Классификация фотографических объективов

Характеристики объективов

Основные

• Фокусное расстояние (и возможность его изменения);
• Угол поля зрения объектива;
• Светосила;
• Максимальное относительное отверстие (иногда неправильно называемое светосилой);
• Уровень и характер оптических искажений (аберраций);
• Разрешающая способность;
• Тип байонета или диаметр резьбы для крепления к камере — для сменных фотографических или киносъемочных объективов.

Дополнительные и уточняющие

• Рабочий отрезок или рабочее расстояние — для сменных объективов. Расстояние между опорной плоскостью присоединительной оправы и фокальной плоскостью объектива. В большинстве случаев определяется типом байонета, имеет важное значение для резьбовых типов крепления (так. объективы с присоединительной резьбой М39×1 выпускались и под рабочий отрезок 28.8 мм для дальномерных камер «Leica», «ФЭД», «Зоркий», и под рабочий отрезок 45.2 мм для зеркальных камер «Зенит»).
• Минимальное относительное отверстие (максимальное число диафрагмы, например 16 или 22) — определяется конструктивными особенностями диафрагмы.
• Минимальная дистанция фокусировки (МДФ), или максимальный масштаб макросъёмки для макрообъективов (например, 55 мм, 1:1) — определяется фокусным расстоянием и конструкцией оправы^{[источник не указан 780 дней]}.
• Диаметр и шаг резьбы для присоединения светофильтров.
• Графики MTF (Модуляционная передаточная функция — уточняет разрешающую способность).
• Число линз и групп линз. Большее количество линз позволяет конструкторам рассчитать объектив с лучше исправленными аберрациями, однако уменьшает светопропускание и повышает риск паразитных переотражений, снижающих контраст изображения. Кроме того, большее число поверхностей, которые надо полировать, увеличивает себестоимость производства и ужесточает требования к точности изготовления каждой детали. Именно поэтому до сих пор с успехом применяются и будут применяться такие простые оптические схемы, как Тессар.
• Наличие асферических линз.
• Вид просветления.
• Конструкция и особенности оправы и байонета. Например, «Помповая» оправа (от сходства с помповым ружьём)— изменение фокусного расстояния и наводка на резкость осуществляется одним кольцом, осевое перемещение которого меняет фокусное расстояние, а поворотом осуществляется наводка на резкость. Более традиционным является наличие двух различных органов управления.

Классификация фотографических объективов

Изображение, полученное объективом «рыбий глаз»

Штатный объектив

• Штатный объектив (жарг. Ки́товый объектив, от англ. kit — комплект) — объектив, которым комплектуется фотокамера при продаже. С зеркальными камерами нижнего ценового диапазона в комплекте идут недорогие объективы с переменным фокусным расстоянием (Canon EF-S 18-55, AF-S DX 18-55мм VR)

По диапазону значений фокусного расстояния

• Фикс — любой объектив с фиксированным фокусным расстоянием, жаргонное слово, сокращение, используемое для противопоставления вариообъективам. В кинематографическом обиходе такие объективы называются дискретными.
• Вариообъектив — объектив с переменным фокусным расстоянием (трансфокатор, «зум»).

Вклад в оптику

Цейс внёс существенный вклад в изготовление линз. Его достижения в этой области используются по сей день. Основанный им в 1840 году в Веймаре (Германия) завод впоследствии стал одним из наиболее известных и крупных производителей оптики. На фабрике в Йене Цейс разработал линзы, которые легли в основу популярной оптики Zeiss. Первоначально продукция завода использовалась в производстве микроскопов, а после изобретения фотокамеры компания «Цейс» начала производить и знаменитые высококачественные объективы. Созданные Цейсом объективы имели очень большую апертуру, что позволяло получать более качественные изображения.

Карл Цейс скончался 3 декабря 1888 года в Йене (Германия), в том месте, где он и начал свое производство.

После смерти основателя фирмы во главе дела стал профессор Эрнст Аббе. Устав товарищества «Zeiss-Stiftung zu Jena» был утвержден в 1896 году. До начала 1890 года компания занималась главным образом изготовлением микроскопов; с 1890 года она стала производить фотографические объективы (Рудольф) и оптические измерительные инструменты (К. Пульфрих), а с 1894 года — и телескопы (Паули).

Биография

Карл Цейс родился 11 сентября 1816 года в Веймаре в семье производителя игрушек. Он обучался в грамматической школе, а позже посещал лекции по математике, физике, антропологии, оптике и минералогии в Йенском университете. Спустя семь лет он открыл небольшое дело по производству оптики, однако его товары не пользовались особым спросом вплоть до 1847 года.

С 1847 года Карл Цейс наладил производство микроскопов, первые из которых использовали только одну линзу и были предназначены для экспериментальных работ. В первый год было продано около 23 штук. Вскоре Цейс перешёл на производство сложных микроскопов. Так в 1857 году на рынке появился «Стэнд-1» (англ. Stand I).

В 1861 году Цейс был удостоен золотой медали на промышленной выставке в Тюрингии. Таким образом, производимые им товары были признаны лучшими среди научных достижений Германии. В 1866 году его завод продал тысячный микроскоп. В тот период Карл Цейс склонялся к мнению, что достиг максимальной отдачи от своего производства. Однако его встреча с физиком Эрнстом Аббе (нем. Ernst Karl Abbe) в 1872 году и последующая совместная работа с ним привели к открытию условия синусов Аббе.

Цейс, Модель-6, Штутгарт

В течение этого периода Цейс разработал и наладил производство лучших на тот момент линз. Теоретически, условие синуса могло реализоваться при использовании оптически высококачественного стекла, однако фактически на тот момент такого стекла не существовало. Вскоре доктор Эрнст Аббе встретил Отто Шотта — 30-летнего химика, специалиста по стеклу. В результате их сотрудничества был произведен новый материал, который смог полностью реализовать условие синуса. Этот новый тип стекла проложил путь к созданию нового типа апохроматических линз.

В сочетании с применением иммерсии все эти усилия позволили получить оптику, создающую качественное изображение и имеющую низкие аберрации.

Именно к этому Карл Цейс стремился на протяжении всей своей жизни. Через два года после того, как он создал свой новый микроскоп, Карл Цейс умер естественной смертью (3 декабря, 1888).

Фридрих Отто Шотт (17 декабря 1851(18511217) — 27 августа 1935) — немецкий химик. Заложил основы современного производства стекла, создал многие виды специальных стекол.

В 1884 основал стекольную фирму в Йене.

Отто Шотт занимался исследованием использования лития в новом типе оптического стекла и разработал новый тип оптического стекла исключительно для микроскопов Карла Цейса.

В 1884 Отто Шотт организовал полномасштабное оптическое производство. Предприятие было названо «Schott & Genossen Glass Works of Jena». Акции принадлежали Карлу Цейсу, Эрнсту Аббе и Фридриху Отто Шотту.

Фридрих Отто Шотт
Friedrich Otto Schott
Портрет Отто Шотта Макса Либермана
Дата рождения:	17 декабря 1851(1851-12-17)
Место рождения:	Виттен, Германия
Дата смерти:	27 августа 1935(1935-08-27) (83 года)
Место смерти:	Йена (город), Германия
Альма-матер:	Йенский университет имени Фридриха Шиллера
Известен как:	создатель боросиликатного стекла

Э́рнст Ка́рл А́ббе (нем. Ernst Karl Abbe) (23 января 1840, Айзенах — 14 января 1905, Йена) — немецкий физик-оптик, астроном, изобретатель технологии важных разделов оптико-механической промышленности, автор теории образования изображений в микроскопе.

Содержание [убрать] 1 Биография 2 Общественно-политические взгляды 3 Библиография 4 Память 5 См. также 6 Литература 7 Ссылки

[править] Биография

Эрнст Аббе родился в семье бедного рабочего ткацкой фабрики. Материальная поддержка хозяев фабрики помогла ему закончить школу, а затем и гимназию. В 1857 году Аббе поступил в Йенский университет, где впервые познакомился с оптической мастерской Карла Цейсса, в которой изготавливались приборы и инструменты для университета. В 1859 году продолжил учёбу в Гёттингенском университете, в 1861 году защитил докторскую диссертацию. Недолго проработав после защиты ассистентом Гёттингенской астрономической обсерватории, Аббе занимает место доцента в Физическом институте во Франкфурте-на-Майне, в 1863 году получает диплом магистра. В конце 1863 года Аббе возвращается в Йену, где получает должность неоплачиваемого приват-доцента Йенского университета. С 1866 года начинается совместная работа Э.Аббе и К.Цейсса. В течение нескольких последующих лет благодаря теоретическим исследованиям Аббе существенно повысилось качество микроскопов, выпускаемых фирмой «Карл Цейсс». В 1871 году Аббе женился на дочери известного немецкого физика Карла Снелля. В 1876 году, отмечая 30-летие со дня основания и выпуск 3 тысяч микроскопов, фирма «Карл Цейсс» заключила контракт с Аббе, сделавший его полноправным участником фирмы. В 1878 году Аббе становится ординарным профессором Йенского университета. С 1877 по 1890 год он занимал также должность директора Йенской обсерватории и много сделал для её оснащения новым оборудованием. В 1884 году совместно с ученым-стеклохимиком Отто Шоттом основал в Йене предприятие по производству оптического стекла.

В 1888 году 72-летний К.Цейсс передал свои права сыну — доктору медицины Родериху Цейссу, но фактически владельцем фирмы стал Аббе. В 1889 году он предложил создать для управления фирмой фондовую организацию — «Карл Цейсс-Штифтунг», ставшую наряду с научными работами значительным итогом его жизни.

Напряжённая научная, преподавательская и общественная деятельность Аббе ухудшила его здоровье и в 1903 году он отказался от поста члена дирекции фирмы «Карл Цейсс». 14 января 1905 года Аббе скончался в Йене, не дожив нескольких дней до своего 65-летия.

Заслуги Аббе отмечены избранием его членом нескольких академий и научных обществ, государственными наградами, званием почетного гражданина Йены. Бюст Аббе установлен в актовом зале Йенского университета. В память о нём в центре Йены в 1911 году сооружён памятник-склеп, внутри которого на высоком постаменте установлен бюст Аббе.

Эрнст Карл Аббе
нем. Ernst Karl Abbe
Эрнст Аббе. Фотография предоставлена Кленденингской библиотекой истории медицины (Медицинский центр Канзасского Университета)
Дата рождения:	23 января 1840(1840-01-23)
Место рождения:	Айзенах, Саксен-Веймар-Эйзенах, Германский союз
Дата смерти:	14 января 1905(1905-01-14) (64 года)
Место смерти:	Йена, Саксен-Веймар-Эйзенах, Германская империя
Страна:	Германская империя
Научная сфера:	оптика
Место работы:	Йенский университет
Учёное звание:

Апертура (лат. apertura — отверстие) в оптике — характеристика оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения. В зависимости от типа оптической системы эта характеристика может быть линейным или угловым размером. Как правило, среди деталей оптического прибора специально выделяют так называемую апертурную диафрагму, которая сильнее всего ограничивает диаметры световых пучков, проходящих через оптический инструмент. Часто роль такой апертурной диафрагмы выполняет оправа или края одного из оптических элементов (линзы, зеркала, призмы).

Числовая апертура в волоконных оптических системах — максимальный угол между осью и лучом, для которого выполняются условия полного внутреннего отражения при распространении оптического излучения по волокну. Она характеризует эффективность ввода световых лучей в оптическое волокно и зависит от конструкции волокна.

Входная апертура — характеристика способности оптической системы собирать свет от объекта наблюдения. Если объект удаленный (как у телескопа или обычного фотообъектива) то апертуру измеряют в линейном виде — это просто диаметр светового пучка на входе в оптическую систему, который ограничивается апертурной диафрагмой и достигает изображения. В телескопах этот диаметр обычно равен диаметру первого по ходу света оптического элемента (линзы или зеркала). В фотообъективах (особенно широкоугольных) размер первой линзы, как правило, много больше входной апертуры и ее размер уже следует рассчитывать. Входная апертура объектива равна произведению его фокусного расстояния f' на относительное отверстие или частному от фокусного расстояния на диафрагменное число. Если объект наблюдения близкий (как у лупы, объектива микроскопа или проектора), то апертуру измеряют в угловом виде — это угол светового пучка исходящего из точек предмета наблюдения и попадающего в оптическую систему.

Выходная апертура — характеристика способности оптической системы собирать свет на изображении. Если изображение удалённое (как у телескопа, лупы или проектора), то апертуру измеряют в линейном виде это диаметр светового пучка на выходе из оптической системы, в зоне так называемого выходного зрачка. У телескопа (бинокля, зрительной трубы) отношение входной и выходной апертур равно его кратности (увеличению). Если изображение близкое (как у фотообъектива), то апертура характеризуется углом сходимости световых пучков.

Апертурный угол — угол между крайним лучом конического светового пучка на входе (выходе из) оптической системы и ее оптической осью.

Угловая апертура — угол между крайними лучами конического светового пучка на входе (выходе из) оптической системы.

Числовая апертура — равна произведению показателя преломления среды между предметом и объективом на синус апертурного угла. Именно эта величина наиболее полно определяет одновременно светосилу, разрешающую способность объектива микроскопа. Для увеличения числовой апертуры объективов в микроскопии пространство между объективом и покровным стеклом заполняют иммерсионной жидкостью.

Апертура объектива — диаметр D светового пучка на входе в объектив и целиком проходящего через его апертурную диафрагму. Эта величина также определяет дифракционный предел разрешения объектива. Для оценки разрешающей способности в угловых секундах используется формула 140/D, где D - апертура объектива в миллиметрах.

Светоси́ла объекти́ва — величина, характеризующая степень ослабления объективом светового потока.

Иногда светосилой неправильно называют величину знаменателя относительного отверстия (диафрагменное число), так как светосила — характеристика самого объектива, а не связана с величиной диафрагмы, насадками в виде бленд, каше, светофильтров и т. п.

Учет светосилы при съёмке

Если объекты съёмки расположены от фотоаппарата не в фотографической бесконечности, а ближе, то освещённость оптического изображения уменьшается, так как сопряжённое фокусное расстояние, то есть расстояние от изображения до задней главной плоскости объектива, всегда больше его фокусного расстояния. В этом случае фактическая светосила объектива тоже уменьшается. До масштаба 1:10, что приблизительно соответствует расстояниям от объекта съёмки до фотоаппарата более десяти фокусных расстояний объектива, уменьшение светосилы в расчет не принимают. При репродуцировании в крупном масштабе и макрофотосъёмке уменьшение светосилы необходимо учитывать, так как оно влечет за собой увеличение выдержки для сохранения величины экспозиции (в современных фотокамерах изменение светосилы учитывается автоматически).

Эффективная светосила

Относительное отверстие объектива является геометрическим понятием и характеризует его светосилу только условно — без учёта оптических свойств линз объектива. При прохождении светового потока через объектив часть его поглощается массой стекла, а часть отражается и рассеивается поверхностью линз, поэтому световой поток доходит до светочувствительного элемента ослабленным. Светосила, учитывающая эти потери, называется эффективной светосилой.

Не следует путать эффективную светосилу с так называемой «эквивалентной светосилой», которая, якобы, приводит к единому значению светосилы для систем с различным кроп-фактором.

Потери света в объективе

Потеря света, уменьшающая прозрачность объектива, определяется по формуле:

,

где — доля света, теряемая при отражении одной поверхностью раздела сред;

— число поверхностей раздела воздух-стекло;

— поглощение света 1 см стекла;

— суммарная толщина линз в объективе.

Величина называется коэффициентом светопропускания объектива.

В среднем, у непросветлённых объективов при прохождении света сквозь линзы световой поток ослабляется на 1 % на каждый сантиметр толщины стекла и на 5 % за счет отражения лучей на каждой поверхности раздела воздух-стекло. Среднее значение коэффициента светопропускания у непросветлённых объективов составляет 0,65, а у просветлённых — 0,9. Световой поток, проходя через непросветлённый объектив, ослабляется в среднем примерно на 1/3. У просветленных объективов световой поток ослабляется в среднем на 0,1, поэтому поправку в выдержку вносить необязательно. В настоящее время все объективы выпускаются просветлёнными.

Уменьшение угла объективов

Из-за кроп-фактора угол изображения объективов уменьшается.

Например, объектив с фокусным расстоянием 28 мм на полном кадре будет обладать углом зрения примерно 73° по диагонали. На кадре с кроп-фактором 1,6 этот угол составит всего 50° по диагонали, что эквивалентно объективу с фокусным расстоянием примерно 45 мм для 35-мм плёнки.

Это неудобно, когда необходим широкий угол. Сверхширокоугольные объективы становятся просто широкоугольными, широкоугольные становятся нормальными.

Однако кроп-фактор может принести пользу, когда требуется узкое поле зрения. Например, 300-мм объектив с учетом кроп-фактора 1,6 дает такой же угол зрения, как 480-миллиметровый. Кроме этого, характеристики у обычных объективов обычно падают к краям, поэтому объективы на меньшей матрице дают более однородное по качеству изображение.

Надо заметить, что конкретный объектив всегда дает одно и то же изображение, независимо от того, с какой камерой он используется. Увеличение (или уменьшение) изображения происходит только потому, что оно проецируется на матрицу меньшего (или большего) размера и будет выглядеть увеличенным (или уменьшенным) при печати на том же формате.

Некоторые размеры матриц

Схема для визуального сравнения размеров матриц с различным

4/3", 18×13,5 мм, соотношение сторон 4:3

Стандарт 4/3 разработан совместно компаниями Olympus, Kodak и несколькими другими. Сейчас (2010 год) камеры с матрицами такого формата производят фирмы Olympus и Panasonic. Декларировались цели снижения стоимости производства, веса камер и объективов.

DX и APS-C, около 25,1×16,7 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсоры таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных или дальномерных фотоаппаратах. Существуют единичные примеры использования в камерах другого типа (Например, псевдозеркалка Sony DSC R1). Их площадь соответствуют примерно «полукадру» 35 мм кадра.

APS-H формат, 27×18 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсор с линейными размерами в 1,3 раза меньшими, чем у 35-мм кадра.

Полнокадровый (англ. full frame) фотодатчик формата 36×24 мм ±1 мм, соотношение сторон 3:2

На рынке представлено всего несколько моделей фотоаппаратов с фотосенсором такого размера (Canon, Nikon, Kodak, Sony). Основной проблемой конструирования и применения таких сенсоров является увеличение угла падения света на краевые области матрицы и связанные с этим эффекты:

• виньетирования (на 1 ступень экспозиции больше, чем APS-C);
• снижения чёткости и ухудшение цветопередачи изображения к краям (из-за появления эффекта засветки «не своего пиксела» через микролинзу);
• снижение качества фильтрации ИК диапазона ИК-фильтром перед матрицей к углам кадра.

В сочетании с аберрациями некоторых объективов эти недостатки делают не вполне оправданной покупку любителем аппарата с полнокадровым сенсором. Весь набор преимуществ полнокадровой матрицы (меньшая ГРИП, большая эквивалентная чувствительность, применение ряда плёночных объективов) реализуется с дополнительными затратами.

Среднеформатная матрица формата 60×45 мм, соотношение сторон 4:3

Фотосенсоры таких размеров «сшиваются» из матриц меньшего размера, что сказывается на их стоимости. Применяются в дорогих камерах.

Средний формат

Обозначение		Ширина (мм)	Высота (мм)	Диагональ (мм)	Площадь (мм²)	Пример камеры
Панорамные «6×17»						Seitz 6x17 Digital
Полнокадровые «6×4,5»	1[1]		41,5	69,7	2 324
Pentax 645D	1,26[1]			55,2	1 463	Pentax 645D
Leica S Format	1,29[1]			54,1	1 350	Leica S2-P

Малый формат

Обозначение		Ширина (мм)	Высота (мм)	Диагональ (мм)	Площадь (мм²)	Пример камеры
Полнокадровые, плёнка типа 135.	1 — 1,01	35,8 — 36	23,8 — 24	43 — 43,3	852—864	Canon EOS 5D, Leica M9
APS-H	1,26 — 1,28	28,1 — 28,7	18,7 — 19,1	33,8 — 34,5	525,5 — 548,2	Canon EOS-1D Mark III
	1,33			32,4		Leica M8
APS-C, DX, 1.8",[2]Foveon X3	1,44 — 1,74	20,7 — 25,1	13,8 — 16,7	24,9 — 30,1	285,7 — 419,2	Nikon D3100 , Nikon D5100 , Pentax K20D, Sigma SD1
X3-14.1MP (Foveon X3)	1,74	20,7	13,8	24,9	285,7	Sigma SD14
1.5"	1,85	18.7		23.36	261.8	Canon PowerShot G1 X
4/3"	1,92 — 2	17,3 — 18	13 −13,5	21,6 — 22,5	224,9 — 243	Olympus E-330, Panasonic AG-AF100
1"	2,7	12,8	9,6		122,9	Sony ProMavica MVC-5000, Nikon 1 V1, Nikon 1 J1
2/3"	3,93	8,8	6,6		58,1	Pentax EI-2000, Sony CyberShot DSC-F717
1/1,6"	≈4					Panasonic Lumix DMC-LX3
1/1,63"	≈4					Olympus XZ-1
1/1,65"	≈4					Panasonic Lumix DMC-LX2
1/1,7"	≈4,5	7,6	5,7	9,5	43,3	Canon PowerShot G10
1/1,8"	4,84	7,176	5,319	8,9	38,2	Casio EXILIM EX-F1
1/1,9"	≈5					Samsung Digimax V6
1/2"	5,41	6,4	4,8		30,7	Sony DSC-D700
1/2,3"	≈6	6,16	4,62	7,70	28,46	Nikon COOLPIX S3100, Olympus SP-560 UZ
1/2,35"	≈6					Pentax Optio V10
1/2,4"	≈6					Fujifilm FinePix S8000fd
1/2,5"	5,99	5,8	4,3	7,2	24,9	Panasonic Lumix DMC-FZ8,Sony CyberShot DSC-H10
1/2,6"	≈6					HP Photosmart M447
1/2,7"	6,56	5,27	3,96	6,6	20,9	Olympus C-900 zoom
1/2,8"	≈7					Canon DC40
1/2,9"	≈7					Sony HDR-SR7E
1/3"	7,21	4,8	3,6		17,3	Canon PowerShot A460
1/3,1"	≈7					Sony HDR-SR12E
1/3,2"	7,62	4,536	3,416	5,7	15,5	Canon HF100
1/3,4"	≈8					Canon MVX35i
1/3,6"	8,65					JVC GR-DZ7
1/3,9"	≈9					Canon DC22
1/4"						Canon XM2
1/4,5"						Samsung VP-HMX10C
1/4,7"						Panasonic NV-GS500EE-S
1/5"						Sony DCR-SR80E
1/5,5"						JVC Everio GZ-HD7
1/6"	14,71	2,4	1,7	2,9	4,1	Sony DCR-DVD308E
1/8"						Sony DCR-SR45E

Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы. Показатель преломления таких плёнок меньше показателя преломления стёкол линз.

Просветляющие плёнки уменьшают светорассеяние и отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения. Просветлённый объектив требует бережного обращения, так как плёнки, нанесенные на поверхность линз, легко повредить. Кроме того, тончайшие пленки загрязнений (жир, масло) на поверхности просветляющего покрытия нарушают его работу и резко увеличивают отражение света от загрязненной поверхности. Следует помнить, что следы пальцев со временем разрушают не только просветление, но и поверхность самого стекла. По методике нанесения и составу просветляющего покрытия просветление бывает физическим (напыление) и химическим (травление).

Однослойное просветление

Интерференция в четверть-волновом противобликовом покрытии

Толщина просветляющего слоя (например, кремниевой кислоты) равняется 1/4 длины световой волны. В этом случае лучи, отражённые от её наружной и внутренней сторон, погасятся вследствие интерференции и их интенсивность станет равной нулю. Для наилучшего эффекта показатель преломления просветляющей плёнки должен равняться квадратному корню показателя преломления оптического стекла линзы. Наиболее подходящим материалом для просветляющей пленки является фторид бария, обладающий весьма низким (n=1,38) показателем преломления. Однако, фторид бария растворим в воде и требует нанесения защитного покрытия.

Отражательная способность стекла, просветленного таким способом, сильно зависит от длины волны, что является основным недостатком однослойного просветления. Минимум отражательной способности соответствует длине волны λ=4d·n, где d — толщина пленки, n — ее показатель преломления, В первых просветлённых объективах добивались понижения коэффициента отражения для лучей зелёного участка спектра (555 нм — область наибольшей чувствительности человеческого глаза), поэтому на отражение, стекла таких объективов имели сине-фиолетовую или голубовато-зелёную окраску («голубая оптика»). Напротив, пропускание света таким объективом максимально на этой длине волны, что приводило к заметному окрашиванию изображения.

В настоящее время однослойное просветление часто используется для лазерной оптики, рассчитанной на работу в узком спектральном диапазоне. Используя стекла с относительно высоким показателем преломления и напыляя пленку фторида бария, удается добиться минимальной отражающей способности около 1 %. Главным преимуществом такого просветления является его дешевизна.

Многослойное просветление

Объектив с многослойным просветлением

Многослойное просветляющее покрытие представляет собой последовательность чередующихся слоев (их число достигает 15 и более) из двух (или более) материалов с различными показателями преломления. Многослойные просветляющие покрытия характеризуются низкими потерями на отражение (узкополосные покрытия для лазерной оптики с отражательной способностью около 0,3 % и менее, широкополосные — до 0,5 %). Основное преимущество многослойного просветления применительно к фотографической и наблюдательной оптике — незначительная зависимость отражательной способности от длины волны в пределах видимого спектра (на графике отражательной способности от длины волны наблюдаются два и более минимума, разделенных небольшими максимумами, а за пределами рабочей полосы наблюдается сильный рост отражательной способности), что существенно уменьшает искажения цвета. Отражения от поверхности линз с многослойным просветлением в зависимости от качества имеют различные оттенки зеленого и фиолетового цвета, вплоть до очень слабых серо-зеленоватых у объективов последних годов выпуска. Оптика с многослойным просветлением ранее маркировалась буквами МС (например, МС Мир-47М 2,5/20). В настоящее время специальное обозначение многослойного просветления встречается редко, так как его использование стало стандартом. Иногда встречаются «фирменные» обозначения особых его разновидностей SMC (Pentax), Super Integrated Coating, Nano (Nikon) и другие. В состав многослойного просветляющего покрытия, помимо собственно просветляющих слоев, обычно входят вспомогательные слои — улучшающие сцепление со стеклом, защитные, гидрофобные и др.

Инфракрасная оптика

Некоторые оптические материалы, используемые в инфракрасном диапазоне имеют очень большой показатель преломления. Например у германия показатель преломления близок к 4.1 . Такие материалы требуют обязательного просветления.

Текстурированные покрытия

Добиться отражения можно с помощью текстурирования поверхности, то есть создания на ней массива из конусообразных рассеивателей или двумерных канавок. Такой способ был впервые обнаружен при изучении структуры глаза некоторых видов мотыльков. Наружная поверхность роговицы глаза таких мотыльков, играющая роль линзы, покрыта сетью конусообразных пупырышек, называемых роговичными сосками, обычно высотой не больше 300 нм и примерно таким же расстоянием между ними. Поскольку длина волны видимого света больше размера пупырышек, их оптические свойства могут описываться с помощью приближения эффективной среды. Согласно этому приближению свет распространяется через них так же, как если бы он распространялся через среду с непрерывно меняющейся эффективной диэлектрической проницаемостью. Это в свою очередь приводит к уменьшению коэффициента отражения, что позволяет мотылькам хорошо видеть темноте, а также оставаться незамеченными для хищников вследствие уменьшения отражательной способности от глаз.

Текстурированная поверхность обладает антиотражающими свойствами также и в коротковолновом пределе, при длинах волн много меньших характерного размера текстуры. Это связано с тем, что лучи, первоначально отразившиеся от текстурированной поверхности, имеют шанс все же проникнуть в среду при последующих переотражениях. При этом текстурирование поверхности создает условия, при которых прошедший луч может отклониться от нормали, что ведет к эффекту запутывания прошедшего света (англ. - light trapping), используемому, например, в солнечных элементах.

В длинноволновом пределе (длины волны больше размера текстуры) для расчета отражения можно использовать приближение эффективной среды. В коротковолновом пределе (длины волны меньше размера текстуры) для расчета отражения можно использовать метод трассировки лучей. В случае, когда длина волны сопоставима с размером текстуры, отражение можно рассчитать только путем численного решения уравнений Максвелла. Антиотражающие свойства текстурированных покрытий хорошо изучены в литературе для широкого диапазона длин волн ^{[1] [2]}. .

Тессар (др.-греч. τέσσερες — четыре) — тип (марка) объектива.

Разработан доктором Паулем Рудольфом, и запатентован^[1] 25 апреля 1902 фирмой «Carl Zeiss». Имеет конструкцию из 4 элементов в трёх группах, где 3-я и 4-я линза склеены. Лепестки диафрагмы размещаются перед задним компонентом.

Вопреки распространённому мнению, тессар не был усовершенствованием триплета, хотя и может рассматриваться как его логическое продолжение. Тессар разработан независимо как развитие схемы объектива «Протар» (4 линзы в 2 группах), того же д-ра Пауля Рудольфа.

имеет несколько бо́льшую светосилу, чем классический триплет, и лучшую коррекцию аберраций. Дает резкое и контрастное изображение, за что и получил прозвище «Орлиный глаз».

Выпускался по лицензии такими фирмами, как Bausch&Lomb Optical CO. в США, F.Koristka в Италии, E.Krauss во Франции и Ross Ltd в Англии. По истечении срока действия патента оптическая схема тессара была воспроизведена многими оптическими фирмами в объективах: «Индустар» (СССР), «Эльмар» (Эрнст Ляйтц, сегодня Leica Camera), «Роккор» (Минолта).

Количество объективов данного типа, выпущенных с 1902 года до настоящего времени, превысило 100 миллионов.

Передний элемент Тессара может быть заменён для получения длиннофокусного или широкоугольного объектива. В 1957 году «Карл Цейс» выпустил длиннофокусные Про-Тессар 85/4, 115/4 и широкоугольный Про-Тессар 35/4 для использования в зеркальных камерах Zeiss Ikon Contaflex моделей III, IV, Rapid, Super, Super (new), Super B, Super BC и S.^[2]

Объектив Carl Zeiss Tessar 50/2.8 на камере Zeiss Ikon Contessa

Объектив Carl Zeiss Tessar в смартфоне Nokia 5800

Дифракцио́нный преде́л — это минимальное значение размера пятна, которое можно получить, фокусируя электромагнитное излучение. Меньший размер пятна не позволяет получить явление дифракции электромагнитных волн.

Дифракционный предел был открыт в 1873 году Эрнстом Аббе.

Минимальный дифракционный предел определяется формулой d_min=λ/2n, где λ — длина электромагнитной волны в вакууме, n — показатель пре