्यवेक्षक के करीब केंद्रित किया जाता है। टेलीफोटो लेंस के लिए, छवि क्षेत्र की वक्रता आमतौर पर कमजोर रूप से व्यक्त की जाती है, और मैक्रो लेंस के लिए इसे लगभग पूरी तरह से ठीक किया जाता है - आदर्श फोकस का विमान वास्तव में सपाट हो जाता है।

क्षेत्र की वक्रता को एक विपथन माना जाता है, क्योंकि फ्रेम के केंद्र पर फोकस के साथ एक सपाट वस्तु (एक टेस्ट टेबल या एक ईंट की दीवार) की तस्वीर लेते समय, इसके किनारे अनिवार्य रूप से फोकस से बाहर हो जाएंगे, जिसे गलत माना जा सकता है। धुंधला लेंस। लेकिन वास्तविक फोटोग्राफिक जीवन में, हम शायद ही कभी सपाट वस्तुओं का सामना करते हैं - हमारे चारों ओर की दुनिया त्रि-आयामी है - और इसलिए मैं वाइड-एंगल लेंस में निहित क्षेत्र वक्रता को उनके नुकसान से अधिक लाभ के रूप में मानता हूं। छवि क्षेत्र की वक्रता वह है जो अग्रभूमि और पृष्ठभूमि दोनों को एक ही समय में समान रूप से तेज करने की अनुमति देती है। खुद के लिए न्यायाधीश: अधिकांश चौड़े-कोण रचनाओं का केंद्र दूरी में है, जबकि फ्रेम के कोनों के करीब, साथ ही नीचे, अग्रभूमि वस्तुएं हैं। क्षेत्र की वक्रता दोनों को तेज बनाती है, हमें एपर्चर को बहुत अधिक बंद करने से बचाती है।

मैदान की वक्रता ने दूर के पेड़ों पर ध्यान केंद्रित करने के साथ-साथ नीचे बाईं ओर संगमरमर के तेज ब्लॉकों को प्राप्त करना संभव बना दिया।
इस दृश्य में आकाश में कुछ धुंधलापन और दाईं ओर दूर की झाड़ियों ने मुझे ज्यादा परेशान नहीं किया।

हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि छवि क्षेत्र के एक स्पष्ट वक्रता वाले लेंस के लिए, ऑटो फोकस विधि अनुपयुक्त है, जिसमें आप पहले केंद्रीय फोकस सेंसर का उपयोग करके अपने निकटतम वस्तु पर ध्यान केंद्रित करते हैं, और फिर फ्रेम को पुनः संयोजित करते हैं (देखें " ऑटोफोकस का उपयोग कैसे करें")। चूंकि विषय तब फ्रेम के केंद्र से परिधि की ओर जाएगा, आप क्षेत्र की वक्रता के कारण फ्रंट फोकस प्राप्त करने का जोखिम उठाते हैं। पूर्ण ध्यान केंद्रित करने के लिए, आपको उचित समायोजन करना होगा।

विरूपण

विरूपण एक विपथन है जिसमें लेंस सीधी रेखाओं को सीधी रेखा के रूप में चित्रित करने से इंकार कर देता है। ज्यामितीय रूप से, इसका अर्थ लेंस के देखने के क्षेत्र में रैखिक वृद्धि में बदलाव के कारण वस्तु और उसकी छवि के बीच समानता का उल्लंघन है।

विकृति के दो सबसे आम प्रकार हैं: पिनकुशन और बैरल।

पर बैरल विरूपणजैसे ही आप लेंस के ऑप्टिकल अक्ष से दूर जाते हैं, रेखीय आवर्धन कम हो जाता है, जिससे फ्रेम के किनारों पर सीधी रेखाएँ बाहर की ओर मुड़ जाती हैं और छवि उत्तल दिखाई देती है।

पर पिनकुशन विकृतिरेखीय आवर्धन, इसके विपरीत, ऑप्टिकल अक्ष से दूरी के साथ बढ़ता है। सीधी रेखाएँ अंदर की ओर झुकती हैं और छवि अवतल दिखाई देती है।

इसके अलावा, जटिल विकृति तब होती है, जब ऑप्टिकल अक्ष से दूर जाने पर रैखिक वृद्धि पहले घट जाती है, लेकिन फ्रेम के कोनों के करीब यह फिर से बढ़ने लगती है। ऐसे में सीधी रेखाएं मूंछ का रूप ले लेती हैं।

ज़ूम लेंस में विरूपण सबसे अधिक स्पष्ट होता है, विशेष रूप से उच्च आवर्धन के साथ, लेकिन निश्चित लेंस के साथ भी ध्यान देने योग्य होता है फोकल लम्बाई. वाइड-एंगल लेंस में बैरल डिस्टॉर्शन की प्रवृत्ति होती है (फिशआई या फिशआई लेंस इस विरूपण का एक चरम उदाहरण हैं), जबकि टेलीफोटो लेंस में पिनकुशन विरूपण होने की संभावना अधिक होती है। सामान्य लेंस विरूपण से सबसे कम प्रभावित होते हैं, लेकिन केवल अच्छे मैक्रो लेंस ही इसे पूरी तरह से ठीक कर सकते हैं।

ज़ूम लेंस अक्सर बैरल विरूपण प्रदर्शित करते हैं चौड़ा कोणऔर फोकल लेंथ रेंज के वस्तुतः विरूपण मुक्त मध्य के साथ टेली-पोजिशन पर पिनकुशन के आकार का विरूपण।

विरूपण की डिग्री ध्यान केंद्रित करने की दूरी के साथ भी भिन्न हो सकती है: कई लेंसों के साथ, पास के विषय पर ध्यान केंद्रित करने पर विरूपण स्पष्ट होता है, लेकिन अनंतता पर ध्यान केंद्रित करने पर लगभग अदृश्य हो जाता है।

21 वीं सदी में विकृति कोई बड़ी समस्या नहीं है। लगभग सभी रॉ कन्वर्टर्स और कई ग्राफिक संपादक आपको तस्वीरों को संसाधित करते समय विकृति को ठीक करने की अनुमति देते हैं, और कई आधुनिक कैमरे शूटिंग के समय इसे अपने दम पर करते हैं। उचित प्रोफ़ाइल के साथ विकृति का सॉफ़्टवेयर सुधार उत्कृष्ट परिणाम देता है और लगभगछवि तीक्ष्णता को प्रभावित नहीं करता है।

मैं यह भी नोट करना चाहता हूं कि व्यवहार में, विरूपण सुधार की इतनी बार आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि विरूपण ध्यान देने योग्य है नंगी आँखकेवल जब फ्रेम के किनारों (क्षितिज, इमारतों की दीवारों, स्तंभों) के साथ जानबूझकर सीधी रेखाएं होती हैं। ऐसे दृश्यों में जिनमें परिधि पर सख्ती से सीधे तत्व नहीं होते हैं, विकृति, एक नियम के रूप में, आंखों को बिल्कुल भी चोट नहीं पहुंचाती है।

रंगीन पथांतरण

रंगीन या रंग विपथन प्रकाश के फैलाव के कारण होता है। यह कोई रहस्य नहीं है कि एक ऑप्टिकल माध्यम का अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। छोटी तरंगों के लिए, अपवर्तन की डिग्री लंबी तरंगों की तुलना में अधिक होती है, अर्थात किरणों नीले रंग काअभिदृश्यक के लेंस लाल से अधिक अपवर्तित होते हैं। नतीजतन, विभिन्न रंगों की किरणों द्वारा बनाई गई किसी वस्तु की छवियां एक-दूसरे के साथ मेल नहीं खा सकती हैं, जिससे रंग की कलाकृतियां दिखाई देती हैं, जिन्हें रंगीन विपथन कहा जाता है।

काले और सफेद फोटोग्राफी में, रंगीन विपथन रंग के रूप में ध्यान देने योग्य नहीं होते हैं, लेकिन फिर भी, वे एक काले और सफेद छवि की तीक्ष्णता को काफी कम कर देते हैं।

रंगीन विपथन के दो मुख्य प्रकार हैं: स्थिति क्रोमैटिज़्म (अनुदैर्ध्य रंगीन विपथन) और आवर्धन क्रोमैटिज़्म (रंगीन आवर्धन अंतर)। बदले में, प्रत्येक रंगीन विपथन प्राथमिक या द्वितीयक हो सकता है। साथ ही, रंगीन विपथन में ज्यामितीय विपथन में रंगीन अंतर शामिल हैं, अर्थात अलग-अलग लंबाई की तरंगों के लिए मोनोक्रोमैटिक विपथन की अलग गंभीरता।

स्थिति वर्णवाद

स्थितीय वर्णवाद, या अनुदैर्ध्य रंगीन विपथन, तब होता है जब विभिन्न तरंग दैर्ध्य की प्रकाश किरणें विभिन्न विमानों में केंद्रित होती हैं। दूसरे शब्दों में, नीली किरणें लेंस के पिछले मुख्य तल के करीब केंद्रित होती हैं, और लाल किरणें हरी किरणों की तुलना में दूर केंद्रित होती हैं, अर्थात। नीला सामने के फोकस में है, और लाल पीछे के फोकस में है।

स्थिति वर्णवाद।

सौभाग्य से हमारे लिए, 18 वीं शताब्दी में स्थिति के वर्णवाद को ठीक करना सीखा गया था। विभिन्न अपवर्तक सूचकांकों वाले चश्मे से बने अभिसारी और अपसारी लेंसों के संयोजन से। नतीजतन, फ्लिंट (सामूहिक) लेंस के अनुदैर्ध्य रंगीन विपथन को मुकुट (फैलाने वाले) लेंस के विपथन द्वारा मुआवजा दिया जाता है, और विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाली प्रकाश किरणों को एक बिंदु पर केंद्रित किया जा सकता है।

स्थिति क्रोमैटिज्म का सुधार।

लेंस जिसमें क्रोमैटिज्म को सही किया जाता है उसे अक्रोमेटिक कहा जाता है। लगभग सभी आधुनिक लेंस अक्रोमैट हैं, इसलिए आप आज की स्थिति के वर्णवाद के बारे में सुरक्षित रूप से भूल सकते हैं।

क्रोमैटिज्म आवर्धन

आवर्धन क्रोमैटिज्म इस तथ्य के कारण होता है कि लेंस का रैखिक आवर्धन विभिन्न रंगों के लिए भिन्न होता है। नतीजतन, विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाले बीम द्वारा बनाई गई छवियों का आकार थोड़ा अलग होता है। चूंकि विभिन्न रंगों की छवियां लेंस के ऑप्टिकल अक्ष के साथ केंद्रित होती हैं, फ्रेम के केंद्र में आवर्धन वर्णवाद अनुपस्थित होता है, लेकिन इसके किनारों की ओर बढ़ जाता है।

ज़ूम क्रोमैटिज़्म एक छवि की परिधि में तेज विषम किनारों वाली वस्तुओं के चारों ओर एक रंगीन फ्रिंज के रूप में दिखाई देता है, जैसे कि चमकीले आकाश के खिलाफ गहरे पेड़ की शाखाएँ। ऐसे क्षेत्रों में जहां ऐसी वस्तुएं अनुपस्थित हैं, रंग की झालर ध्यान देने योग्य नहीं हो सकती है, लेकिन समग्र स्पष्टता अभी भी गिरती है।

लेंस डिजाइन करते समय, स्थिति क्रोमैटिज्म की तुलना में आवर्धन क्रोमैटिज्म को ठीक करना अधिक कठिन होता है, इसलिए यह विपथन काफी लेंसों में एक डिग्री या दूसरे में देखा जा सकता है। यह विशेष रूप से उच्च आवर्धन ज़ूम लेंस के लिए सच है, विशेष रूप से चौड़े कोण पर।

हालाँकि, आवर्धन वर्णवाद आज चिंता का कारण नहीं है, क्योंकि इसे सॉफ्टवेयर द्वारा आसानी से ठीक किया जा सकता है। सभी अच्छे रॉ कन्वर्टर्स रंगीन विपथन को स्वचालित रूप से दूर करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, जेपीईजी प्रारूप में शूटिंग करते समय अधिक से अधिक डिजिटल कैमरे विपथन सुधार से लैस होते हैं। इसका मतलब यह है कि कई लेंस जिन्हें अतीत में औसत दर्जे का माना जाता था, अब डिजिटल बैसाखियों की मदद से काफी अच्छी छवि गुणवत्ता प्रदान कर सकते हैं।

प्राथमिक और माध्यमिक रंगीन विपथन

रंगीन विपथन को प्राथमिक और द्वितीयक में विभाजित किया गया है।

विभिन्न रंगों की किरणों के अपवर्तन की विभिन्न डिग्री के कारण प्राथमिक रंगीन विपथन उनके मूल असंशोधित रूप में क्रोमैटिज़्म हैं। प्राथमिक विपथन की कलाकृतियाँ स्पेक्ट्रम के चरम रंगों - नीले-बैंगनी और लाल रंग में रंगी हुई हैं।

रंगीन विपथन को ठीक करते समय, स्पेक्ट्रम के किनारों पर रंगीन अंतर समाप्त हो जाता है, अर्थात। नीले और लाल बीम एक बिंदु पर ध्यान केंद्रित करना शुरू करते हैं, जो दुर्भाग्य से, हरे रंग के बीम के फोकसिंग बिंदु से मेल नहीं खा सकता है। इस मामले में, एक माध्यमिक स्पेक्ट्रम उत्पन्न होता है, क्योंकि प्राथमिक स्पेक्ट्रम (हरी किरणें) के मध्य के लिए रंगीन अंतर और इसके किनारों को एक साथ लाया जाता है (नीली और लाल किरणें) समाप्त नहीं होती हैं। ये द्वितीयक विपथन हैं, जिनमें से कलाकृतियाँ हरे और मैजेंटा में रंगी हैं।

जब आधुनिक अक्रोमेटिक लेंस के रंगीन विपथन के बारे में बात की जाती है, तो अधिकांश मामलों में उनका मतलब माध्यमिक आवर्धन वर्णवाद और केवल यही होता है। एपोक्रोमैट्स, यानी। लेंस जो प्राथमिक और द्वितीयक रंगीन विपथन दोनों को पूरी तरह से समाप्त कर देते हैं, उनका निर्माण करना बेहद कठिन होता है और कभी भी बड़े पैमाने पर उत्पादित होने की संभावना नहीं होती है।

स्फेरोक्रोमैटिज्म ज्यामितीय विपथन में रंगीन अंतर का एकमात्र उल्लेखनीय उदाहरण है और द्वितीयक स्पेक्ट्रम के चरम रंगों में आउट-ऑफ-फोकस क्षेत्रों के सूक्ष्म रंग के रूप में प्रकट होता है।

स्फेरोक्रोमैटिज़्म इसलिए होता है क्योंकि ऊपर चर्चा की गई गोलाकार विपथन को शायद ही कभी अलग-अलग रंगों की किरणों के लिए समान रूप से ठीक किया जाता है। नतीजतन, अग्रभूमि में धुंध के पैच में थोड़ी बैंगनी सीमा हो सकती है, और पृष्ठभूमि में - हरा। स्फेरोक्रोमैटिज्म उच्च-एपर्चर टेलीफोटो लेंस की सबसे विशेषता है जब एक विस्तृत खुले एपर्चर के साथ शूटिंग की जाती है।

चिंता करने लायक क्या है?

यह चिंता करने लायक नहीं है। सब कुछ जिसके बारे में आपको चिंता करने की ज़रूरत है, आपके लेंस डिजाइनरों ने सबसे अधिक संभावना पहले ही ध्यान रख ली है।

कोई आदर्श लेंस नहीं हैं, क्योंकि कुछ विपथन को ठीक करने से दूसरों की वृद्धि होती है, और लेंस के डिजाइनर, एक नियम के रूप में, इसकी विशेषताओं के बीच एक उचित समझौता खोजने की कोशिश करते हैं। आधुनिक ज़ूम में पहले से ही बीस तत्व होते हैं, और आपको उन्हें माप से परे जटिल नहीं करना चाहिए।

सभी आपराधिक विपथन को डेवलपर्स द्वारा बहुत सफलतापूर्वक ठीक किया जाता है, और जो बने रहते हैं उन्हें साथ लाना आसान होता है। अगर आपके लेंस में कोई है कमजोर पक्ष(और ऐसे लेंस बहुसंख्यक हैं), अपने काम में उन्हें बायपास करना सीखें। जब लेंस बंद कर दिया जाता है तो गोलाकार विपथन, कोमा, दृष्टिवैषम्य और उनके रंगीन अंतर कम हो जाते हैं (देखें "इष्टतम एपर्चर चुनना")। फोटो प्रोसेसिंग के दौरान विरूपण और आवर्धन क्रोमैटिज्म समाप्त हो जाते हैं। छवि क्षेत्र की वक्रता पर ध्यान केंद्रित करते समय अतिरिक्त ध्यान देने की आवश्यकता होती है, लेकिन यह घातक भी नहीं है।

दूसरे शब्दों में, खामियों के लिए उपकरण को दोष देने के बजाय, शौकिया फोटोग्राफर को अपने उपकरणों का अच्छी तरह से अध्ययन करके और उनकी खूबियों और अवगुणों के अनुसार उनका उपयोग करके खुद को सुधारना शुरू कर देना चाहिए।

आपके ध्यान देने के लिए धन्यवाद!

वसीली ए.

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