विफोकस विपथन

महत्वपूर्ण विफोकस विपथन के साथ क्रिसमस प्रकाश की एक छवि।

प्रकाशिकी में, विफोकस वह विपथन है जिसमें एक छवि केवल फोकस तल (ऑप्टिक्स) से बाहर होती है। यह विपथन प्रत्येक उस वस्तु से संबन्धित होता है जिसमे कैमरा, वीडियो कैमरा, सूक्ष्मदर्शी, टेलीस्कोप या दूरबीन का उपयोग किया जाता है। वैकल्पिक रूप से यह विफोकस पहचान सतह से दूर प्रकाशीय अक्ष के साथ फ़ोकस अक्ष को संदर्भित करता है। सामान्यतः विफोकस छवि की स्पष्टता और विषमता को कम करता है। एक दृश्य में तीव्र उच्च-विपरीत किनारे क्या होने चाहिए, धीरे-धीरे यह संक्रमण बन जाते हैं। दृश्य में अपेक्षाकृत रूप से प्रकाशीय विकिरण धुंधला हो जाता है या अदृश्य भी हो जाता है। लगभग सभी छवि बनाने वाले प्रकाशीय उपकरणों में विफोकस को कम करने और छवि गुणवत्ता को अधिकतम करने के लिए फोकस समायोजन का अपेक्षाकृत सूक्ष्म भाग सम्मिलित होता है।

प्रकाशिकी और फोटोग्राफी में

फोकस मे स्थानान्तरित की गई राशि के लिए छवि अस्पष्टता की अक्ष लेंस की संख्या f पर विपरीत रूप से निर्भर करती है। कम f-संख्या, जैसे f/1.4 से f/2.8, विफोकस के लिए बहुत संवेदनशील होते हैं और फोकस की बहुत उथली (शेल्लोव) गहराई होती है। उच्च f-संख्या, f/16 से f/32 दूरी में, विफोकस के प्रति अत्यधिक उपयोगी होते हैं और इसके परिणामस्वरूप फोकस की बड़ी गहराई होती है। f-संख्या में सीमित स्थिति पर पिनहोल कैमरा होता है जो लगभग f/100 से f/1000 पर कार्य कर रहा है, इस स्थिति में सभी वस्तु लगभग पिनहोल एपर्चर से उनकी दूरी का संरक्षण किए बिना फोकस में होती हैं। फोकस की इस उच्च गहराई को प्राप्त करने के लिए छवि की फिल्म या संवेदक पर बहुत प्रकाशकीय मंद विवर्तन के कारण सीमित विश्लेषण और बहुत लंबा उद्भासन समय होता है जो धुंधली गति के कारण छवि में गिरावट की संभावना का परिचय देता है। स्वीकार्य विफोकस की राशि छवि के माध्यम से प्रकाशिकीय विश्लेषण से संबंधित होती है। एक कम-विश्लेषण छवि चिप या फिल्म विफोकस और अन्य विपथन के प्रति अधिक सहनशील होती है। उच्च विश्लेषण माध्यम का पूर्ण लाभ प्राप्त करने के लिए विफोकस और अन्य विपथन को न्यूनतम किया जाना आवश्यक होता है।

विफोकस को ज़र्निके बहुपद प्रारूप में $a(2\rho ^{2}-1)$ के रुप मे तैयार किया गया है जहाँ $a$ प्रकाश की तरंग दैर्ध्य में विफोकस गुणांक है। यह दो वृत्तीय तरंगों के बीच परवलय के आकार के प्रकाशीय विपपथन के अनुरूप होता है जो उनकी सतह के शीर्ष पर स्पर्शरेखा मे होते हैं और वक्रता की विभिन्न त्रिज्याएँ होती हैं।

सर्पण छवि से हड्डी के ऊतकों का सूक्ष्मछवि, जहां स्वचालित कैमरा एक दृश्य विरूपण साक्ष्य (छवि में बाईं ओर) पर केंद्रित होता है, जिसके परिणामस्वरूप आसपास के ऊतक (छवि में दाईं ओर) का विफोकस विपथन होता है।

कुछ अनुप्रयोगों के लिए, जैसे प्रावस्था विपर्यास, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी विफोकस की गई छवियों में उपयोगी जानकारी सम्मिलित हो सकती है। विफोकस के विभिन्न मानों के साथ रिकॉर्ड की गई कई छवियों का उपयोग यह जांचने के लिए किया जा सकता है कि इलेक्ट्रॉन तरंग की तीव्रता त्रि-आयामी अक्ष में कैसे भिन्न होती है और इस जानकारी से तरंग की प्रकाशीय प्रावस्था का अनुमान लगाया जा सकता है। यह गैर-चरण पुनर्प्राप्ति का आधार है। फेज़ पुनःप्राप्ति एल्गोरिदम के उदाहरण, जो विफोकस की गई छवियों का उपयोग करते हैं उनमे से गेरचबर्ग-सैक्सटन कलनविधि और परिवहन की तीव्रता के समीकरण पर आधारित विभिन्न विधियाँ सम्मिलित होती हैं।

दृष्टि में

आकस्मिक वार्तालाप में "ब्लर" शब्द का उपयोग दृष्टि में कमी का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, एक क्लीनिकल-​​सेटिंग में धुंधली दृष्टि का तात्पर्य व्यक्तिपरक अनुभव या आंख के भीतर प्रकाशीय विफोकस की धारणा, जिसे अपवर्तक त्रुटि कहा जाता है। अपवर्तक त्रुटि की राशि और प्रकार के आधार पर धुंधलापन अलग-अलग दिखाई दे सकता है। धुंधली छवियों के कुछ उदाहरण निम्नलिखित हैं जो अपवर्तक त्रुटियों के कारण उत्पन्न हो सकते हैं:

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आंखों के नेत्र संचित्र के साथ दृश्य तीक्ष्णता को मापकर धुंधली दृष्टि की सीमा का आकलन किया जा सकता है। संशोधक लेन्स के साथ रेटिना पर प्रकाश केंद्रित करके धुंधली दृष्टि को प्रायः ठीक किया जाता है। इन सुधारों में कभी-कभी अवांछित प्रभाव होते हैं जिनमें आवर्धन या कमी, विरूपण, रंग सीमाएँ और परिवर्तित गहराई की धारणा सम्मिलित होती हैं। एक आँख परीक्षण के समय, रोगी की तीक्ष्णता के सुधार के अतिरिक्त, उनके वर्तमान सुधार के साथ और अपवर्तन के बाद मापा जाता है। यह ऑप्टोमेट्रिस्ट या नेत्र रोग विशेषज्ञ ("नेत्र चिकित्सक") को रोगी की दृष्टि की गुणवत्ता को सीमित करने में अपवर्तक त्रुटियों की सीमा निर्धारित करने की स्वीकृति देता है। 6/6 या 20/20 की एक स्नेलन तीक्ष्णता या दशमलव मान 1.0 के रूप में, एक औसत मानव के लिए तीव्र दृष्टि माना जाता है (युवा वयस्कों के पास उस मान का लगभग दोगुना हो सकता है) इससे कम संशोधित दृष्टि की तिक्षणता एक संकेत है कि अपवर्तक त्रुटि संशोधिन के अतिरिक्त दृष्टि की एक और सीमा होती है।

धुंधला डिस्क (चक्र)

प्रकाशीय विफोकस गलत संशोधक लेन्स या अपर्याप्त लेन्स की उत्तलता के परिणामस्वरूप हो सकता है जैसे, उम्र बढ़ने वाली आंख को ऊपर दूरदर्शिता कहा गया है एक बिंदु स्रोत से प्रकाश किरणें तब रेटिना पर एक बिंदु पर केंद्रित नहीं होती हैं, बल्कि प्रकाश की एक छोटी डिस्क में वितरित होती हैं, जिसे "ब्लर डिस्क" कहा जाता है। इसका आकार पुतली के आकार और विफोकस की राशि पर निर्भर करता है इसकी गणना निम्न समीकरण द्वारा की जाती है:

$d=0.057pD$

जहाँ (d = दृश्य कोण में व्यास, P = मिमी में पुतली का आकार, D = डायोप्टर में विफोकस)

रैखिक समय-अपरिवर्तनीय प्रणाली में, छवि बिन्दु (अर्थात ब्लर डिस्क) को बिंदु प्रसार फलन (पीएसएफ) कहा जाता है। पीएसएफ के साथ इस फोकस छवि के घुमाव द्वारा "दृष्‍टिपटलीय छवि" प्राप्त की जाती है।

यह भी देखें

• बोकेह
• विफोकस की छवि

संदर्भ

• Smith, Warren J., Modern Optical Engineering, McGraw–Hill, 2000, Chapter 11, ISBN 0-07-136360-2