Относительное отверстие фотообъектива
Характеристики объектива фотоаппарата
Объектив фотоаппарата формирует действительное обратное изображение предмета на поверхности приемника изображения. Объектив – самая важная часть фотоаппарата. Рассмотрим его основные характеристики.
Фокусное расстояние фотообъектива
Фокусное расстояние определяет увеличение объектива и поле зрения:
| , | (4.1) |
где – поле зрения объектива, – размер изображения.
Чем меньше фокусное расстояние, тем больше поле зрения и тем меньше увеличение. Размер изображения фотоаппарата определяется диагональю кадра : . У стандартной пленки размер кадра 35х24 мм, а диагональ кадра около 43 мм.
Поле зрения фотообъектива
Полем зрения объектива называется наибольший угол с вершиной в оптическом центре объектива, при котором все предметы, находящиеся в его пределах, будут изображены объективом в плоскости его кадрового окна (рис. 4.1). За пределами этого угла лежит изображение со значительно уменьшающимися резкостью и яркостью.
Угловое поле зрения определяется отношением диагонали кадра к фокусному расстоянию объектива:
| , | (4.2) |
где – диагональ кадра.
Рис. 4.1. Поле зрения объектива.
Относительное отверстие фотообъектива
Относительное отверстие – это абсолютное значение отношения диаметра апертурной диафрагмы к заднему фокусному расстоянию объектива:
| (4.3) |
Поскольку величина, рассчитанная в результате деления на , почти всегда выражается десятичной дробью меньше 1, то относительное отверстие принято выражать в виде дроби (например, ), где – диафрагменное число (величина, обратная относительному отверстию). Иногда на объективах для обозначения относительного отверстия используют надпись (например, эквивалентно записи и указывает, что фокусное расстояние в 3.5 раза больше, чем диаметр апертурной диафрагмы).
Объективы с большими относительными отверстиями имеют преимущества перед остальными при пониженной освещенности. Однако увеличение относительного отверстия простых объективов приводит обычно к снижению качества изображения, так как аберрации наиболее заметны при большой апертуре.
Светосила объектива – способность объектива передавать яркость объекта.
Геометрическая светосила выражается квадратом относительного отверстия:
| (4.4) |
Существует стандартный ряд относительных отверстий: 1:0.7; 1:1; 1:1.4; 1:2; 1:2.8; 1:3.5; 1:4; 1:5.6; 1:8; 1:11; 1:16 и т.д. При переходе от одного относительного отверстия из этого ряда к следующему диаметр диафрагмы уменьшается в раз, а светосила – в 2 раза.
Объектив называют светосильным, если его диафрагменное число , сверхсветосильным, если и малосветосильным, если .
Фактическая светосила всегда несколько меньше той, которую должно было бы обеспечивать геометрическое относительное отверстие, из-за частичного поглощения света в массе стекла и отражения света от поверхностей линз, граничащих с воздухом.
Эффективная светосила учитывает коэффициент светопропускания фотообъектива:
| , | (4.5) |
где – коэффициент светопропускания фотообъектива.
Для увеличения эффективной светосилы и уменьшения бликов используют просветляющие покрытия. Принцип действия просветляющих покрытий следующий: на поверхность линз наносят один или несколько слоев тончайшей пленки с определенным показателем преломления. Толщина этой пленки составляет 1/4 длины волны лучей того цвета, для которого производится просветление оптики ( ). За счет интерференции света, отражаемого передней и задней поверхностями пленки, увеличивается коэффициент светопропускания линзы. Благодаря использованию просветляющих покрытий в современных просветленных объективах разница между геометрической и эффективной светосилой составляет менее 2–3%.