Объектив

Объекти́в — оптическое устройство, проецирующее оптическое изображение на плоскость. В оптике рассматривается, как элемент, равнозначный собирающей линзе, хотя может иметь иной вид, например Камера-обскура. Обычно объектив состоит из набора линз (в некоторых объективах — и зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы.

Объективы применяются в фото-, кино- и видеосъёмке, проекционной фотопечати, микроскопах, наблюдательных и измерительных приборах (см. «Геодезия»).
В наблюдательных оптических приборах (дальномер, бинокль, микроскоп) объективом называется (порой весьма условно) первый компонент прибора, создающий изображение, рассматриваемое через окуляр. В этом случае объектив может представлять из себя и рассеивающую линзу (так построены видоискатели многих дальномерных и простейших первых фотоаппаратов (так называемых шкальных, где все операции фотографирования производились вручную ), а образуемое им изображение может быть мнимым.
В зависимости от назначения и конструкции, в состав объектива могут входить вспомогательные элементы: диафрагма (фотография), для управления количеством проходящего света, систему фокусировки, фотографический затвор.

Характеристики объективовПравить

ОсновныеПравить

Главное фокусное расстояние (и возможность его изменения);
Максимальное относительное отверстие (иногда неправильно называемое светосилой);
Уровень и характер оптических искажений (аберраций);
Разрешающая способность (оптика)
Тип байонета или диаметр резьбы для крепления к камере съёмных объективов.

Дополнительные и уточняющиеПравить

Рабочий отрезок или рабочее расстояние — для сменных объективов. В большинстве случаев опредлеляется типом байонета, имеет важное значение для резьбовых типов крепления.
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 конструкцией оправы.
Диаметр и шаг резьбы для присоединения светофильтров.
Графики MTF (уточняют 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 объективовПравить

Изображение, полученное объективом «рыбий глаз»

Текст заголовкаПравить

Штатный объективПравить

Основная статья: Кит-объектив

Штатный объектив, Китовый объектив (калька с англ. Kit) — сменный объектив, которым комплектуется фотоаппарат при продаже. Обычно является нормальным объективом, или дешёвым зум-объективом диапазона фокусных расстояний, близкого к нормальному объективу.

Типы объективов по конструкции (оптической схеме)Править

Создание объективов, свободных от искажений, длительное время было скорее искусством, чем наукой. Особенно удачные схемы расположения линз остались в истории техники под собственными именами:

Монокль — простейший объектив, состоящий из одной собирающей линзы
Перископ — симметричный объектив, состоящий из двух собирательных линз
Триплет — простейший вариант анастигмата, состоящий из трёх несклеенных линз, двух собирающих и одной рассеивающей между ними.

Ретрофокусный объектив — класс объективов, отличающихся тем, что заднее вершинное расстояние больше главного фокусного расстояния, что позволяет спроектировать короткофокусный объектив с большим рабочим отрезком. Возник в связи с развитием зеркальных камер.
Зеркально-линзовый объектив — содержит как зеркала, так и линзы. Как правило, по такой схеме делают телеобъективы для уменьшения их габаритных размеров. Заявлен зеркально-линзовый объектив с многократным отражением света «Origami» для сверхкомпактного оборудования^[1].
Зеркальный объектив. Зеркала не обладают дисперсией, поэтому такие оптические схемы встречаются во многих технических сферах, например, в нанолитографии^[2];

Зеркально-линзовый телеобъектив

По дополнительным признакам качества изображения традиционно выделяют следующие типы:

Ахромат — объектив с минимальной хроматической аберрацией
Апланат — симметричный объектив, состоящий из двух ахроматических (ландшафтных) линз
Анастигмат — объектив, у которого устранён астигматизм и все остальные аберрации. Практически все современные массово производящиеся объективы — анастигматы.
Апохромат — Анастигмат, у которого лучше устранена хроматическая аберрация
Трансфокатор — «вариообъектив» — объектив с переменным фокусным расстоянием, «зум»).
Фикс — любой объектив с фиксированным фокусным расстоянием, жаргонное слово, сокращение, используемое для противопоставления вариообъективам.

По углу изображения (фокусному расстоянию)Править

Принцип действия зум-объектива

Широко применяется классификация фотографических объективов по углу изображения или по фокусному расстоянию, отнесённому к размерам кадра. Эта характеристика во многом определяет сферу применения объектива:

Сверхширокоугольный объектив — объектив, у которого фокусное расстояние меньше малой стороны кадра и очень большой угол (обычно более 100°) изображения.
Широкоугольный объектив (син. короткофокусный объектив) — объектив, у которого фокусное расстояние меньше широкой стороны кадра. Предназначен для съёмки в ограниченном пространстве, например интерьеров. Угол 60—100°.
Нормальный объектив — объектив, у которого фокусное расстояние примерно равно диагонали кадра (для 35 мм плёнки это объектив, имеющий фокусное расстояние, равное 50 мм, хотя по теории это 43 мм). Угол около 45°. Считается, что восприятие перспективы снимка, сделанного нормальным объективом, наиболее близко к нормальному восприятию перспективы окружающего мира человеком.^[3]^[4]
Портретный объектив — в основном данный термин применяется к диапазону фокусных расстояний и обычно подразумевается диапазон от диагонали кадра до трёхкратного её значения (для 35 мм плёнки 50—130 мм, угол 18—45°), однако точных границ, как и для телеобъектива, нет. Основное его отличие — малая глубина резкости и угол изображения у него должен быть менее 35°. Портретные съёмки не должны искажать изображения из-за эффекта перспективы.
Телеобъектив — объектив, у которого фокусное расстояние значительно превышает диагональ кадра, имеет небольшой угол изображения и предназначен для съёмки удаленных предметов.
В настоящее время массовое применение получил современный тип объективов с переменным фокусным расстоянием, называемый Вариообъектив, «зум» (англ. Zoom)).

По назначению (съёмочные объективы)Править

Существенное значение имеет назначение объектива. Перед тем как приступить к съёмке, всегда возникает вопрос о том, что будем снимать.

Портретный объектив — используется для съёмки портретов. Должен давать мягкое изображение без геометрических искажений. В качестве портретных часто используются телеобъективы или объективы с фиксированным фокусным расстоянием в диапазоне 50—200 мм (для 35 мм плёнки). Классическими являются 85 мм и 130 мм. Специализированный портретный объектив спроектирован так, что минимальные аберрации показывает при фокусировке с нескольких метров то есть именно при съёмке портрета, в ущерб качеству изображения «на бесконечности». Практически обязательным для портретного объектива является большое (лучше, чем 2.8) относительное отверстие, и очень важен характер бокэ;
Макрообъектив — объектив для съёмки небольших объектов крупным планом, также имеет специфическую конструкцию для улучшения качества именно при макро съёмке. Кроме того, обычно имеет специальную оправу.^[5];
Телеобъектив — длиннофокусный объектив, используемый для съемки удаленных объектов;
Репродукционный объектив — используется при пересъёмке чертежей, технической документации и т. д. Должен обладать минимальными геометрическими искажениями, минимальным виньетированием и минимальной кривизной поля изображения;
Шифт-объектив (объектив со сдвигом, от англ. shift) — используется для архитектурной и иной технической съемки и позволяет предотвратить искажение перспективы.
Тилт-объектив (объектив с наклоном, от англ. tilt) — используется для получения резкого изображения неперпендикулярных оптической оси объектива протяжённых объектов при макросъёмке, а также для получения художественных эффектов.^[6];
Стеноп (пинхол) (объектив камеры-обскуры, маленькая дырочка, от англ. pinhole) — используется для съёмок пейзажей или иных объектов с очень большими выдержками и с получением в одном кадре одинаково резкого изображения от макро расстояний до бесконечности;
Софт-объектив (мягкорисующий объектив, от англ. soft) — объектив с недоисправленными аберрациями, обычно сферической, или с вносящими искажения элементами конструкции. Служит для получения эффекта размытости, дымки и т. п.^[7];
Тревел-зум (англ. travel zoom) - универсальный вариообъектив относительно малого веса и максимального диапазона фокусных расстояний. Используется при пониженных требованиях к качеству снимка и повышенных — к оперативности использования и массе.

По назначению (прочие объективы)Править

Проекционный объектив — используется в проекторах. В отличие от съёмочных объективов, устойчив к значительному нагреву в интенсивном световом потоке и не имеет диафрагмы.
Объектив микроскопа —
Объектив телескопа —

Производство объективовПравить

Производство объективов - высокотехнологичная область, оно требует значительных исследований, сложной аппаратуры для обработки стекла, комплекса научно-технических исследований в области расчёта формы линз, нанесения просветляющих покрытий и др.