Устройство и принцип работы объектива

Опубликовано: Автор: admin

Свет попадает на матрицу цифрового фотоаппарата через оптическую совокупность, главными составляющими которой являются объектив, устройство и видоискатель автоматической фокусировки. Оптическая совокупность собирает лучи света и проецирует изображение на плоскость. Объектив, непременно, занимает центральное место в оптической совокупности цифровой камеры, потому, что как раз от его качества и характеристик изготовления зависят резкость и детальность приобретаемого на светочувствительном носителе изображения.

Широкий выбор объективов для цифровой фототехники определяет разнообразие возможностей для реализации творческих задумок и идей фотографа. Не обращая внимания на то, что объектив есть одним из наиболее значимых узлов фотоаппарата, его устройство и основные принципы работы мало изменились за десятилетия с момента появления первой пленочной камеры.

Принцип работы объектива фотоаппарата основан на одном из основных оптических особенностей света – преломлении световых лучей при прохождении границы сред с различными плотностями. Это свойство замечательно заметно, к примеру, при размешивании сахара в чашке с чаем. Глядя в чашку, мы можем подметить, как ложка, что мы помешиваем сахар, выясняется совершенно верно надломленной на границе воды и воздуха.

Это оптическое свойство обуславливается тем несложным фактом, что скорость распространения света в воде меньше, чем скорость распространения световых лучей в воздухе.

Еще более впечатляющий эффект преломления отмечается при прохождении света через стекла и границу воздуха, в особенности при определенном радиусе искривления стекла. В объективе цифровой камеры свет преломляется при прохождении через прозрачную полированную поверхность стекла линзы, другими словами на границе «воздушное пространство — оптическое тело». В следствии преломления светового потока объектив проецирует на светочувствительном элементе фотоаппарата (матрице) геометрически верное, резкое изображение снимаемых объектов по всему полю кадра.

Приобретаемое таким методом световое изображение не должно содержать каких-либо искажений формы, яркости либо цвета фотографируемых объектов. Но явления преломления света в объективе фотоаппарата часто сопровождаются происхождением так называемых аберраций (искажений изображения). Чтобы снизить эти проявления, сказывающиеся очень плохо на качестве изображения, в современных оптических совокупностях используются разнообразные приемы, связанные, например, с повышением числа линз в объективе.

Конструкция объектива

Объектив есть сложным оптическим устройством, которое конструктивно складывается из следующих главных сферических: системы зеркал и элементов линз, изготовленных из особого оптического стекла, диафрагмы и металлической оправы. В лицевой части объектива находится оптическая линза, главное назначение которой пребывает в сборе световых лучей. В объектива размешаются уже другие сферические зеркала и оптические линзы, каковые несут ответственность за последующее дальнейшее формирование и преломление света изображения.

Устройство и принцип работы объективаОбъектив Nikon DX 16-85mm f/3.5-5.6G ED VR AF-S Nikkor

 Количество линз либо оптических элементов в конструкции современных объективов возможно различным. Наряду с этим они смогут быть соединены между собой либо, напротив, поделены воздушным пространством. В несложных объективах употребляется совокупность, складывающаяся из одной — трех линз.

А в отличных и дорогих объективах количество оптических элементов, выполненных из разных сортов стекла, может быть около десяти и более.

Объектив Объектив Nikon DX 16-85mm f/3.5-5.6G ED VR AF-S Nikkor в разрезе

Оптическое стекло, применяемое при изготовлении объективов, отличается совершенной гладкостью и прозрачностью, для него недопустимо наличие каких-либо пузырьков и короблений, поскольку онимогут привести к искажению изображения. В конструкции современных объективов используются особенные асферические линзы, каковые способны лучше справляться с разнообразными оптическими аберрациями. Такие асферические линзы частенько употребляются, например, в устройстве широкоугольной оптики.

Положение линз в объективе должно быть выдержано с точностью до тысячных долей миллиметра, дабы создаваемое оптическое изображение было максимально резким и четким. В объективе, складывающемся из нескольких линз, очень принципиально важно, дабы оптическая ось каждой отдельной линзы идеально совпадала с оптическими осями всех других линз. Лишь так возможно достигнуто получение качественного изображения.

Высокая точность обоюдного размещения линз в объективе достигается за счет крепления линз в железной оправе. Другими словами оправа – это не просто корпус объектива, а компонент, снабжающий нужное расстояние между линзами, и защиту оптических элементов от механических и климатических действий. Оправа выполняется под конкретный ее соединения и тип камеры с объективом.

 Большинство объективов складывается из двух частей: главной железной оправы, в которой размещаются все диафрагма и оптические детали, и переходной оправы, служащей для осевого перемещения главной ее соединения и оправы с камерой. Переходная оправа в большинстве случаев имеет пара кольцеобразных подробностей. В следствии поворота одного из таких колец обеспечивается осевое перемещение той части железной оправы, в которой укреплен главный блок объектива.

Конструкция оправ объектива предполагает возможность ручного либо автоматического трансформации диафрагмы, другими словами регулируемого по величине отверстия, талантливого изменять количество световых лучей, проходящих через объектив на матрицу цифрового фотоаппарата.

Шестилепестковая диафрагма

Диафрагма в объективе является светонепроницаемую заслонку с маленьким отверстием в центре, которая световые лучи, проходящие через края линзы. Такая заслонка в подавляющем большинстве объективов складывается из узких железных лепестков серповидной формы, установленных по окружности между линзами объектива. Эти лепестки диафрагмы смогут поворачиваться в один момент между собой, двигаясь в пространство между линзами либо выходя из него.

Диафрагма помогает для трансформации глубины быстро изображаемого пространства. Уменьшая размер диафрагменного отверстия, мы можем повысить резкость кадра.

Элементы объектива (источник electrogor.ru)

В устройство объектива входит и фокусировочное кольцо. Оно употребляется для  ручной наводки объектива на резкость. Вращая кольцо объектива, фотограф может сделать резким или передний, или задний замысел. В случае если же объектив снабжен функцией автофокуса, то фокусировочное кольцо вращается машинально благодаря особому мотору.

При нажатии на затвор камеры объектив машинально фокусируется на резкость по центральному участку кадра. Фиксирование фокусировки в большинстве случаев происходит при нажатии кнопки спуска до половины.

 В современных объективах ведущих производителей используется ультразвуковой привод фокусировки (USM), встроенный конкретно в объектив. Благодаря ему обеспечивается весьма стремительная скорость работы фокусировки. Существуют объективы и с так называемым отверточным приводом, что механически связывает фотоаппарат и объектив.

Такая совокупность трудится более медлительно и шумно.

Типы ультразвуковых приводов фокусировки объективов Canon

Кроме автофокуса, в конструкции объектива довольно часто встраивается и механизм стабилизации, что компенсирует дрожание камеры при увеличенных выдержках, тем самым, давая фотографу возможность приобретать резкие кадры в условиях недостаточной освещенности без применения штатива. Объектив с переменным фокусным расстоянием имеет особое кольцо трансфокатора, применяемое для трансформации фокусного расстояния. Посредством для того чтобы кольца возможно приблизить либо отдалить снимаемый объект в кадре.

Оправа объектива может составлять одно целое с камерой лишь в том случае, если объектив жестко встроен в фотоаппарат. В цифровых же камерах, рассчитанных на применение сменных объективов, используется совокупность крепления объектива — байонет. Такие совокупности крепления объектива к камере у каждого производителя собственные, не смотря на то, что существуют и кое-какие открытые стандарты байонета. форма и Размеры байонета зависят от типа камеры, к которой крепится объектив.

Сам объектив может, со своей стороны, предоставлять возможность для установки разнообразных фильтров. Для этого он оснащается особой резьбой, расположенной около внешней линзы. Именно на эту резьбу и прикручиваются другие аксессуары и различные фильтры для объективов.

 Характеристики объектива

Объективы характеризуются двумя главными параметрами – фокусным расстоянием и светосилой. В большинстве случаев, значения этих параметров указываются на передней части оправы любого объектива. Светосила определяет яркость создаваемого объективом оптического изображения, другими словами иными словами является показателем свойства объектива пропускать свет.

Чем больше света проходит через объектив, тем, соответственно, выше его светосила.

Преимущество объективов, владеющих высокой светосилой, содержится в том, что они разрешают вести съемку в условиях недостаточной освещенности и предоставляют фотографу больше свободы в выборе экспозиционных параметров съемки. Но в случае если снимаемый объект освещен достаточно прекрасно, то светосильный объектив будет уже не ассистентом, а скорее помехой. Высокая яркость создаваемого им изображения обеспечит переэкспонирование матрицы фотоаппарата.

Фокусное расстояние, со своей стороны, характеризует масштаб изображения, проецируемого объективом на матрицу цифровой камеры. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем более «приближенное» и большое изображение окажется при съемке одного и того же объекта. Меньшее фокусное расстояние разрешает охватить большее поле обзора и уместить, так, на одной фотографии широкую панораму.

Фокусное расстояние 24 мм ( в 35-мм эквиваленте)

От фокусного расстояния объектива зависит не только угол обзора и охват кадра, но и возможность снимка. В частности, повышение фокусного расстояния разрешает сделать задний замысел более большим, приблизить его к переднему и сгладить отличие в расстоянии. Напротив, уменьшение фокусного расстояния позволяет сделать задний замысел визуально дальше и мельче, усиливая ощущения возможности на снимке.

Фокусное расстояние 360 мм ( в 35-мм эквиваленте)

В зависимости от фокусного расстояния принято классифицировать объективы на следующие виды:

 — Стандартные (фокусное расстояние от 40 до 50 мм)

 Стандартным принято именовать объектив с фокусным расстоянием, приблизительно равным диагонали кадра. Посредством стандартного объектива получается изображение, приближенное к тому, каким картину видит человеческий глаз. Другими словами стандартные объективы нейтральны по собственному действию  и не снабжают никаких эффектов.

Такие объективы активно используются для съемки портретов, потому, что они не допускают искажения лиц.

 — Широкоугольные (фокусное расстояние от 12 до 35 мм)

 Широкоугольные объективы имеют маленькое фокусное расстояния и широкий угол обзора, что разрешает применять их в тех случаях, в то время, когда требуется увеличенный угол зрения. К примеру, при съемке пейзажей либо архитектуры, где широкоугольный объектив позволяет выделить возможность пространства в кадре. Они кроме этого выясняются весьма эргономичными при съемке в ограниченном пространстве благодаря собственному широкому полю зрения.

 — Телеобъективы (фокусное расстояние от 200 мм и более)

Для съемки удаленных объектов используются телеобъективы. Благодаря маленькому углу обзора телеобъектив разрешает заострять внимание на главном объекте съемки, отсекая из кадра либо размывая до неузнаваемости все лишнее. Телеобъективы способны уменьшать расстояние между передним и задним замыслами, практически «сплющивая» возможность.

Такие объективы значительно более чувствительны к дрожанию либо мельчайшим вибрациям камеры, исходя из этого их применение фактически немыслимо без надежного штатива.

 Кроме этих типов, выделяют и другие объективы особого назначения. В частности, макрообъективы либо объективы «фиш-ай».

 Напоследок стоит сообщить о некоей специфике объективов, предназначенных как раз для цифровых фотоаппаратов. Дело в том, что фотопленка может фактически одинаково принимать как свет, падающий на ее поверхность под обычным углом, так и косые световые лучи. Исходя из этого для определения качества объектива для пленочного аппарата необходимо было только совершить тестовую съемку и отпечатать фотографии громадного формата, дабы заметить готовый итог.

 Цифровая же фототехника характеризуется тем, что светочувствительный элемент (матрица) значительно критичнее относится к углу падения световых лучей. И в случае если лучи падают на поверхность матрицы под острым углом, то некая часть света просто не попадает на светочувствительную поверхность. В следствии, при применении некоторых объективов изображение по краям кадра теряет четкость, в других же случаях начинают проявляться заметные цветовые артефакты.

 Дабы решить эту проблему, производители объективов для цифровых фотоаппаратов стараются сейчас использовать совокупности из нескольких  оптических элементов и линз в конструкции оптики. Но в этом случае приходится получать того, дабы центр симметрии каждого оптического элемента идеально совпадал с оптическими осями вторых линз. В случае если этого не удается достигнуть, то неминуемо появляются разные искажения и геометрические аберрации, кроме этого портящие снимок.

 Исходя из этого производство фотографических объективов в наше время отличается  высокой степенью сложности и требует высокой точности изготовления. Такую точность при сборке объективов и изготовлении линз удается достигнуть лишь за счет применения на производственных фирмах роботизированных сборочных аппаратов.

  Источник: Фотокомок.ру – обзоры и тесты фотоаппаратов (при цитировании либо копировании активная ссылка необходима)

Ремонт фотоаппаратов Устройство объектива Часть 13


Интересно почитать:

Самые интересный результаты подобранные по Вашим интересам:

Related posts