انحراف عدم التركيز

في علم البصريات ، يُعرف عدم التركيز بأنه انحراف بصري يجعل الصورة غير واضحة المعالم . هذا الانحراف مألوف لأي شخص استخدم كاميرا، أو كاميرا فيديو، أو مجهرًا، أو تلسكوبًا، أو منظارًا. بصريًا، يشير عدم التركيز إلى انحراف نقطة التركيز على طول المحور البصري بعيدًا عن سطح الكشف. بشكل عام، يقلل عدم التركيز من حدة الصورة وتباينها . ما يفترض أن يكون حوافًا حادة وعالية التباين في المشهد يصبح انتقالات تدريجية. التفاصيل الدقيقة في المشهد تصبح ضبابية أو حتى غير مرئية. تتضمن جميع الأجهزة البصرية تقريبًا التي تُكوّن الصور نوعًا من ضبط التركيز لتقليل عدم التركيز إلى أدنى حد وزيادة جودة الصورة إلى أقصى حد.

تعتمد درجة تشويش الصورة عند تغيير التركيز بشكل معين عكسيًا على فتحة العدسة (f-number) . فالعدسات ذات الفتحات المنخفضة، مثل f /1.4 إلى f / 2.8، حساسة جدًا لعدم التركيز ولها عمق تركيز ضحل للغاية . أما العدسات ذات الفتحات العالية، في نطاق f / 16 إلى f / 32، فهي تتحمل عدم التركيز بشكل كبير، وبالتالي تتمتع بعمق تركيز كبير. وتُعدّ كاميرا الثقب (Pinihole Camera ) مثالًا على الحالات التي لا يمكن فيها استخدام فتحة عدسة واسعة ، حيث تعمل بفتحات تتراوح بين f / 100 و f / 1000، وفي هذه الحالة تكون جميع الأجسام في بؤرة التركيز تقريبًا بغض النظر عن بُعدها عن فتحة العدسة . لكنّ تحقيق هذا العمق الكبير للتركيز يتطلب إضاءة خافتة جدًا على فيلم التصوير أو المستشعر ، ودقة محدودة بسبب حيود الضوء ، ووقت تعريض طويل جدًا ، مما يزيد من احتمالية تدهور جودة الصورة بسبب تشويش الحركة .

تعتمد درجة عدم وضوح الصورة المسموح بها على دقة وسيط التصوير. فكلما كانت دقة شريحة التصوير أو الفيلم أقل، كان ذلك أفضل في تحمل عدم وضوح الصورة والتشوهات الأخرى. وللاستفادة القصوى من وسيط التصوير ذي الدقة العالية، يجب تقليل عدم وضوح الصورة والتشوهات الأخرى إلى أدنى حد.

يتم نمذجة عدم التركيز بصيغة متعددة الحدود لزيرنيكه كما يلي:${\displaystyle a(2\rho ^{2}-1)}$، أين${\displaystyle a}$يمثل معامل عدم التركيز بأطوال موجات الضوء. ويتوافق هذا مع فرق المسار البصري على شكل قطع مكافئ بين جبهتين موجيتين كرويتين متماستين عند رؤوسهما ولهما أنصاف أقطار انحناء مختلفة .

في بعض التطبيقات، مثل المجهر الإلكتروني ذي التباين الطوري ، قد تحتوي الصور غير المركزة على معلومات مفيدة. يمكن استخدام صور متعددة مسجلة بقيم مختلفة من عدم التركيز لدراسة كيفية تغير شدة الموجة الإلكترونية في الفضاء ثلاثي الأبعاد، ومن هذه المعلومات يمكن استنتاج طور الموجة. هذا هو أساس استرجاع الطور غير التداخلي . من أمثلة خوارزميات استرجاع الطور التي تستخدم الصور غير المركزة خوارزمية جيرشبيرغ-ساكستون ، وطرق مختلفة تعتمد على معادلة نقل الشدة .

في المحادثات العادية، يُستخدم مصطلح "الضبابية" لوصف أي ضعف في الرؤية. أما في المجال الطبي، فتعني الرؤية الضبابية الإحساس أو الإدراك الذاتي لعدم وضوح الصورة داخل العين ، وهو ما يُعرف بالخطأ الانكساري . وقد تختلف مظاهر الضبابية باختلاف مقدار ونوع الخطأ الانكساري. فيما يلي بعض الأمثلة على الصور الضبابية التي قد تنتج عن الأخطاء الانكسارية:

يمكن تقييم مدى تشوش الرؤية بقياس حدة البصر باستخدام لوحة فحص النظر . غالبًا ما يُصحح تشوش الرؤية بتركيز الضوء على الشبكية باستخدام العدسات التصحيحية . قد تُسبب هذه التصحيحات أحيانًا آثارًا جانبية غير مرغوب فيها، مثل التكبير أو التصغير، والتشوه، وظهور أهداب لونية، وتغير إدراك العمق. خلال فحص العين، تُقاس حدة بصر المريض بدون تصحيح، ومع التصحيح الحالي، وبعد إجراء فحص الانكسار . يسمح هذا لأخصائي البصريات أو طبيب العيون بتحديد مدى تأثير أخطاء الانكسار على جودة رؤية المريض. تُعتبر حدة البصر 6/6 أو 20/20 (أو 1.0 بالقيمة العشرية) وفقًا لمقياس سنيلين رؤيةً حادةً للإنسان العادي (قد تصل حدة بصر الشباب إلى ضعف هذه القيمة تقريبًا). تشير حدة البصر المصححة الأقل من ذلك إلى وجود عائق آخر أمام الرؤية يتجاوز تصحيح خطأ الانكسار.

• بوكيه
• شكل من عدم التركيز

• سميث، وارن جيه، الهندسة البصرية الحديثة ، ماكجرو هيل، 2000، الفصل 11، ISBN 0-07-136360-2