Файл: Отчет Изучение литературы по типам объективов.docx

• 
  Зеркальные телескопические системы образуют изображение путем отражения света от зеркальной поверхности сферической или параболической формы. Наибольшее распространение получила двухзеркальная схема Кассегрена (рис. 5.5). После отражения на главном зеркале пучок лучей попадает на вспомогательное зеркало, которое направляет его обратно - через отверстие в главном зеркале. Фокальная плоскость в этой системе располагается за оправой главного зеркала.
  
• 
  
  
• 
  Рисунок 7 – Схема Кассегрена
  
• 
  Характеристика
  
• 
  В фокальной плоскости зеркала могут быть помещены фотопластинки для фотографирования небесных объектов или любая другая светоприемная аппаратура: спектрографы, фотометры и так далее. Изображение либо получается непосредственно на фотографической пластинке, либо исследуется визуально через окуляр.
  
• 
  Эта система широко применяется в телескопах, установлена она и в Большом Телескопе Азимутальном (БТА). БТА - самый большой оптический телескоп в мире (находится на Северном Кавказе) с главным зеркалом диаметром 6 метров (его вес 650 тонн).
  

• 
  Зеркальный объектив содержит в конструкции только зеркала. Зеркала не обладают дисперсией, поэтому такие оптические схемы встречаются в астрономии, и во многих технических сферах, например, в нанолитографии^[4].
  

• 
  Ахрома́т — объектив, в котором исправлена хроматическая аберрация для лучей света двух различных длин волн и частично — сферическая аберрация^[1]. Оптические системы с коррекцией по трём и более цветам (длинам волн) называются апохроматами.
  
• 
  
  
• 
  Рисунок 8 – Схема Ахромата
  
• 
  Характеристика
  
• 
  В простейшем случае представляет собой дублет, склеенный из двух линз, одна из которых положительная, а другая — отрицательная. В таких случаях используют линзы, изготовленные из оптических стёкол с различной дисперсией. Склеивание линз само по себе никак не влияет на ахроматические свойства, однако позволяет уменьшить отражение света от поверхностей линз, снизить требования к точности изготовления склеиваемых поверхностей и облегчить последующий монтаж. Линзы относительно больших размеров (с диаметром более 10 см), как правило, не склеивают, так как из-за различия температурных коэффициентов расширения положительной и отрицательной линз, при увеличении их размеров возрастает вероятность нарушения целостности склейки, происходящего при изменении температуры окружающей среды.
  

---

• 
  Аплана́т — объектив, в котором исправлены сферическая и хроматическая аберрации, кома и дисторсия, а астигматизм исправлен для сравнительно небольшого углового поля. Апланат состоит из двух ахроматических линз, между которыми расположена диафрагма.
  

• 
  
  
• 
  Рисунок 9 – Схема Апланта
  

• 
  Характеристика
  
• 
  Астигматизм апланатов зависит от расстояния между компонентами (иногда превышающего половину фокусного), и, часто, имеет небольшую отрицательную величину. Такое решение позволяет незначительно исправить «среднюю» кривизну поверхности изображения. Однако, убывание резкости по полю изображения остаётся столь интенсивным, что угловое поле апланатов не превышает 25—30°. По этой же причине светосила апланатов, как правило, невелика и ограничивалась f/8 (хотя, может достигать и f/3,0).
  
• 
  Резюмируя, можно сказать, что в пределах некоторого поля изображения, апланат свободен от четырёх из пяти монохроматических аберраций Зейделя (сферической аберрации, комы, астигматизма и дисторсии). И от двух хроматических аберраций (продольного хроматизма и хроматизма увеличения).
  

• 
  Анастигма́т — объектив, в котором исправлены практически все аберрации, в том числе астигматизм и кривизна поля изображения. Анастигматами могут считаться объективы любых конструкций и типов, удовлетворяющие этим условиям. Большинство анастигматов дают хорошее качество изображения по всему полю при больших значениях относительного отверстия, обеспечивая высокую светосилу.
  
• 
  
  
• 
  Рисунок 10 – Оптические схемы анастигмата
  
• 
  Характеристика
  
• 
  Анастигмат состоит не менее чем из трёх линз (если он не содержит оптических элементов другого типа и асферических линз). Простейший анастигмат — триплет. Подавляющее большинство современных фотографических, киносъёмочных и телевизионных объективов — анастигматы. Впервые объектив «Протар» (нем. Protar), соответствующий классу анастигматов, был сконструирован немецким оптиком Паулем Рудольфом в 1890 году.
  

• 
  Апохрома́т — оптическая конструкция, у которой исправлены сферическая аберрация и хроматические аберрации для трёх и более цветов^[1]. Как правило, является усложнённым ахроматом с линзами из стекла специальных сортов (например, курцфлинт) и некоторых иных кристаллов (флюорит, квасцы).
  
• 
  
  
• 
  Рисунок 11 – Оптические схемы апохрома́та
  
• 
  Характеристика
  
• 
  В отличие от ахроматических оптических систем, у которых фокусное расстояние совпадает для двух различных длин волн, в апохроматических системах фокусное расстояние уравнено в трёх точках спектра, и вторичный спектр исправлен. Системы, в которых вторичный спектр исправлен не полностью, но существенно уменьшен, называются полуапохроматами.
  
• 
  Обычно расчёт апохроматических линз ведётся для длин волн 434 нм, 546 нм и 656 нм, однако объективы, предназначенные для инфракрасной и ультрафиолетовой съёмки, могут иметь и другие расчётные точки спектры. Различные конструкции апохроматов используются в телескопах, микроскопах, как фотообъективы и т. п.
  

---

• 
  Штатный или обычный объектив — это объектив, угол обзора которого совпадает с углом обзора человеческого глаза без бокового зрения. Фокусное расстояние такого объектива приблизительно равно диагонали кадра. Почти всегда такие объективы имеют высокую светосилу (это характеризуется значением диафрагмы), что позволяет фотографировать с относительно короткими значениями выдержек при недостаточном освещении.
  
• 
  
  
• 
  Рисунок 12 – Обыкновенный объектив
  

Широкоугольный объектив

Широкоугольные объективы охватывают угол больше, чем штатные. Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем больше у него угол обзора. Объектив с фокусным расстоянием в 20 миллиметров (для 35-миллиметровой камеры) по диагонали кадра «видит» примерно 90 градусов пространства. Все объективы с фокусным расстоянием от 20 до 50 мм можно называть широкоугольными.

 

Рисунок 12 – Широкоугольный объектив

Сверхширокоугольные объективы — это объективы с фокусным расстоянием от 14 до 20 миллиметров. Их можно разделить на две группы. Это прямые объективы, которые позволяют получать изображения либо без искажений, либо с приемлемым уровнем искажений перспективы, и дисторгирующие, дающие бочкообразные искажения. Дисторгирующие объективы называют «рыбий глаз».

Объективы типа «Рыбий глаз» бывают двух типов: с полем зрения 180 градусов по диагонали кадра (16 мм) и 180 градусов по вертикали кадра (8 мм). При помощи «рыбьего глаза» можно получить оригинальный эффект и своеобразную выразительность.



Рисунок 13 – Сверхширокоугольный объектив

 

Длиннофокусный объектив

Длиннофокусные объективы «приближают» к фотографу объект съемки. Можно разделить на два типа: длиннофокусные и телеобъективы. В телеобъективах в схему добавлена отрицательная линза, благодаря которой производители добились значительного уменьшения габаритных размеров.

---

Рисунок 14 – Длиннофокусный объектив
Сверхдлиннофокусный объектив

Это объективы с фокусным расстоянием от 500 миллиметров и больше. Существуют объективы с фокусным расстоянием в 2000 мм, но это уже редкость. Вес таких объективов составляет более 6 килограммов и съемка на них без штатива практически невозможна. Конструктивная разновидность сверхдлиннофокусных объективов – зеркально-линзовые. В такой конструкции часть оптической конструкции выполняют сферические зеркала.

Рисунок 15 – Сверхдлиннофокусный объектив

 

Зум-объектив

Так называют объективы с переменным фокусным расстоянием. У зум-объективов есть недостатки. Короткофокусные зум-объективы страдают дисторсией, и чем короче фокусное расстояние (больше поле зрения), тем выше дисторсия. По светосильности такие объективы подразделяются на две категории: с постоянной и переменной диафрагмой. В случае с переменной диафрагмой светосила меняется в зависимости от изменения фокусного расстояния. Например, у объектива 28-70 при фокусном расстоянии 28 мм значение диафрагмы (светосила) — 2,8, а при 70 мм — 4. Это ухудшает удобство использования. У таких объективов светосила тем меньше, чем больше фокусное расстояние. У объективов с постоянной диафрагмой таких недостатков нет.



Рисунок 16 – Зум-объектив
 

Софт-объектив

Объектив мягкого фокуса или софт-объектив выпускается, как правило, с набором съемных диафрагм. У такой диафрагмы центральное отверстие (равное не конкретной рабочей диафрагме) окружено множеством меньших отверстий. Центральное отверстие создает резкое изображение, а внешние, меньшие, рассеивают его. Уровень рассеивания можно регулировать путем замены вставной диафрагмы. Это дает возможность значительно изменять эффект мягкого фокуса и степень рассеивания. В некоторых моделях специально не полностью коррегирована сферическая абберация.

---

Рисунок 17 – Софт-объектив
 

Макрообъектив

Объектив, позволяющий снимать без специальных приспособлений в масштабе 1:1. У таких объективов, в отличие от всех остальных, при съемке на конечное расстояние аберрации исправлены.


Рисунок 18 – Макрообъектив

Шифт-объектив

Название произошло от английского слова Shift («Сдвиг»), при помощи такого объектива можно избавиться от перспективных искажений путем смещения блока линз параллельно плоскости пленки или матрицы. При съемке камера ставится так, чтобы оптическая ось объектива была параллельна земле.



Рисунок 19 – Шифт-объектив

Телеконвертор

Конструктивно телеконвертор нельзя отнести к объективам. Но с его помощью можно увеличить фокусное расстояние, а значит, приблизится к объекту съемки. Небольшой размер и малый вес — это главные достоинства телеконвертора. Конверторы выпускают с разной кратностью увеличения фокусного расстояния.


Рисунок 20 – Телеконвертор
ОПТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБЪЕКТИВОВ

Рисунок 21 – Оптическая схема нормального объектива (угол поля зрения 40°-50°)

Рисунок 22 – Оптическая схема широкоугольного (ретрофокусного) объектива (угол поля зрения 60°-83°)


Рисунок 23 – Оптическая схема телеобъектива (сверхдлиннофокусного) (угол поля зрения 9° и менее)


Рисунок 24 – Оптическая схема длиннофокусного объектива (угол поля зрения 39° и менее)

---