Главный фокус

Сопряженный фокус

Фокус называется действительным (S₁‘), если лучи действительно пересекаются, или мнимым (S₂’), если пересекаются не сами лучи, а их продолжения, проведенные в обратном направлении.

Если лучи входят в оптическую систему параллельно главной оптической оси, фокус лежит на главной оптической оси и называется главным фокусом системы F₁‘ или F₂‘.

Главный фокус

Задний фокус - это точка на оптической оси в пространстве изображений, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве предметов.

Передний фокус - это точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряженная с бесконечно удаленной точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений.

Фокальная плоскость - оптической системы, плоскость, перпендикулярная оптической оси системы и проходящая через ее главный фокус.

Фокальная плоскость в параксиальной оптике — плоскость, на которой расположены точки, в которых собираются попавшие в систему плоскопараллельные пучки лучей. В реальной оптике поверхность, обладающая такими свойствами, плоскостью, вообще говоря, не является. Аберрация, связанная с несоответствием данной поверхности с плоскостью, называется кривизной поля изображения.

Для тонких линз фокальной плоскостью является плоскость перпендикулярная главной оптической оси, проходящая через фокус.

Линейно увеличение — то же, что масштаб изображения. В оптике принято говорить о линейном увеличении независимо от того, больше или меньше предмета l его изображение l’. Линейное увеличение обозначают обычно греческой буквой бета β = l / l’, например:

β=5^x; β=-0,1^x.

Знак «минус» означает, что изображение перевернуто.

Главные или кардинальные плоскости – Две плоскости точки, которых сопряжены и с увеличением +1 в оптической системе.

Места, где пересекаются главные плоскости и геометрическая ось называются главными точками системы.

Фокусное расстояние — физическая характеристика оптической системы. Для центрированной оптической системы, состоящей из сферических поверхностей, описывает способность собирать лучи в одну точку при условии, что эти лучи идут из бесконечности параллельным пучком параллельно оптической оси.

Для системы линз, как и для простой линзы конечной толщины, фокусное расстояние зависит от радиусов кривизны поверхностей, показателей преломления стёкол и толщин.

Определяется как расстояние от передней главной точки до переднего фокуса (для переднего фокусного расстояния), и как расстояние от задней главной точки до заднего фокуса (длязаднего фокусного расстояния). При этом, под главными точками подразумеваются точки пересечения передней (задней) главной плоскости с оптической осью.

Величина заднего фокусного расстояния является основным параметром, которым принято характеризовать любую оптическую систему.

Поле зрения объектива — круг всего изображения, даваемый фотографическим объективом. Он состоит из круга резкого изображения, так называемого поля изображения объектива, окружённого кольцом более тёмного и менее резкого изображения, постепенно переходящего в полную темноту. Поле зрения зависит от конструкции фотообъектива и не изменяется при диафрагмировании. В отличие от угла изображения объектива практического значения поле зрения не имеет.

Угол изображения объектива — некорректный термин, встречающийся в фотографической литературе.

Как правило, под «углом изображения объектива», подразумевается угол, образованный лучами, соединяющими диагональ кадра с задней главной точкой объектива, то есть точкой пересечения задней главной плоскости с оптической осью.

Угол изображения (β) и угол зрения (α) объектива

Фотообъективы в зависимости от величины угла изображения делятся на:

· Широкоугольные – угол изображения от 75° и больше;

· Нормальные – угол изображения 45–65°;

· Длиннофокусные – угол изображения от 30° и меньше.

У нормального объектива фокусное расстояние равно или несколько больше диагонали кадра, у широкоугольного оно меньше его диагонали, а у длиннофокусного – значительно больше.

Для объективов без дисторсии угол изображения можно найти, зная размер светочувствительного элемента и эффективное фокусное расстояние объектива :

Так, для 35-мм камеры и объектива с фокусным расстоянием 50 мм горизонтальный угол зрения составляет 39.6°, вертикальный — 27.0°, а диагональный — 46.8°.

Эффективное фокусное расстояние в большинстве случаев равно фокусному расстоянию , исключая случаи макрофотосъёмки, где нужно принимать в расчет масштаб изображения :

Угол поля зрения объектива — угол в пространстве предметов между двумя внеосевыми лучами, проходящими через объектив и ограниченный диагональю кадрового окна (полевой диафрагмой).

Это не означает, что, применив к данному объективу фотоприёмник бо́льшего формата, можно расширить поле объектива, так как полевая диафрагма (кадровое окно) является частью оптической системы и не только ограничивает поле зрения, но и, в частности, "срезает" (экранирует) сильно аберрированные наклонные пучки лучей.

В случае, когда полевая диафрагма находится далеко от плоскости изображения, а зрачки оптической системы велики, некоторые наклоные пучки ограничиваются лишь частично. Такое ограничение отдельных лучей наклонных пучков вызывает виньетирование, поэтому углом поля зрения объектива (или другой оптической системы) принято условно считать угол 2ω, соответствующий зоне поля изображения, имеющий виньетирование не более 50%.

При этом диагональ кадрового окна (вблизи фотоприёмника), в зависимости от назначения объектива и допустимого виньетирования, может ограничивать большую или меньшую область. Например, в обычных фотографических объективах широкого применения допускается виньетирование 40-50%, в то время как в нормальных кино-проекционных объективах — не более 20%.

При отсутствии дисторсии полевые углы в пространстве предметов и пространстве изображений равны, поэтому угол поля зрения объектива определяет и так называемый «угол изображения объектива»

«Штатным» называют объектив, фокусное расстояние которого равно диагонали кадра. Например, для малоформатной камеры штатным будет объектив с фокусным расстоянием 43 мм.

Светосила – способность объектива создавать освещенность в поле кадра, соответствующее яркости объекта.

Эффективное относительное отверстие - относительное отверстие объекта а с учетом коэффициента пропускания Т.

Для определения эффективного относительного отверстия приравнивают освещенность в фокальной плоскости реального объектива к освещенности, создаваемой в тех же условиях «пустой» диафрагмой. Изменяя диаметр диафрагмы и установив равенство освещенностей, делят найденный диаметр на расстояние до освещенной плоскости. Полученное таким образом геометрическое относительное отверстие и является эффективным относительным отверстием, поскольку для «пустой» диафрагмы Т =1, и, следовательно: 1:n = 1: k.

Так как эффективное относительное отверстие не совпадает с геометрическим относительным отверстием, шкала эффективного относительного отверстия наносится красной краской.

Просветление - уменьшение отражения коэффициентов поверхностей оптич. деталей путём нанесения на них непоглощающих плёнок, толщина к-рых соизмерима с длиной волны оптич. излучения. Без просветляющих плёнок, даже при нормальном падении лучей, потери на отражение света могут составлять до 10% от интенсивности падающего излучения. В оптич. системах с большим числом поверхностей (напр., в объективах) потери света могут достигать 70% и более. Многократное отражение от преломляющих поверхностей приводит к появлению внутри приборов рассеянного света, что ухудшает качество изображений, формируемых оптич. системами приборов. Эти нежелательные явления устраняются с помощью П. о., что является одним из важнейших применений оптики тонких слоев.

П. о.- результат интерференции света, отражаемого от передних и задних границ просветляющих плёнок; она приводит к взаимному "гашению" отражённых световых волн и, следовательно, к усилению интенсивности проходящего света. При углах падения, близких к нормальному, эффект П. о. максимален, если толщина тонкой плёнки равна нечётному числу четвертей длины световой волны в материале плёнки, а преломления показатель (ПП) плёнки n ₂ удовлетворяет равенству, где п₁ и п₃ - ПП сред, граничащих с плёнкой (часто первой средой является воздух). Отражённый свет ослабляется тем сильнее, чем больше разность п₃ - n ₂; если же n ₂ > п₃, то интерференция отражённых от границ плёнки лучей, напротив, усилит интенсивность отражённого света

Дата добавления: 2015-07-11