Кроп-фактор и размеры матриц
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 dmin=λ/2n, где λ — длина электромагнитной волны в вакууме, n — показатель преломления среды. Иногда под дифракционным пределом понимается не линейный, а угловой размер, определяемый по формуле ψmin=1,22*λ/D (критерий Рэлея[1], предложен в 1879 году), где D — апертура оптического прибора.
Дифракционный предел накладывает ограничения на характеристики оптических приборов:
- Оптический микроскоп не способен различать объекты, размер которых меньше значения λ/(2·n·sinθ), где θ - так называемый апертурный угол (у хороших микроскопов θ близок к 90°, и следовательно, предельное разрешение близко к дифракционному пределу λ/2n).
- При изготовлении микросхем методом фотолитографии минимальный размер каждого элемента микросхемы не может быть меньше дифракционного предела, что ограничивает совершенствование техпроцесса.
- Принцип действия оптического диска заключается в считывании информации сфокусированным лучом лазера, поэтому дифракционный предел накладывает ограничение на максимальную плотность информации.
- Разрешающая способность телескопа не может быть больше ψmin (т.е. два точечных источника света, расположенные на угловом расстоянии меньше ψmin, будут наблюдаться как один источник). Однако, разрешение земных оптических телескопов ограничивает не дифракционный предел, а атмосферные искажения (дифракционный предел самых больших телескопов составляет порядка 0.01 угловой секунды, но из-за атмосферных искажений реальное разрешение обычно не превышает 1 секунду). В то же время, разрешение радиотелескопов и радиоинтерферометров, а также космических телескопов, ограничивается именно дифракционным пределом.