Заднее фокусное расстояние: Заднее фокусное расстояние — это… Что такое Заднее фокусное расстояние? — Главная

Содержание

Фокусное расстояние заднее — Энциклопедия по машиностроению XXL

Удаление передней главной точки Удаление задней главной точки Удаление переднего фокуса Удаление заднего фокуса Переднее фокусное расстояние Заднее фокусное расстояние Удаление входного зрачка [c.303]

Рис. 45. Фокусное расстояние задний фокальной отрезок s p

Фокусное расстояние заднее 28 — переднее 28 [c.446]

Величины / U f называют передним и задним фокусными расстояниями. Как видно, они полностью определяются значениями показателей преломления п и п и кривизной поверхности, на которой происходит преломление световых лучей. Соответствующие точки F к будут передним и задним фокусами этой по верхности. Очевидно, что / // = —п/п. [c.279]

Величины /х и 2 суть постоянные длины, характеризующие преломляющую поверхность.

Они называются ее фокусными расстояниями-, /х — переднее фокусное расстояние (точка — передний фокус) — заднее фокусное расстояние (точка — задний фокус) (рис. 12.11). [c.282]

Для классификации очковых стекол обычно применяется понятие оптической силы линзы. Оптической силой называется величина, обратная заднему фокусному расстоянию линзы. Если фокусное расстояние измерять в метрах, то оптическую силу принято выражать в диоптриях, считая ее положительной или отрицательной в зависимости от того, собирательная линза или рассеивающая. Так, например, рассеивающая линза с фокусным расстоянием 20 см (/ = — 1/5 м) имеет оптическую силу в — 5 диоптрий. [c.293]

Заднее фокусное расстояние / — расстояние от задней главной точки до заднего фокуса. [c.199]

В системе из двух компонентов, имеющих фокусные расстояния f ч fy и /2 и расстояние между задним фокусом первого компонента и передним фокусом заднего компонента, эквивалентные фокусные расстояния равны

[c. 232]

Расстояние от точки Н до точки F паз. передним фокусным расстоянием (отри цат ел г. мым па рис.), а расстояние от точки Я до точки F — задним фокусны.м расстоянием (положительным на рис.), [c.242]

Роб-Гок. причём Роб = А// об. Гок = 250// ок. где А — расстояние от заднего фокуса объектива до переднего фокуса окуляра (т. н. оптич. длина тубуса), и / о — фокусные расстояния объектива и окуляра. Обычно объективы М. имеют увеличения от 6,3 до 100, а окуляры от 7 до 15 поэтому общее увеличение М. лежит в пределах от 44 до 1500, [c.142]

Форма первого из соотнощений (1.15) аналогична щироко известной в оптике формуле отрезков [44], причем заднее фокусное расстояние ДЛ определяется выражением (1.16) (легко

[c.22]

Аналогичное соотношение для СПП найдем, дифференцируя по Я заднее фокусное расстояние f — nr/ n— ) (считаем, что СПП разделяет воздух и среду с показателем преломления п) [c. 36]

I. (см. п. 1.2). Остается уточнить значения t/,- для различных типов оптических элементов. Для сферической преломляющей поверхности заднее фокусное расстояние fi = n[rj n. — n y Подставляя это выражение в (6.2), найдем [c.183]

Формула, связывающая межкомпонентное расстояние d с линейным увеличением р прн известных фокусных расстояниях и (имеются в виду задние фокусные расстояния) и расстоянием I между предметом и изображением, может быть получена из формулы [c.294]

При фокусном расстоянии f = 7000 мм, относительном отверстии 1 4,5, угле поля зрения 2wi = ГЗО, расстоянии между зеркалами 1920 мм величине заднего отрезка s =291 мм, радиусах кривизны Г1 = 6600 мм = ЗЙ)0 мм суммы Зейделя имеют следующие значения S, = —0,002 S = —0,01 S , = —0,01 S,v = 0,12 S, = —3,88.

[c.382]

После обратного фурье-преобразования отфильтрованного поля второй линзой с фокусным расстоянием f в ее задней фокальной плоскости формируется распределение [c. 133]

Эта оптическая система позволяет получить заданные величины увеличения, фокусного расстояния, заднего отрезка и коэффициентов аберраций 3-го порядка рех монохроматиче- iiMx Si, Su, Sm и двух хроматических S , Sif). В результате расчета по заданным величинам / или V, s, d, х, ai, tii, Vi, А = sin Ыт, Si, Su, Sm, Sf , SiP определяются фокусные расстояния компонентов их. относительные диаметры Di/f[, и основные параметры W, Р , J и W, 1, Q. Кроме этих величин вычисляются также коэффициент Петцваля Sjv и положение входного зрачка для последующей- части Xi , так как в начале расчета известно положение выходного зрачка х .

[c.97]

Фокусное расстояние, мм Относительное отверстие Угол поля зрения, градус Фотографическая разрешающая способность в центре, пар линнй/мм Задний фокальный отрезок, мм [c.362]

В телескопической системе Кеплера объектив и окуляр—положительные, в системе Галилея — окуляр отрицательный. Система Галилея дает прямое мнимое изображение, система Кеплера — перевернутое действительное, и для получения в ней прямого изображения необходимо добавлять оборачивающую систгму. Система Кеплера может применяться в измерительных приборах. В этом случае измерительные шкалы или отсчетные индексы ставятся в задней фокальной плоскости объектива или в передней фокальной плоскости окуляра (при отсутствии линзовой оборачивающей системы эти плоскости со-впадз1чТ . Увеличение телескопической системы равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра, взятому с обратным знаком.

[c.240]

В системе из двух колшонентов, имеющих фокусные расстояния /, и f[, f, и /п и расстояние Д между задним фокусом первого компонента и передним фокусом второго компонента, эквивалентные фокусные расстояния равны [c.321]

Ф = п Ц = n/f f ж f — заднее и переднее фокусные расстояния системы (см. Кардинальные точки оптической системы). Для системы, находящейся в воздухе (п = п = 1), ф = ijf. О, с. измеряется в диоптриях (м» ), она положительна для собираю1цих систем и отрицательна для рассеивающих. [c.442]

УВЕЛИЧ НИЕ оптическое —отношение линейных или угл.

размеров изображения предмета, получаемого с помощью оптич. системы, к соответствующим размерам самого предмета. Характеризуя наиболее употребит, осесимметричные системы, различают линейное, угл. и продольное У. о. Линейное (поперечное) увеличение р — отношение длины / изображения отрезка, перпендикулярного оптич. оси системы, к длине этого отрезка / = 1/1. При р>0 (направления I к 1 совпадают) изображение наз. прямым, при р 1—увеличенным. Величину р оптич. системы можно вычислить, используя выражение fjx= —x /f, где /н/ — переднее и заднее фокусные расстояния, ахи х — расстояния от переднего фокуса до предмета и от заднего фокуса до изображения соответственно. В реальных оптич. системах линейное У. о. для сопряжённых плоскостей не остаётся постоянным по всему полю зрения. Это приводит к нарушению геом. подобия между предметом и его изображением, наз. дисторсией (см. Аберрации оптических систем). [c.200]

Значительно меньщая кривизна поля у дублета, силовой элемент которого ДЛ.

РЛ в такой системе представляет собой слабый отрицательный мениск [21], а расстояние d между задней главной плоскостью мениска и ДЛ по выражениям (5.1) соизмеримо с фокусным расстоянием дублета или даже больще него. При этих условиях у коэффициентов Fz и D3 одинаковые знаки, причем / з з . Следовательно, дисторсия устраняется только при расположении выходного зрачка вблизи плоскости изображения f s ). Световые диаметры линз в этом случае сильно возрастают, что приводит к увеличению углов падения и преломления лучей на поверхностях мениска (вплоть до полного внутреннего отражения) и к росту аберраций высших порядков. Таким образом, в комбинированном дублете ди-сторсия практически неустранима. [c.162]

Телескопические системы состоят из двух частей — объектива (в расширенном смысле, т. е. системы, образующей изображение далеких объектов это может быть простой двухлиизовый объектив, или объектив с оборачиваюп1ей системой призм, или комбинации объективов и коллективов, создаюп1Нх прямое изображение объектов, или сложные системы с переменным увеличением) и окуляра, через который глаз (или иной приемник аналогичного назначения) рассматривает первичное изображение, создаваемое объективом.

Окуляр может быть положительным (т. е. заднее фокусное расстояние его положительное) или отрицательным (в противоположном случае). [c.5]

Пример расчета окуляра Рамсдена для астрономического объектива. Пусть требуется рассчитать окуляр Рамсдена с фокусным расстоянием 15,2 мм для астрономической трубы. Если увеличение всей системы велико — порядка 160, то можно считать, что входной зрачок окуляра находится иа бесконечности, а следовательно, выходной зрачок помещается в задней фокальной плоскости. Можно положить высоту г/ пересечения второго вспомогательного луча со второй линзой в обратном ходе равной единице со знаком минус. Имея в виду для окуляра самостоятельное исправление, примем, что сумма S,,, имеет значение от —0,3 до —0,35. Величину можно брать равной нулю, но еще лучше дать.ей небольшое отрицательное значение в пр.еделах от —0,2 до —0,3, компенсирующее обычно встречающуюся кому объективов.

[c.139]

Телеобъектив, как показывает его название, предназначен для съемок с большого расстояния. Но при этом он, как правило, входит в набор сменных объективов, принадлежащих определенной камере, поэтому его задний отрезок должен быть таким же, как -задний отрезок остальных объективов набора, у которых фокусное расстояние значительно меньше. Кроме того, его продольные и поперечные размеры должны быть соизмеримы с размерами камеры другими словами, его длина должна быть малой по сравнению с фокусным расстоянием, а поперечные размеры умеренными, т. е. относительное отверсгне телеобъектива должно быть небольшим, что вытекает также из условия хорошего исправления аберраций.

[c.281]

Обозначим через s задний отрезок телеобъектива, через / — его фокусное расстояние н через d — его длину телеувеличением Г назовем отношение длиной телеобъектива t — [c.281]

Интересно отметить, чго в случае, когда сфокусированная голограмма регистрируется без диффузного рассеяния объектного пучка, наблюдение восстановленного изображения при освещении такой голограммы излучением лазера существенно затруднено вследствие точечных размеров источника. Наблюдение всего изображения в этом случае можно обеспечить путем проекции его на зкран, для чего изображение должно быть действительным. Соответствующие условия бьши созданы путем проведения двух последовательных фурье-преобразований светового поля, возникающего в плоскости голограммы, с последующей фильтрацией одного из пучков первого порядка дифракции в фурье-плоскости. При помещении сфокусированной голограммы в переднюю фокальную плоскость линзы с фокусным расстоянием f распределение амплитуд в ее задней фокальной плоскости, как известно (см., например, [92]), описывается выражением [c.25]

Световое поле в задней фокальной плоскости (х/, положительной линзы с фокусным расстоянием / (рис. 71), осуществляющй фурье-преобразо-вание распределения U x, у), представим в виде фурьеч)браза [c.133]

Фильтрация в фу №е-плоскосги. Перейдем теперь к рассмотрению фильтрации восстановленного поля в фурье-плоскости. Пусть восстановленное в Плоскости сфокусированной голограммы изображение переотобража-ется с помощью собирающей линзы с фокусным расстоянием / (рис. 74). Для определенности предполагаем, что голограмма сфокусированного изображения находится на двойном фокусном расстоянии от линзы. В фурье-плоскости, которая в случае плоской освещающей волны совпадает с задней фокальной плоскостью линзы, помещается непрозрачный экран с фильтрующим отверстием. [c.144]

Фокусное расстояние заднее переднее — Энциклопедия по машиностроению XXL

Величины /х и 2 суть постоянные длины, характеризующие преломляющую поверхность. Они называются ее фокусными расстояниями-, /х — переднее фокусное расстояние (точка — передний фокус) — заднее фокусное расстояние (точка — задний фокус) (рис. 12.11). [c.282]

При рассмотрении приведенных систем в обратном ходе лучей задние фокусные расстояния становятся передними и наоборот. Поэтому в формуле (1.25) можно заменить задние главные фокусные расстояния на передние [c.12]

Расстояние между главными плоскостями может иметь любой знак.

Они перекрещены, только если г/ + /». В этом случае (4.112) дает положительные результирующие фокусные расстояния (см. рнс. 51,6). Если расстояние между линзами с1 больше суммы двух фокусных расстояний, то у результирующей линзы — отрицательные фокусные расстояния, и передняя главная плоскость расположена спереди от задней (см. рис. 51, а). Если г/=Г + /», то главные плоскости отстоят бес- [c.229]

Фокусное расстояние. Различают переднее и заднее фокусные расстояния, которые равны между собой. Величина фокусного рас- [c.26]

Фокусное расстояние заднее 28 — переднее 28 [c.446]

Размеры длину волны А,, фокусное расстояние I, передний и задний фокальные отрезки 5/ и Зр- помещают на поле схемы в таблице. Размеры граф не устанавливаются (см. рис. 12.1, 12.2). [c.385]

Так как окуляры работают в воздушной среде, то все передние и задние фокусные расстояния всегда будут попарно равны друг другу по абсолютной величине и обратны по знаку поэтому ( юр-мулы (1.85) и (1.86) могут быть переписаны [c.24]

Умножая переднее фокусное расстояние на /г и заднее на п, приходим к равенству [c.30]

Увеличивая отрезок Ь от передней главной плоскости до предметной точки А, будем уменьшать отрезок Ь от задней главной точки до изображения—точки А в пределе, когда точка А уйдет в бесконечность, точка А совпадет с точкой заднего фокуса Fo и отрезок Ь станет равным фокусному расстоянию при этом входной апертурный угол а станет равным нулю. [c.42]

Переднее и заднее фокусные расстояния связаны формулой [c.186]

На любом луче из пучка наклонных лучей мы всегда сможем отыскать фокальные и узловые точки. Учитывая, что передние и задние узловые фокусные расстояния у систем, расположенных в одной и той же среде, должны быть равны друг другу по величине и отличаться только знаком, придем к заключению, что 10 м. м. Русинов 289 [c.289]

Следовательно, заднее фокусное расстояние концентрической линзы становится равным предметному отрезку с обратным знаком, в силу чего произойдет совмещение переднего фокуса линзы с предметной точкой и перенос изображения после концентрической линзы в бесконечность. [c.364]

Равенство же отношения показателей преломления минус единице обусловливает собой равенство передних и задних фокусных расстояний. Благодаря этому при прохождении главного луча через геометрические фокусы кривой второго порядка имеет место равенство сагиттальных и меридиональных фокусных расстояний вдоль главного луча и, как следствие, отсутствие астигматизма при произвольном положении предметной точки на главном луче. Вместе с тем геометрические фокусы отражательных поверхностей второго порядка являются сопряженными точками, изображаемыми друг другом без возникновения сферической аберрации. [c.444]

Согласно рис. 4 величина переднего и заднего фокусного расстояния вычисляется по формулам [c.100]

Узловыми точками называются такие точки, в которых угловое увеличение Wp = 1. Из формулы (7) следует при Wp= I д = / и х — f, т. е. передняя узловая точка находится от переднего фокуса на расстоянии, равном заднему фокусному расстоянию, а задняя узловая точка от заднего фокуса — на расстоянии, равном переднему фокусному расстоянию. [c.104]

Непараллельность лучей, исходящих из конденсора, вызывает потерю четкости проектируемого контура. При данном фокусном расстоянии и протяженности источника света 55] потеря четкости будет тем большей, чем больше толщина проектируемой детали. Действительно, лучи касаются заднего и переднего краев проектируемой пластины фиг. 153) расходящимися линиями, направленными под углом 2(р, причем [c.128]

Расстояния / между передней главной точкой и передним фокусом Р и задней главной точкой и задним фокусом Р — /1 называются соответственно передним и задним фокусными расстояниями. [c.10]

Чтобы найти положение передней фокальной точки Р, рассмотрим луч, идущий через нее под некоторым углом аГ На выходе из системы он должен быть параллелен оптической оси, т. е. для него 1 2 = 0. Поэтому У 2 = Су — -0 / =0. Подставив сюда / = Пха, найдем у =—Оп а /С. Из рис. 7.10 видно, что 1 = —у /а = = п 0/С. Мы получили, что расстояние не зависит от а1, т. е. все лучи из р1 после прохождения через систему будут параллельны оптической оси. Рассматривая продолжения падающего и выходящего лучей, определяем положение передней главной плоскости Н и переднее фокусное расстояние, отсчитываемое от Я до = = п /С (при этом учтено, что для матрицы Ji, образованной произведением любого числа матриц. Я и йе М=АО—ВС—1). Когда показатели преломления сред по обе стороны от системы одинаковы (П = П2), ее переднее и заднее фокусные расстояния равны по модулю, но противоположны по знаку /2=— [c.341]

УВЕЛИЧ НИЕ оптическое —отношение линейных или угл. размеров изображения предмета, получаемого с помощью оптич. системы, к соответствующим размерам самого предмета. Характеризуя наиболее употребит, осесимметричные системы, различают линейное, угл. и продольное У. о. Линейное (поперечное) увеличение р — отношение длины / изображения отрезка, перпендикулярного оптич. оси системы, к длине этого отрезка / = 1/1. При р>0 (направления I к 1 совпадают) изображение наз. прямым, при р 1—увеличенным. Величину р оптич. системы можно вычислить, используя выражение fjx= —x /f, где /н/ — переднее и заднее фокусные расстояния, ахи х — расстояния от переднего фокуса до предмета и от заднего фокуса до изображения соответственно. В реальных оптич. системах линейное У. о. для сопряжённых плоскостей не остаётся постоянным по всему полю зрения. Это приводит к нарушению геом. подобия между предметом и его изображением, наз. дисторсией (см. Аберрации оптических систем). [c.200]

Интересно отметить, чго в случае, когда сфокусированная голограмма регистрируется без диффузного рассеяния объектного пучка, наблюдение восстановленного изображения при освещении такой голограммы излучением лазера существенно затруднено вследствие точечных размеров источника. Наблюдение всего изображения в этом случае можно обеспечить путем проекции его на зкран, для чего изображение должно быть действительным. Соответствующие условия бьши созданы путем проведения двух последовательных фурье-преобразований светового поля, возникающего в плоскости голограммы, с последующей фильтрацией одного из пучков первого порядка дифракции в фурье-плоскости. При помещении сфокусированной голограммы в переднюю фокальную плоскость линзы с фокусным расстоянием f распределение амплитуд в ее задней фокальной плоскости, как известно (см. , например, [92]), описывается выражением [c.25]

Для получения корреляции опорный пучок перекрывается, в плоскости Р2 помещается согласованный фильтр t x2, у2), а во входной плоскости Pi устанавливается транспарант с амплитудным пропусканием g xu уд- При этом распределение комплексных амплитуд света, падающего на плоскость Рз, описывается функцией G( , и), и после прохождения этого распределения через согласованный фильтр мы имеем G u,v) t x2, У2). Поскольку плоскость Рз совмещена с передней фокальной плоскостью второй фурье-преобразующей линзы L3 с фокусным расстоянием /3, распределение комплексных амплитуд в задней фокальной плоскости этой линзы представляет собой фурье-образ произведения G-t] таким образом, [c.555]

Таким образом, одновременное устранение хроматизма положения и хроматизма увеличения будет получаться при ахромати-зации положения переднего и заднего фокусов системы и величин самих фокусных расстояний. [c. 187]

Кювета для комбинационного рассеяния света 3 имеет с одной стороны плоское окно, а с другой — зачерненный рог (рог Вуда), который поглощает излучение возбуждающей линии ртути, отраженное от внутренних стенок и окон кюветы. Этот свет сильно мешает наблюдению слабого КР-спектра, Чтобы излучение от источника возбуждения не мешало наблюдению. малоинтенсивного КР-спектра, рассеянный свет фотографируется под углом 90°. Рассеянный свет от кюветы собирается и направляется на щель спектрографа 6 линзой-конденсором 7. Конденсор, как и осветитель, укрепляется на рельсе спектрографа на строго определенном расстоянии от щели. Обычно передняя часть кюветы (дно) проецируется на объектив коллиматора, а задняя (начало рога Вуда) — на щель спектрографа. Для стандартных кювет длиной около 10 см и при фокусном расстоянии конденсора /=9,5 см это.му требованию удовлетворяет расстояние от щели до задней части кюветы— примерно 33 с.м. В связи с тем что линии КР-спектра очень слабы и времена экспозиции при фотографировании достигают нескольких часов, необходимо устранить все посторонние источники света. Для этого на конденсор надеты выдвижные светозащитные кожу.хи, а кассетную часть рекомендуется прикрывать черной материей. Кроме того, необходимо устанавливать более широкие входные щели (порядка 50 мкм), чем в случае полосатых спектров испускания двухатомных молекул. В спектре ртутной лампы наряду с возбуждающей линий А=435,8 нм содержатся еще ряд более слабых линий, и в КР-спектре они могут проявляться как линии релеевского рассеяния. Для того чтобы эти линии идентифицировать на фотопластинке рядом с КР-спектром снимают также и спектр ртутной лампы. [c.145]

Главное фокусное расстояние — База знаний Zen Designer

Определение главного фокусного расстояния фотографического объектива требует предварительного ознакомления с так называемыми главными плоскостями.

Под главными плоскостями имеют в виду условные плоскости, перпендикулярные, стоящие под прямым углом к оптической оси линзы или фотообъектива, в которых как бы суммируется все преломляющее действие системы.

Проходя через линзу, луч света преломляется на двух ее поверхностях: сначала на первой (по ходу луча) при переходе из воздуха в стекло, затем на второй, при переходе из стекла в воздух.

На рисунке показано преломление луча AB, параллельного главной оптической оси двояковыпуклой линзы. Луч преломляется сперва в точке B, а потом в точке C. Если продолжить луч AB вправо, а луч CD влево, то они пересекутся в точке h`, где образуют некоторый угол, как бы суммирующий оба преломления. Плоскость H`, перпендикулярная оптической оси линзы OO` и проходящая через точку h`, и есть одна из главных плоскостей линзы (в данном случае задняя).

Сделав аналогичное построение для луча ab, также проходящего вдоль главной оптической оси, но направленного в обратную сторону, найдем точку h«, через которую проходит вторая главная плоскость H (в данном случае передняя).

На следующем рисунке показано положение главных плоскостей в линзах различной формы.

Точки пересечения главных плоскостей с главной оптической осью линзы или объектива называются главными, или узловыми точками. Отсчет главного фокусного расстояния линзы или объектива производят от задней главной точки вдоль оптической осси. В качестве примера на следующем рисунке показано расположение задней главной плоскости в вымышленном объективе, указаны задняя главная точка и главное фокусное расстояние.

Таким образом, главным фокусным расстоянием объектива является расстояние от задней главной точки до главного фокуса.

Поскольку объектив может быть обращен к изображения как одной, так и другой стороной, у каждого объектива имеется два главных фокуса, которые располагаются по обе стороны от объектива. Главный фокус, расположенный в предметном пространстве, называется передним фокусом, а расположенный в пространстве изображения — задним фокусом. Соответственно различают переднее и заднее фокусное расстояния.

Главное фокусное расстояние объектива — величина постоянная. Величину фокусного расстояния выражают в сантиметрах или миллиметрах и обозначают в следующем виде:

F = 13,5 см или F = 50 мм

Необходимо иметь в виду, что обозначаемое на оправе объектива число, выражающее фокусное расстояние, часто округлено и отличается от истинного. Поэтому следует отличать номинальное и фактическое фокусные расстояния.

Фокусное расстояние определяется светосилу объектива, масштаб и глубину резкости изображения.

Масштаб изображения прямо пропорционален фокусному расстоянию объектива.

Светосила обратно пропорциональна квадрату фокусного расстояния.

Глубина резкости изображения, построенного объективом, при прочих равных условиях тем больше, чем меньше фокусное расстояние объектива.

Автор: Коллектив авторов. Компиляция: Hyosan. 25 июня 2013 в 12:57
Тэги: Технология фотографии (профессиональная, прикладная)

Объективы с конечным задним фокусным расстоянием

Объективы с конечным задним фокусным расстоянием
Ахроматические объективы Nikon, конечное заднее фокусное расстояние	Компактные объективы Mitutoyo	Объективы для микроскопов, DIN стандарты

Ахроматический объектив; Резьба: RMS; Совместимы с аксессуарами DIN стандарта; Модели с подпружиненной головкой; 4Х, 10Х, 40X, 60X, 100X.	Подходят для систем машинного видения; Компактный размер, превосходная производительность; Большие рабочие расстояния; Простая интеграция с C-Mount камерами.	Для микроскопов с резьбой RMS; Различные покрытия оптики; Увеличение: 4X — 100X.
Стандартные объективы для микроскопов	Компактные объективы с жидкостной линзой	Ультракомпактные объективы

Ахроматические и планахроматические объективы; Для систем с креплением T- и C-Mount; Идеальное решение для OEM применений.	Встроенная жидкостная линза для регулирования фокусировки; Компактные легкие объективы; Оптимизированы для больших рабочих расстояний.	Короткие и одни из самых компактных объективов; Настраиваемое увеличение с использованием удлинительных тубусов; Разрешение близкое к дифракционному пределу.
Регулируемые отражающие объективы ReflX™	Высокопроизводительные объективы ReflX™	Отражающие объективы ReflX™

Регулировка для точной юстировки; Разные варианты покрытий для разных спектральных диапазонов; Конечное заднее фокусное расстояние; RMS резьба.	Дифракционно-ограниченные характеристики: передача волнового фронта, RMS: λ/14; Обтекаемые конусообразный дизайн для дополнительного пространства при углах падении 45°; Изогнутые пазы для уменьшения дифракционных эффектов; Рабочее расстояние: 24 — 31 мм.	Рабочее расстояние: 24 — 31 мм; Для задач фокусировки или визуализации; Юстировка для оптимальной производительности; Широкий рабочий диапазон: 190 нм — 11 мкм без хроматических аберраций.
Телецентрические объективы Mitutoyo	Компактные и легкие объективы	Тубус для прямого соединение объектива с камерой или окуляром

Для систем с машинным видением; Компактные размеры; Большое парфокальное расстояние; Простая установка; Для работы с C-Mount камерами; Корпус из алюминиевого сплава;	Компактные и легкие объективы; Управление увеличением с помощью промежуточных тубусов; Оптимизированы для больших рабочих расстояний.

Как выбрать цифровой фотоаппарат — Фотосклад.Эксперт

В наше время, выбирая цифровой фотоаппарат, человек видит перед собой огромное многообразие моделей разных видов и форм, и здесь несложно запутаться и приобрести не совсем то, что хочешь. Поэтому необходимо прояснить, чем же они отличаются друг от друга, и почему похожие на вид модели зачастую стоят по-разному и дают совершенно разный результат.

Итак, по каким же признакам можно отличать фотоаппараты?

1. Возможность смены оптики. Тут особо пояснять ничего не нужно. Если вы видите рядом с объективом большую кнопку без обозначений, то у этого фотоаппарата есть возможность снять и поставить другой объектив. Это дает возможность подобрать оптику, наиболее подходящую в данный момент.

2. Размер светочувствительной матрицы. Это физический размер светочувствительного датчика изображения фотоаппарата. Он может варьироваться от нескольких миллиметров (например 6. 16×4.62 мм у Canon PowerShot SX60 HS) до нескольких сантиметров (например, 44×33 мм у Pentax 645D). При прочих равных условиях, чем больше матрица, тем выше светочувствительность и разрешение фотоаппарата.

3. Тип видоискателя. Видоискатель — это та часть фотоаппарата, в которой мы видим то, что хотим запечатлеть в данный момент. Здесь могут быть такие варианты:

Экран фотоаппарата — часто единственный видоискатель у компактных камер — позволяет выводить дополнительную информацию и готовый снимок после фотографирования. Присутствует на всех современных цифровых фотоаппаратах.

Электронный видоискатель — по сути, тот же экран, только маленький и предназначенный для просмотра при приближении фотоаппарата вплотную к глазу. Сочетается с обычным экраном и встречается в основном на беззеркальных фотоаппаратах и ультразумах.

Телескопический видоискатель. В данном случае свет от снимаемого объекта попадает в отверстие на передней части корпуса фотоаппарата и, проходя через систему линз, образует изображение в видоискателе на задней стороне фотоаппарата. Как пример, Canon PowerShot G16 и дальномерные фотоаппараты, например, Leica M9. В редких случаях сочетается с электронным в одном элементе как у Fujifilm FinePix X100.

Зеркальный. Здесь свет, прошедший через объектив, попадает на зеркало, от него отражается на матовый экран, образуя изображение. Мы через призму или систему зеркал видим это изображение, поднеся фотоаппарат вплотную к глазу.

Также важной деталью, определяющей, что мы можем или не можем что-либо сфотографировать, является объектив. У объективов есть две основные характеристики.

Фокусное расстояние. По-научному это звучит как “заднее фокусное расстояние объектива” — расстояние от задней главной плоскости до заднего фокуса. Эта характеристика определяет “угол зрения” фотоаппарата. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол зрения, и наоборот. То есть при прочих равных объектив с большим фокусным расстоянием позволяет “приблизить” что-либо, находящееся вдалеке. А объектив с малым фокусным расстоянием — “захватить” больше в кадр. Здесь необходимо упомянуть, что при разном размере матрицы одно и то же фокусное расстояние дает разный угол зрения: чем меньше матрица, тем меньший угол получается на фото. Поэтому введено понятие “эквивалентное фокусное расстояние” — это фокусное расстояние для матрицы формата 36×24 мм (размер самой распространенной фотопленки), на котором угол зрения будет такой же, как на данном объективе.

Фокусное расстояние объектива, как правило, измеряется в миллиметрах и может быть постоянным и переменным. Возьмем, к примеру, популярный объектив Canon 18-55mm — две цифры через черточку означают, что фокусное расстояние можно менять в пределах от 18 мм до 55 мм.

В характеристиках фотоаппарата часто указывается так называемый “зум” — его можно получить, поделив максимальное фокусное расстояние на минимальное. Зум является мерой универсальности объектива, и при желании вы можете самостоятельно посчитать зум для разных объективов.

Вторая важная характеристика — минимальное диафрагменное число на данном фокусном расстоянии (его еще называют светосилой). Это отношение фокусного расстояния к диаметру диафрагмы. Диафрагма — специальное устройство внутри объектива, которое располагается поперечно и оставляет отверстие для света нужного диаметра. То есть чем меньше диафрагменное число, тем больше света пропускает объектив и тем более “объемной” становится фотография. В характеристиках указывается минимальное диафрагменное число, а большие значения можно применить через настройки фотоаппарата.

Возьмем объектив 50 мм f/1.8. После обозначения f/ пишется как раз минимальное диафрагменное число. Мы можем понять, что максимальный диаметр отверстия диафрагмы 50/1.8 = 27.7 мм. Тем самым, мы можем сравнить возможности разных объективов.

На данный момент, на рынке существует три основных класса фотоаппаратов:

Компактные. Это фотоаппараты с небольшой матрицей и несменной оптикой. Сюда можно отнести и карманные модели с большим размером матрицы. Пример — Canon Powershot G7 X.
Зеркальные. Фотоаппараты с зеркальным видоискателем и сменной оптикой Например, Pentax K-3 II.
Беззеркальные. Фотоаппараты со сменной оптикой без зеркального видоискателя. Например, Panasonic Lumix DMC-Gh5 . Это, на сегодняшний день самый разнообразный класс.

Итак, возьмем для примера, несколько фотоаппаратов и попробуем понять, чем же они друг от друга отличаются.

Olympus Stylus 1 и Olympus OM-D E-M5

На первый взгляд, может показаться, что эти два фотоаппарата похожи. Однако, со знанием того, что было описано выше, мы можем понять, что это принципиально разные модели: Olympus Stylus 1 имеет несменную оптику и маленькую матрицу 7.6×5.7 мм. Olympus OM-D E-M5, в свою очередь, является фотоаппаратом со сменной оптикой, и у него гораздо больше матрица (17.3 x 13 мм). Какой же фотоаппарат лучше? Olympus Stylus 1, благодаря маленькой матрице имеет 10,7-кратный оптический зум (эквивалентное фокусное расстояние 28-300 мм), по этому параметру он соответствует, например, профессиональному объективу Canon EF 28-300mm f/3. 5-5.6L IS USM, который весит 1.67 килограмма и стоит две с половиной тысячи долларов. Однако уступает “беззеркалке” Olympus OM-D E-M5 по детализации и чувствительности. Так что при выборе между этими моделями придется решать, что важнее.

Sony Cyber-shot DSC-HX60 и Ricoh GR

В данном случае, фотоаппараты также внешне похожи. Но, внимательно изучив характеристики, мы понимаем, что Sony Cyber-shot DSC-HX60 имеет матрицу размером 6.16×4.62 мм и тридцатикратный оптический зум, а Ricoh GR располагает датчиком изображения 23.7х15.7 мм, то есть ощутимо большим по размеру, таким как у “зеркалок”, но у него объектив с постоянным фокусным расстоянием. Что же будет лучше?

Если вы покупаете камеру для обычных фотографий интересных моментов своей жизни, то Sony Cyber-shot DSC-HX60 будет отличным выбором, позволяя также снимать удаленные объекты с помощью хорошего зума и делать видеоролики, не уступающие по качеству хорошей видеокамере благодаря видеосъёмке в 1920×1080 с частотой 50 кадров в секунду.

Ricoh GR, в свою очередь, является “записной книжкой” фотографа с отличным качеством фотографий, но не так универсальна, как компакт Sony.

Здесь мы снова сталкиваемся с тем, что оба варианта по-своему хороши.

Итак, в данной статье были рассмотрены только самые основные и важнейшие характеристики фотоаппаратов. При выборе могут оказаться не менее важными вес и эргономика, внешний вид, качество видеосъемки, скорость работы, и множество других критериев, не упомянутых выше.

Подытожив, можно сказать, что в наше время выбор фототехники очень большой, однако, руководствуясь нашей статьей, вы сможете не ошибиться с покупкой и лучше разобраться, чем они отличаются между собой.

Переднее и заднее фокусные расстояния.

РасстояниеHFот передней главной точкиНдо переднего фокусаFявляется передним фокусным расстоянием оптической системы – f,

Рис. 7. Графическое определение положения главных плоскостей и фокусов оптической системы: а — задних, б — передних.

а расстояние H‘F‘-от задней главной точки Н’до заднего фокусаF’ — задним фокусным расстоянием f ′(рис.7).

Фокусные расстояния отсчитывают от соответствующих главных точек с учетом правила знаков. Если оптическая система находится в однородной среде, например в воздухе ( n=n‘ = 1), тоf ′= —f, т.е. фокусные расстояния равны по абсолютному значению.

В общем случае – f^′/ f = n/n‘.Так какn > 0 иn‘ > 0, то фокусные расстояния всегда имеют разные знаки.

Обычно оптическую систему характеризуют задним фокусным расстоянием, поэтому, если f ′> 0,то система считается положительной, если

f ‘< 0,то — отрицательной.

Узловые точки оптической системы.

Точки предмета и изображения, лежащие на оптической оси, для которых угловое увеличение равно плюс единице ( = +1), называются узловыми точками оптической системыNиN

Будем в дальнейшем рассматривать только оптические системы расположенные в однородной среде, для которых n=n ,f  =f, а следовательно, узловые точкиN,Nи главные точкиH,Hтакой системы совпадают.

В этом случае сопряженные лучи, проходящие через главные точки HиHпараллельны друг другу (рис.8), т.е. =‘.

Построение изображений и хода лучей в идеальной оптической системе.

Графическое решение задачи построения изображения предмета в оптической системе сводится к построению изображения отдельных точек предмета, а в конечном итоге к построению хода лучей через оптическую систему. При этом используются свойства кардинальных элементов идеальной оптической системы.Для построения любой точки предмета достаточно построить ход хотя бы двух лучей, проходящих через предметную точку. Точка пересечения этих лучей после прохождения их через оптическую систему будет изображением предметной точки.

Обычно для построения используют так называемые характерные лучи, ход которых в оптической системе хорошо известен, т.е. лучи, проходящие через фокусы и главные (узловые) точки оптической системы

Луч (а),проходящий через предметную точку (А) и падающий на систему параллельно оптической оси, после преломления на задней главной плоскости (Oh)’проходит через задний фокус (F‘).

Луч (b), проходящий через предметную точку и передний фокус, после преломления на передней главной плоскости идет параллельно оптической оси.

Луч (c), проходящий через предметную точку и переднюю главную (узловую) точку, выходит из задней главной (узловой) точки параллельно падающему лучу (=) .

Этими тремя лучами удобно пользоваться, если предметная точка расположена вне оптической оси. Если же точка расположена на оптической оси, то все три описанных выше луча совпадают с оптической осью.

Поэтому для построения изображения точки, расположенной на оптической оси, необходимо построить ход хотя бы одного луча, пересекающего оптическую ось в предметной точке, и найти точку пересечения этого луча после выхода из оптической системы с оптической осью. Эта точка и будет изображением исходной предметной точки.

Рис.9. Построение хода лучей в положительной (а) и отрицательной (б) оптической системе. 1— заданный луч,2 —вспомогательный луч.

На рис.9 показаны четыре способа построения хода лучей через положительную и отрицательную оптические системы. Для построения используются вспомогательные лучи, проходящие через фокусы или главные точки.

Точки, общие для заданного и вспомогательного лучей в передней фокальной плоскости, обозначены точкой С,а точки общие для тех же лучей в задней фокальной плоскости обозначены соответственно через С‘.Лучи, выходящие из точек С,после прохождения оптической системы будут параллельными между собой. Параллельные лучи, падающие на оптическую систему соберутся в точке С’.

M13VG246 (1/3″ 2,4-6mm F/1,2 DC Auto Iris)

Асферический вариофокальный объектив Tamron M13VG246 с автоматическим управлением диафрагмой, предназначен для мегапиксельных камер. Объектив может устанавливаться как на аналоговые видеокамеры, так и на IP-видеокамеры с мегапиксельным разрешением, также возможно применение объектива совместно с камерами, работающими в различных условиях освещенности. Данная модель позволяет изменять фокус объектива, подбирая оптимальное значение угла обзора. Учитывая особенности объектива, его можно рекомендовать для использования с камерами, устанавливаемыми на улице (в кожухе), в помещениях с большим изменением освещенности (витрины, большие окна), устанавливаемыми на объектах с плохой освещенностью, применяемыми при ночной съёмке. Модель оснащена стеклянными линзами с широкополосным многослойным просветляющим покрытием, которые изготовлены из низкодисперсного стекла с целью уменьшения оптических искажений, что позволяет получить высокое качество изображения.

Технические характеристики Tamron M13VG246

Формат: 1/3″
Фокусное расстояние: 2.4 ~ 6.0 мм
Управление диафрагмой: DC
Апертура: F1.2
Угол обзора: широкий угол: 111.3° ~ 83.5°, узкий угол: 47.1° ~ 35.4°
Заднее фокусное расстояние: широкий угол: 7.84, узкий угол: 13.72
Рабочая температура: -20°C ~ 60°C
Тип крепления объектива: CS
Материал корпуса: металл
Материал линзы: стекло
Цвет исполнения: черный
Габариты: 48х33х49 мм
Вес: 45 грамм

M13VG246 — широкоугольный варифокальный объектив для мегапиксельных камер. При фокальном расстоянии 2,4 мм угол обзора в нем составляет более 111° на камерах с матрицей 1/3”.

Благодаря использованию гибридных асферических оптических элементов, нам удалось добиться стабильно высокого разрешения по всему полю изображения, от края кртинки до центра даже при максимально открытой диафрагме.

Кольцо фокусировки вращается на 240°, делая процесс фокусировки очень легким и точным.

m13vg246
Product spec

Понимание геометрии оптических линз | Эдмунд Оптикс

Закон Снеллиуса | Терминология | Геометрия линз

Оптические линзы — наиболее важные инструменты в оптическом дизайне для управления светом. Когда оптические дизайнеры говорят об оптических линзах, они имеют в виду либо одну линзу, либо набор линзовых элементов (рис. 1). Примерами одиночных элементов являются плоско-выпуклые (PCX) линзы, двояковыпуклые (DCX) линзы, асферические линзы и т. Д .; примерами сборок элементов являются телецентрические линзы формирования изображений, объективы с коррекцией на бесконечность, расширители луча и т. д.Каждая комбинация состоит из серии элементов объектива, и каждый элемент имеет определенную геометрию линзы, которая по-своему управляет светом.

Рисунок 1: Плоско-выпуклая линза (один элемент слева) и телецентрическая линза для визуализации (комбинация элементов справа)

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СНЕЛЛА

Прежде чем углубляться в каждый тип геометрии линз, подумайте, как оптические линзы изгибают свет, используя свойство преломления. Преломление — это способ отклонения света на определенную величину, когда он входит в среду или выходит из нее.Это отклонение зависит от показателя преломления среды и угла, который свет образует по отношению к нормали к поверхности. Это свойство регулируется законом преломления Снеллиуса (уравнение 1), где n ₁ — индекс падающей среды, θ ₁ — угол падающего луча, n ₂ — индекс преломленной среды, и θ ₂ — угол преломленного луча. Закон Снеллиуса описывает взаимосвязь между углами падения и передачи, когда луч проходит между несколькими средами (рис. 2).

(1) $$ n_1 \, \ sin {\ left (\ theta_1 \ right)} = n_2 \, \ sin {\ left (\ theta_2 \ right)} $$

Рисунок 2: Закон преломления Снеллиуса

ТЕРМИНОЛОГИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ

Все оптические линзы подчиняются закону преломления Снеллиуса. Следовательно, именно геометрия оптической линзы (то есть профиль поверхности) определяет, как ведет себя свет при его распространении через оптический элемент. Чтобы понять терминологию, используемую в спецификациях оптических линз, рассмотрим 10 общих терминов (Таблица 1).Более подробные определения и список дополнительных терминов можно найти в нашем Глоссарии.

Сокращение	Терминология — определение
Общая терминология по оптическим линзам
D, диам.	Диаметр — физический размер линзы.
R, R ₁, R ₂ и т. Д.	Радиус кривизны — Направленное расстояние от вершины поверхности до центра кривизны.
EFL	Эффективное фокусное расстояние — Оптическое измерение, выражаемое как расстояние от главной плоскости оптической линзы до плоскости изображения.
BFL	Заднее фокусное расстояние — механическое измерение, определяемое как расстояние между последней поверхностью оптической линзы и плоскостью ее изображения.
П, П «	Основная плоскость — гипотетическая плоскость, в которой падающие световые лучи могут искривляться из-за преломления.EFL определяется из местоположения главной плоскости.
CT, CT ₁, CT ₂ и т. Д.	Толщина центра — расстояние от местоположения основной главной плоскости до конца элемента.
ET	Edge Thickness — расчетное значение, которое зависит от радиуса, диаметра и толщины центра линзы.
г _б	Диаметр входного луча — Диаметр коллимированного света, попадающего в аксикон.
d _r	Диаметр выходного луча — Диаметр светового кольца, выходящего из аксикона.
л	Длина — Физическое расстояние от конца до конца цилиндрического элемента (например, цилиндрической линзы) или расстояние от вершины до заготовки аксикона.

ГЕОМЕТРИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ

Используя общепринятую терминологию из Таблицы 1, легко понять технические характеристики для каждого типа одиночной линзы.В таблице 2 показаны 10 наиболее часто используемых оптических линз и их типичные области применения. По мере развития оптических технологий дополнительные геометрические формы одиночных линз, такие как линзы с регулируемым фокусом, и сборки, такие как телецентрические линзы, становятся ценными инструментами для проектирования оптики. Чтобы узнать больше о телецентрических объективах, просмотрите «Преимущества телецентричности».

Обычная геометрия оптических линз

Плоско-выпуклая (PCX) Линза | Посмотреть товар

Идеально подходит для коллимации и фокусировки с использованием монохроматического освещения.Примечание. Для оптимальной работы направьте изогнутую поверхность объектива PCX в сторону источника.

Двояковыпуклый (DCX) | Посмотреть товар

Идеально подходит для ретрансляции изображений и для визуализации близких сопряженных объектов. Примечание. Аберрации будут увеличиваться по мере увеличения соотношения конъюгатов. Также известны как двояковыпуклые линзы.

Плоско-вогнутая (PCV) Линза | Посмотреть товар

Состоит из одной плоской поверхности и одной изогнутой внутрь поверхности.Идеально подходит для расширения луча, проецирования света и увеличения фокусного расстояния оптической системы.

Линза с двойной вогнутостью (DCV) | Посмотреть товар

Состоит из двух одинаково изогнутых вовнутрь поверхностей. Идеально подходит для расширения луча, проецирования света и увеличения фокусного расстояния оптической системы. Также известны как двояковогнутые линзы.

Позитивная ахроматическая линза | Посмотреть товар

Выполняет те же функции, что и объектив PCX или DCX, но может обеспечивать меньший размер пятна и превосходное качество изображения.Ахроматические линзы полезны для уменьшения сферической и хроматической аберрации. Доступна отрицательная версия для расходящегося света. Для получения дополнительной информации просмотрите Зачем использовать ахроматические линзы?

Асферическая линза | Посмотреть товар

Идеально подходит для лазерной фокусировки или для замены нескольких сферических линз в системе. Полезно для устранения сферической аберрации и значительного уменьшения других аберраций.Для получения дополнительной информации см. Все об асферических линзах.

Линза положительного цилиндра | Посмотреть товар

Идеально подходит для фокусировки падающего света на линию или для изменения соотношения сторон изображения. Также доступна отрицательная версия.

Плоско-выпуклые (PCX) Аксиконы | Посмотреть товар

Идеально подходит для фокусировки лазерного луча в кольцо постоянной толщины.Примечание. Чем меньше угол при вершине, тем больше кольцо. Для получения дополнительной информации см. Подробный обзор Axicons

(полностью) сферическая линза | Посмотреть товар

Идеально подходит для подключения оптоволокна, эндоскопии и сканирования штрих-кода. Также доступна версия с полушаровыми линзами. Для получения дополнительной информации см. Understanding Ball Lenses

Стержневая линза | Посмотреть товар

Идеально подходит для соединения волокон и эндоскопии.Также доступна версия 45 °.

Оптические линзы бывают разных форм и размеров — от плосковыпуклых (PCX) до асферических. Знание преимуществ и недостатков каждого типа линз имеет решающее значение при выборе оптики, поскольку каждая из них имеет собственное предназначение. Понимание геометрии оптических линз помогает любому, от новичка до эксперта, выбрать лучшую оптическую линзу в любой оптической конструкции.

Фокусное расстояние — Энциклопедия Нового Света

Фокус F и фокусное расстояние f положительной (выпуклой) линзы, отрицательной (вогнутой) линзы, вогнутого зеркала и выпуклого зеркала.

Фокусное расстояние оптической системы — это свойство, которое обеспечивает меру того, насколько сильно система сходится (фокусирует) или расходится (рассеивает) свет. Оптическая система может состоять из линзы или зеркала или некоторой комбинации линз и зеркал. Система с меньшим фокусным расстоянием имеет большую оптическую силу, чем система с большим фокусным расстоянием.

Знание этого свойства полезно при конструировании различных оптических устройств, таких как очки, камеры, телескопы и микроскопы.

Аппроксимация тонкой линзы

Для тонкой линзы в воздухе фокусное расстояние — это расстояние от центра линзы до основных фокусов (или точек фокусировки) линзы. Для собирающей линзы (например, выпуклой линзы) фокусное расстояние положительно и представляет собой расстояние, на котором луч коллимированного света будет сфокусирован в единственное пятно. Для расходящейся линзы (например, вогнутой линзы) фокусное расстояние отрицательно и представляет собой расстояние до точки, от которой коллимированный луч кажется расходящимся после прохождения через линзу.

Оптические системы общего назначения

Для объектива толщиной (толщина которого нельзя пренебречь) или системы формирования изображения, состоящей из нескольких линз и / или зеркал (например, фотографического объектива или телескопа), фокусное расстояние часто называют эффективным фокусное расстояние (EFL), чтобы отличать его от других часто используемых параметров:

Переднее фокусное расстояние (FFL) или Переднее фокусное расстояние (FFD) — это расстояние от передней фокусной точки системы до вершины первой оптической поверхности . ^[1]
Заднее фокусное расстояние (BFL) или Заднее фокусное расстояние (BFD) — это расстояние от вершины последней оптической поверхности системы до задней фокусной точки. ^[1]

Для оптической системы в воздухе эффективное фокусное расстояние дает расстояние от передней и задней главных плоскостей до соответствующих фокальных точек. Если окружающая среда не воздух, то расстояние умножается на показатель преломления среды.Некоторые авторы называют это расстояние передним (задним) фокусным расстоянием, отличая его от переднего (заднего) фокусного расстояния , \, определенного выше. ^[1]

В общем, фокусное расстояние или EFL — это значение, которое описывает способность оптической системы фокусировать свет, и значение, используемое для расчета увеличения системы. Другие параметры используются для определения того, где будет формироваться изображение для данной позиции объекта.

Для случая линзы толщиной d в воздухе и поверхностей с радиусами кривизны R ₁ и R ₂ эффективное фокусное расстояние f определяется как:

1f = (n − 1) [1R1−1R2 + (n − 1) dnR1R2], {\ displaystyle {\ frac {1} {f}} = (n-1) \ left [{\ frac {1} { R_ {1}}} — {\ frac {1} {R_ {2}}} + {\ frac {(n-1) d} {nR_ {1} R_ {2}}} \ right],}

, где n — показатель преломления линзовой среды.Величина 1/ f также известна как оптическая сила линзы.

Соответствующее переднее фокусное расстояние:

FFD = f (1+ (n − 1) dnR2), {\ displaystyle {\ mbox {FFD}} = f \ left (1 + {\ frac {(n-1) d} {nR_ {2}}) } \ right),}

и заднее фокусное расстояние:

BFD = f (1- (n − 1) dnR1). {\ Displaystyle {\ mbox {BFD}} = f \ left (1 — {\ frac {(n-1) d} {nR_ {1}}) } \ right).}

В используемом здесь соглашении о знаках значение R ₁ будет положительным, если первая поверхность линзы выпуклая, и отрицательным, если она вогнутая.Значение R ₂ положительное, если вторая поверхность вогнутая, и отрицательное, если выпуклая. Обратите внимание, что соглашения о знаках различаются у разных авторов, что приводит к разным формам этих уравнений в зависимости от используемого соглашения.

Для сферически изогнутого зеркала в воздухе величина фокусного расстояния равна радиусу кривизны зеркала, деленному на два. Фокусное расстояние положительное для вогнутого зеркала и отрицательное для выпуклого зеркала. В знаковом соглашении, используемом в оптической конструкции, вогнутое зеркало имеет отрицательный радиус кривизны, поэтому

f = −R2 {\ displaystyle f = — {R \ over 2}},

, где R {\ displaystyle R} — радиус кривизны поверхности зеркала.^[2]

В фотографии

**Цвета спектра видимого света** ^[1]
цвет	интервал длин волн	интервал частот
красный	~ 630–700 нм	~ 480–430 ТГц
оранжевый	~ 590–630 нм	~ 510–480 ТГц
желтый	~ 560–590 нм	~ 540–510 ТГц
зеленый	~ 490–560 нм	~ 610–540 ТГц
синий	~ 450–490 нм	~ 670–610 ТГц
фиолетовый	~ 400–450 нм	~ 750–670 ТГц

Как фокусное расстояние влияет на композицию фотографии: регулируя расстояние камеры от основного объекта при изменении фокусного расстояния, основной объект может оставаться того же размера, а другой, находящийся на другом расстоянии, изменяет размер. Масштаб тележки основан на этом эффекте.
Когда фотографический объектив установлен на «бесконечность», его задняя узловая точка отделена от сенсора или пленки в фокальной плоскости фокусным расстоянием объектива. Объекты, расположенные далеко от камеры, затем создают четкие изображения на датчике или пленке, которые также находятся в плоскости изображения.Фотографы иногда называют плоскость изображения фокальной плоскостью; эти плоскости совпадают, когда объект находится на бесконечности, но для более близких объектов фокальная плоскость фиксируется относительно линзы, а плоскость изображения перемещается в соответствии со стандартными оптическими определениями.
Фокусное расстояние объектива определяет увеличение, при котором он отображает удаленные объекты. Фокусное расстояние объектива равно расстоянию между плоскостью изображения и отверстием (см. Модель камеры-обскуры), которое отображает удаленные небольшие объекты того же размера, что и рассматриваемый объектив.Объединение этого определения с предположением о прямолинейном изображении (то есть без искажения изображения) приводит к простой геометрической модели, которую фотографы используют для вычисления угла обзора камеры.
Чтобы визуализировать более близкие объекты в резком фокусе, объектив необходимо отрегулировать так, чтобы увеличить расстояние между задней узловой точкой и пленкой, чтобы пленка находилась в плоскости изображения. Фокусное расстояние f {\ displaystyle f}, расстояние от передней узловой точки до объекта для фотографирования S1 {\ displaystyle S_ {1}} и расстояние от задней узловой точки до плоскости изображения S2 {\ displaystyle S_ { 2}} связаны следующим образом:
1S1 + 1S2 = 1f {\ displaystyle {\ frac {1} {S_ {1}}} + {\ frac {1} {S_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}}.
При уменьшении S1 {\ displaystyle S_ {1}} необходимо увеличить S2 {\ displaystyle S_ {2}}. Например, рассмотрим обычный объектив для 35-мм камеры с фокусным расстоянием f = 50 мм {\ displaystyle f = 50 {\ text {mm}}}. Чтобы сфокусировать удаленный объект (S1≈∞ {\ displaystyle S_ {1} \ приблизительно \ infty}), задняя узловая точка линзы должна находиться на расстоянии S2 = 50 мм {\ displaystyle S_ {2} = 50 {\ текст {мм}}} из плоскости изображения. Чтобы сфокусировать объект на расстоянии 1 м (S1 = 1000 мм {\ displaystyle S_ {1} = 1000 {\ text {mm}}}), линзу необходимо переместить 2.На 6 мм дальше от плоскости изображения до S2 = 52,6 мм {\ displaystyle S_ {2} = 52,6 {\ text {мм}}}.
Обратите внимание, что некоторые простые и обычно недорогие камеры имеют объективы с фиксированным фокусом, которые нельзя отрегулировать.
Фокусные расстояния обычно указываются в миллиметрах (мм), но более старые объективы, отмеченные в сантиметрах (см) и дюймах, все еще встречаются. Угол обзора зависит от соотношения фокусного расстояния и размера пленки.
Объектив с фокусным расстоянием, примерно равным размеру диагонали пленки или формата сенсора, известен как нормальный объектив; его угол обзора аналогичен углу, который образует достаточно крупный отпечаток, просматриваемый на типичном расстоянии просмотра диагонали отпечатка, что, следовательно, дает нормальную перспективу при просмотре отпечатка; ^[3] этот угол обзора составляет около 53 градусов по диагонали.Для полнокадровых камер формата 35 мм диагональ составляет 43 мм, а типичный «нормальный» объектив имеет фокусное расстояние 50 мм. Объектив с фокусным расстоянием короче обычного часто называют широкоугольным объективом (обычно 35 мм и меньше для камер формата 35 мм), тогда как объектив, который значительно длиннее обычного, может называться телеобъективом (обычно 85 мм и более для фотоаппаратов формата 35 мм), хотя использование этого термина неточно, так как он подразумевает определенные оптические конструктивные качества, которые могут или не могут относиться к данному объективу.
Из-за популярности стандарта 35 мм комбинации камера – объектив часто описываются в терминах их эквивалентного фокусного расстояния 35 мм, то есть фокусного расстояния объектива с таким же углом зрения или полем зрения. вид, если используется на полнокадровой 35-мм камере. Использование эквивалентного фокусного расстояния 35 мм особенно характерно для цифровых фотоаппаратов, в которых часто используются датчики размером меньше 35 мм пленки, и поэтому для достижения заданного угла обзора требуются соответственно более короткие фокусные расстояния с коэффициентом, известным как кроп-фактор.
См. Также
Банкноты
↑ ^1.0 ^1.1 ^1.2 Грейвенкамп, Джон Э. 2004. Полевое руководство по геометрической оптике. Полевые руководства SPIE, v. FG01. Беллингем, Вашингтон: SPIE Press. ISBN 0819452947. Ошибка цитирования: недопустимый тег ; название «Greivenkamp» определено несколько раз с разным содержанием
↑ Приведенное здесь уравнение зависит от произвольного соглашения о знаках, как объяснено на странице. В некоторых книгах используется другое соглашение о знаках.
↑ Stroebel, Leslie D. 1999. View Camera Technique, 7-е изд. Бостон: Focal Press, 1999. ISBN 0240803450.
Список литературы
Грейвенкамп, Джон Э. 2004. Полевое руководство по геометрической оптике. Полевые руководства SPIE, v. FG01. Беллингем, Вашингтон: SPIE Press. ISBN 0819452947
Hecht, Eugene. 2002. Оптика, 4-е изд. Ридинг, Массачусетс: Эддисон-Уэсли. ISBN 0805385665
Stroebel, Leslie D.1999. View Camera Technique, 7-е изд. Бостон: Focal Press, 1999. ISBN 0240803450
2 Наклон-сдвиг
2
Геометрия и симметрия · Обрамление · Ведущее место · Правило третей · Простота
3
Цифровая камера Цифровые SLR · Обмен фотографиями · Цифровые vs.Пленка · Датчик изображения · Пиксель · Три ПЗС · Foveon X3
Фотография
Технические условия Угол обзора · Апертура · Цветовая температура · Глубина поля · Глубина резкости · Экспозиция · F-число · Формат пленки · Светочувствительность пленки · Фокусное расстояние · Многократная экспозиция · Искажение перспективы · Фотография · Фотография · Фотография · Фотографические процессы · Эффект красных глаз · Наука фотографии · Выдержка · Зональная система
Жанры Антенна · Коммерческая · Облака Документальный · Эротический · 9030 4 Fashion · Fine art · Forensic · Glamour · Nature · Nude · Photojournalism · Pornography · Portrait · Post-mortem · Life Senior · Stock · Street · Народный · Underwater · Wedding · Wildlife
Techniques
Bokeh · Contre-jour · Cross processing Цианотипия · Digiscoping · Проявление пленки · Фейерверк · Затвор Harris · Воздушный змей · Макро · Ночь · Панорамный · Панорамирование · Фото Тонирование печати · Толкающая печать · R ephotography · Внедрение · Эффект Сабатье · Стереоскопия · Солнечная печать · Инфракрасный · Ультрафиолетовый · Промежуток времени · Наклон-сдвиг

Оборудование
Камера (все еще · Игрушка · Просмотр) Камера-обскура · Темная комната · Увеличитель · Пленка (Базовый · Формат · Держатель · Сканер · Шток) · Фильтр · Вспышка · Производители · Кинопроектор · Фотографический объектив · Safelight · 903 04 Слайд-проектор · Штатив · Зональная пластина
История
Дагерротип · Хронология фотографических технологий
Цифровая фотография
Цветная фотография Цвет · Цветовое пространство · Управление цветом · Основной цвет · Автохром Люмьер · RGB · CMYK
Другие темы Камера-обскура · Желатин-серебряный процесс · Резиновая печать · Голография · Ломография закон · Фотографии музеев и галерей (категория) · Постоянство печати · Виньетирование · Изобразительное искусство
Список фотографов · Список самых дорогих фотографий
Кредиты
Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:
История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :
Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.
Цвет
— Энциклопедия Нового Света
Эта статья посвящена свойству восприятия. Для использования в других целях, см Цвет (значения).
«Окраска» перенаправляется сюда.
Цвет — важная часть изобразительного искусства.
Цвет (или цвет ) — это свойство визуального восприятия, соответствующее у людей категориям, называемым красный , желтый , белый и так далее.Цвет происходит из спектра света (распределения световой энергии с разными длинами волн), взаимодействующего в глазу со спектральной чувствительностью световых рецепторов. Цветовые категории и физические характеристики цвета также связаны с объектами, материалами, источниками света и т. Д. На основе их физических свойств, таких как спектры поглощения, отражения или излучения света.
Обычно включаются только те особенности состава света, которые могут быть обнаружены людьми (спектр длин волн от приблизительно 400 нанометров (нм) до 700 нм), тем самым объективно связывая психологическое явление цвета с его физическими характеристиками.
Учитывая, что восприятие цвета происходит из-за различной чувствительности различных типов колбочек сетчатки к разным частям спектра, цвета можно определять и количественно оценивать по степени, в которой они стимулируют эти клетки. Однако эти физические или физиологические количественные определения цвета не полностью объясняют психофизическое восприятие внешнего вида цвета.
Науку о цвете часто называют хроматикой . Он включает восприятие цвета человеческим глазом и мозгом, происхождение цвета в материалах, теорию цвета в искусстве и физику электромагнитного излучения в видимом диапазоне (то, что мы обычно называем просто светом ).
Физика цвета
Непрерывный оптический спектр (предназначен для мониторов с гаммой 1,5).
Цвета спектра видимого света ^[1]
цвет интервал длин волн интервал частот
красный ~ 630–700 нм ~ 480–430 ТГц
оранжевый ~ 590–630 нм ~ 510–480 ТГц
желтый ~ 560–590 нм ~ 540–510 ТГц
зеленый ~ 490–560 нм ~ 610–540 ТГц
синий ~ 450–490 нм ~ 670–610 ТГц
фиолетовый ~ 400–450 нм ~ 750–670 ТГц
Электромагнитное излучение характеризуется длиной волны (или частотой) и интенсивностью.Когда длина волны находится в пределах видимого спектра (диапазон длин волн, который люди могут воспринимать, примерно от 380 нм до 740 нм), он известен как «видимый свет».
Большинство источников света излучают свет с разными длинами волн; спектр источника — это распределение, дающее его интенсивность на каждой длине волны. Хотя спектр света, попадающего в глаз с заданного направления, определяет цветовое восприятие в этом направлении, существует гораздо больше возможных спектральных комбинаций, чем цветовые ощущения.Фактически, можно формально определить цвет как класс спектров, которые вызывают одно и то же цветовое ощущение, хотя такие классы будут широко варьироваться у разных видов и в меньшей степени среди людей одного и того же вида. Члены каждого такого класса называются метамерами рассматриваемого цвета.
Спектральные цвета
Знакомые цвета радуги в спектре — названные по латинскому слову внешний вид или видение Исааком Ньютоном в 1671 году — включают в себя все те цвета, которые могут быть получены с помощью видимого света только с одной длиной волны, pure спектральные или монохромные цветов.В таблице справа показаны приблизительные частоты (в терагерцах) и длины волн (в нанометрах) для различных чистых спектральных цветов. Длины волн измеряются в вакууме (см. Преломление).
Таблицу цветов не следует интерпретировать как исчерпывающий список. Чистые спектральные цвета образуют непрерывный спектр, и то, как он разделен на отдельные цвета, зависит от культуры, вкуса и языка. Общий список определяет шесть основных полос: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Концепция Ньютона включала седьмой цвет, индиго, между синим и фиолетовым, но большинство людей не различают его, и большинство ученых-цветоводов не признают его как отдельный цвет; иногда его обозначают как длины волн 420–440 нм.
Интенсивность спектрального цвета может значительно изменить его восприятие; например, оранжево-желтый цвет низкой интенсивности — коричневый; а желто-зеленый с низкой интенсивностью — оливково-зеленый. Частично это вызвано тем фактом, что источник света не обязательно должен иметь одну длину волны, чтобы восприниматься как чистый спектральный цвет. Цвет низкой интенсивности может иметь множество длин волн, которые уменьшают чистую интенсивность цвета.
Цвет предметов
Оранжевый диск и коричневый диск имеют одинаковый объективный цвет и находятся в идентичной серой окружности; Основываясь на различиях контекста, люди воспринимают квадраты как имеющие разную отражательную способность и могут интерпретировать цвета как разные цветовые категории.
Цвет объекта зависит как от физики, так и от восприятия. С физической точки зрения можно сказать, что поверхности имеют цвет отражающегося от них света, который зависит от спектра падающего освещения и спектра отражения поверхности, а также потенциально от освещения и углов обзора. Однако восприятие зрителем цвета объекта зависит не только от спектра отраженного света, но и от множества контекстных подсказок, так что цвет объекта имеет тенденцию восприниматься как относительно постоянный, то есть относительно независимый от спектра освещения, угол обзора и т. д.Этот эффект известен как постоянство цвета.
Можно сделать некоторые обобщения физики, пока пренебрегая эффектами восприятия:
Свет, попадающий на непрозрачную поверхность, либо отражается «зеркально» (то есть, как зеркало), рассеивается (то есть отражается с диффузным рассеянием), либо поглощается — либо их комбинация.
Непрозрачные объекты, которые не отражают зеркально (которые, как правило, имеют шероховатую поверхность), имеют цвет, определяемый тем, какие длины волн света они рассеивают больше, а какие меньше (при поглощении нерассеиваемого света).Если объекты рассеивают волны всех длин, они кажутся белыми. Если они поглощают все длины волн, они кажутся черными.
Непрозрачные объекты, которые зеркально отражают свет разных длин волн с разной эффективностью, выглядят как зеркала, окрашенные в цвета, определяемые этими различиями. Объект, который отражает некоторую часть падающего света и поглощает остальной, может выглядеть черным, но также быть слабо отражающим; примерами являются предметы черного цвета, покрытые слоями эмали или лака.
Объекты, которые пропускают свет, являются либо полупрозрачными, (рассеивающими проходящий свет), либо прозрачными (не рассеивающими проходящий свет).Если они также по-разному поглощают (или отражают) свет с различной длиной волны, они кажутся окрашенными в цвет, определяемый природой этого поглощения (или этой отражательной способности).
Объекты могут излучать свет, который они генерируют сами, а не просто отражать или пропускать свет. Они могут делать это из-за своей повышенной температуры (тогда они называются лампами накаливания ), в результате определенных химических реакций (явление, называемое хемолюминесценцией ) или по другим причинам (см. Статьи «Фосфоресценция» и «Список света»). источники).
Объекты могут поглощать свет и, как следствие, излучать свет с другими свойствами. Затем они называются флуоресцентными (если свет излучается только во время поглощения света) или фосфоресцентными (если свет излучается даже после того, как свет перестает поглощаться; этот термин также иногда свободно применяется к свету, излучаемому в результате химических реакций) .
Для дальнейшей обработки цвета объектов см. Структурный цвет ниже.
Подводя итог, можно сказать, что цвет объекта — это сложный результат свойств его поверхности, свойств пропускания и излучения, все эти факторы влияют на сочетание длин волн в свете, покидающем поверхность объекта.Воспринимаемый цвет затем дополнительно определяется природой окружающего освещения и цветовыми свойствами других объектов поблизости с помощью эффекта, известного как постоянство цвета, и других характеристик воспринимающего глаза и мозга.
Цветовое восприятие
Развитие теорий цветового зрения
Хотя Аристотель и другие древние ученые уже писали о природе света и цветового зрения, только Ньютон опознал свет как источник цветового ощущения.В 1810 году Гете опубликовал свою всеобъемлющую Теорию цвета . В 1801 году Томас Янг предложил свою теорию трехцветности, основанную на наблюдении, что любой цвет можно сопоставить с комбинацией трех источников света. Позднее эта теория была усовершенствована Джеймсом Клерком Максвеллом и Германом фон Гельмгольцем. По словам Гельмгольца, «принципы закона смешения Ньютона были экспериментально подтверждены Максвеллом в 1856 году. Теория цветовых ощущений Юнга, как и многое другое, чего этот чудесный исследователь достиг до своего времени, оставалась незамеченной, пока Максвелл не обратил на нее внимание. .»^[2]
В то же время, как Гельмгольц, Эвальд Геринг разработал теорию обработки цвета оппонентом, отметив, что дальтонизм и остаточные изображения обычно возникают в парах оппонентов (красный-зеленый, сине-желтый и черно-белый) В конечном итоге эти две теории были синтезированы в 1957 году Хурвичем и Джеймсоном, которые показали, что процессинг сетчатки соответствует трехцветной теории, тогда как процессинг на уровне латерального коленчатого ядра соответствует теории оппонента. Международная группа экспертов, известная как Международная комиссия по охране окружающей среды (CIE), разработала математическую цветовую модель, которая отображает пространство наблюдаемых цветов и присваивает каждому из трех чисел.
Цвет в глазах
Способность человеческого глаза различать цвета основана на различной чувствительности различных клеток сетчатки к свету с разными длинами волн. Сетчатка содержит три типа цветных рецепторных клеток или колбочек. Один тип, относительно отличный от двух других, наиболее чувствителен к свету, который мы воспринимаем как фиолетовый, с длиной волны около 420 нм. (Колбочки этого типа иногда называют коротковолновыми колбочками , S конусами или, что ошибочно, синими конусами .) Два других типа тесно связаны генетически и химически. Один из них (иногда называемый длинноволновыми колбочками , L конусами или, ошибочно, красными конусами ) наиболее чувствителен к свету, который мы воспринимаем как желтовато-зеленый, с длинами волн около 564 нм; другой тип (иногда называемый средневолновыми конусами , M конусами или ошибочно зелеными конусами ) наиболее чувствителен к свету, воспринимаемому как зеленый, с длинами волн около 534 нм.
Свет, независимо от того, насколько сложен его состав длин волн, глазом сокращается до трех цветовых компонентов. Для каждого места в поле зрения три типа колбочек выдают три сигнала в зависимости от степени стимуляции каждого из них. Эти значения иногда называют трехцветными значениями .

Кривая отклика как функция длины волны для каждого типа конуса показана выше. Поскольку кривые перекрываются, некоторые трехцветные значения не возникают ни при какой комбинации входящего света.Например, невозможно стимулировать только средневолновыми / «зелеными» конусами; другие колбочки неизбежно будут стимулироваться до некоторой степени одновременно. Набор всех возможных значений тристимула определяет цветовое пространство человека. Было подсчитано, что люди могут различать около 10 миллионов различных цветов. ^[4]

Другой тип светочувствительных клеток в глазу, стержень, имеет другую кривую отклика. В обычных ситуациях, когда свет достаточно яркий, чтобы сильно стимулировать колбочки, палочки практически не играют никакой роли в зрении.^[5] С другой стороны, при тусклом свете колбочки недостимулированы, остается только сигнал от стержней, что приводит к монохроматическому отклику. (Более того, стержни почти не чувствительны к свету в «красном» диапазоне.) При определенных условиях промежуточного освещения ответ стержня и слабый отклик колбочки могут вместе привести к цветовому различению, не учитываемому только откликами колбочки.

Цвет в мозгу

Показаны визуальный дорсальный поток (зеленый) и вентральный поток (фиолетовый).Вентральный поток отвечает за восприятие цвета.

Хотя механизмы цветового зрения на уровне сетчатки хорошо описаны в терминах трехцветных значений (см. Выше), обработка цвета после этой точки организована по-другому. Доминирующая теория цветового зрения предполагает, что информация о цвете передается из глаза тремя процессами-противниками, или каналами-противниками, каждый из которых состоит из необработанных выходных данных колбочек: красно-зеленый канал, сине-желтый канал и черный канал. -белый канал «яркости».Эта теория подтверждена нейробиологией и объясняет структуру нашего субъективного восприятия цвета. В частности, он объясняет, почему мы не можем воспринимать «красновато-зеленый» или «желтовато-синий», и предсказывает цветовое колесо: это набор цветов, для которого по крайней мере один из двух цветовых каналов измеряет значение на одном из крайних значений. .

Точная природа восприятия цвета, выходящая за рамки уже описанной обработки, и действительно статус цвета как особенности воспринимаемого мира или, скорее, как особенность нашего восприятия мира , является предметом сложного и продолжающегося философского спора. (см. квалиа).

Нестандартное цветовосприятие

Дефицит цвета

Если один или несколько типов цветочувствительных колбочек человека отсутствуют или менее чувствительны, чем обычно, к падающему свету, этот человек может различать меньшее количество цветов и считается цветодефицитным или дальтоником (хотя этот последний термин может вводить в заблуждение; почти все люди с дефицитом цвета могут различать хотя бы некоторые цвета). Некоторые виды дефицита цвета вызваны аномалиями в количестве или характере колбочек на сетчатке.Другие (например, центральный или кортикальный ахроматопсия ) вызваны нейронными аномалиями в тех частях мозга, где происходит обработка изображений.

Тетрахромия

В то время как большинство людей являются трехцветными (имеющими три типа цветовых рецепторов), многие животные, известные как тетрахроматы , имеют четыре типа. К ним относятся некоторые виды пауков, большинство сумчатых животных, птицы, рептилии и многие виды рыб. Другие виды чувствительны только к двум осям цвета или вообще не воспринимают цвет; они называются дихроматами и монохроматами соответственно.Различают тетрахроматию сетчатки (наличие четырех пигментов в колбочковых клетках сетчатки по сравнению с тремя в трихроматах) и функциональную тетрахроматию (способность улучшать различение цветов на основе этой разницы в сетчатке). Половина всех женщин, но лишь небольшой процент мужчин, являются тетрахроматами сетчатки. Это явление возникает, когда человек получает две немного разные копии гена для средне- или длинноволновых колбочек (которые переносятся на x-хромосоме).У некоторых из этих тетрахроматов сетчатки усилено различение цветов, что делает их функциональными тетрахроматами. ^[6]

Синестезия

При определенных формах синестезии восприятие букв и цифр (графема → синестезия цветов) или слушание музыкальных звуков (музыка → синестезия цветов) приводит к необычным дополнительным переживаниям, связанным с восприятием цветов. Поведенческие и функциональные эксперименты по нейровизуализации продемонстрировали, что эти цветовые ощущения приводят к изменениям в поведенческих задачах и к повышенной активации областей мозга, участвующих в цветовом восприятии, тем самым демонстрируя их реальность и сходство с реальным цветовым восприятием, хотя и вызываемое нестандартным путем. .

Остаточное изображение

После воздействия сильного света в их диапазоне чувствительности фоторецепторы определенного типа теряют чувствительность. В течение нескольких секунд после того, как свет погаснет, они будут продолжать подавать менее сильный сигнал, чем в противном случае. В цветах, наблюдаемых в этот период, будет отсутствовать цветовой компонент, обнаруживаемый десенсибилизированными фоторецепторами. Этот эффект отвечает за феномен остаточных изображений, при которых глаз может продолжать видеть яркую фигуру, даже отведя взгляд от нее, но в дополнительном цвете.

Эффекты остаточного изображения также использовались художниками, в том числе Винсентом Ван Гогом.

Постоянство цвета

Есть интересное явление, которое происходит, когда художник использует ограниченную цветовую палитру: глаз стремится компенсировать это, видя любой серый или нейтральный цвет как цвет, который отсутствует в цветовом круге. Например, в ограниченной палитре, состоящей из красного, желтого, черного и белого, смесь желтого и черного будет выглядеть как разновидность зеленого, смесь красного и черного будет выглядеть как разновидность фиолетового цвета, и появится чистый серый цвет. голубоватый.

Обсуждаемая выше трихроматрическая теория строго верна только в том случае, если вся сцена, видимая глазом, имеет один и тот же цвет, что, конечно, нереально. На самом деле мозг сравнивает различные цвета сцены, чтобы устранить эффекты освещения. Если сцена освещается одним светом, а затем другим, до тех пор, пока разница между источниками света остается в разумном диапазоне, цвета сцены тем не менее будут казаться нам постоянными.Это было изучено Эдвином Лэндом в 1970-х годах и привело к его теории постоянства цвета ретинекса.

Цветовое обозначение

Цвета различаются по-разному, включая оттенок (красный против оранжевого и синего), насыщенность, яркость и блеск. Некоторые цветные слова образованы от названия объекта этого цвета, например, «апельсин» или «лосось», а другие — абстрактные, например «красный».

В разных культурах используются разные термины для цветов, и они могут также назначать некоторые названия цветов для немного разных частей спектра: например, китайский иероглиф 青 (отображаемый как qīng на мандаринском и ao на японском) имеет значение который охватывает как синий, так и зеленый.

В исследовании 1969 года «Основные цветовые термины: их универсальность и эволюция» Брент Берлин и Пол Кей описали закономерность в названии «основных» цветов (например, «красный», но не «красно-оранжевый», «темно-красный» или «кроваво-красный»). , «которые являются» оттенками «красного). Все языки, которые имеют два «основных» названия цвета, различают темные / холодные цвета от ярких / теплых цветов. Следующие цвета, которые необходимо различить, обычно красный, а затем синий или зеленый. Все языки с шестью «основными» цветами включают черный, белый, красный, зеленый, синий и желтый.Шаблон выдерживает набор из двенадцати: черный, серый, белый, розовый, красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый, коричневый и лазурный (в отличие от синего в русском и итальянском языках, но не в английском).

Ассоциации

Отдельные цвета имеют множество культурных ассоциаций, таких как национальные цвета (обычно описываются в отдельных цветных изделиях и цветовой символике). Психология цвета пытается определить влияние цвета на эмоции и деятельность человека. Хромотерапия — это форма альтернативной медицины, относящаяся к различным восточным традициям.

Воздействие на здоровье

Когда цветовой спектр искусственного освещения не соответствует спектру солнечного света, могут возникнуть материальные последствия для здоровья, включая учащение головной боли. Это явление часто сочетается с неблагоприятными эффектами чрезмерного освещения, поскольку многие из тех же внутренних пространств, которые имеют несоответствие цветов, также имеют более высокую интенсивность света, чем желательно для задачи, выполняемой в этом пространстве.

Измерение и воспроизведение цвета

Отношение к спектральным цветам

Диаграмма цветности цветового пространства CIE 1931.Внешняя кривая граница — это спектральный (или монохроматический) локус с длинами волн, показанными в нанометрах. Обратите внимание, что отображаемые цвета зависят от цветового пространства устройства, на котором вы просматриваете изображение, и поэтому могут не быть строго точным представлением цвета в определенной позиции, особенно для монохроматических цветов.

Большинство источников света представляют собой смеси света различной длины. Однако многие такие источники все еще могут иметь спектральный цвет, поскольку глаз не может отличить их от монохроматических источников.Например, большинство компьютерных дисплеев воспроизводят оранжевый спектральный цвет как комбинацию красного и зеленого света; он кажется оранжевым, потому что красный и зеленый смешаны в правильных пропорциях, позволяющих красному и зеленому конусам глаза реагировать так, как они реагируют на оранжевый.

Полезной концепцией для понимания воспринимаемого цвета немонохроматического источника света является доминирующая длина волны, которая определяет единственную длину волны света, которая производит ощущение наиболее похож на источник света.Доминирующая длина волны примерно соответствует оттенку.

Конечно, существует множество цветовых восприятий, которые по определению не могут быть чистыми спектральными цветами из-за обесцвечивания или из-за того, что они пурпурные (смесь красного и фиолетового света с противоположных концов спектра). Некоторыми примерами обязательно неспектральных цветов являются ахроматические цвета (черный, серый и белый) и такие цвета, как розовый, коричневый и пурпурный.

Два разных световых спектра, которые одинаково влияют на три цветовых рецептора человеческого глаза, будут восприниматься как один и тот же цвет.Примером этого является белый свет, излучаемый люминесцентными лампами, который обычно имеет спектр, состоящий из нескольких узких полос, в то время как дневной свет имеет непрерывный спектр. Человеческий глаз не может отличить такие световые спектры, просто глядя на источник света, хотя цвета, отраженные от объектов, могут выглядеть по-разному. (Это часто используется, например, для того, чтобы фрукты или помидоры выглядели более ярко-красными в магазинах.)

Точно так же человеческое восприятие цвета может быть вызвано смесью трех цветов, называемых первичными цветами .Это используется для воспроизведения цветных сцен на фотографии, в печати, на телевидении и на других носителях. Существует ряд методов или цветовых пространств для определения цвета в терминах трех основных цветов. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от конкретного приложения.

Никакое смешение цветов, однако, не может дать полностью чистый цвет, воспринимаемый как полностью идентичный спектральному цвету, хотя можно подойти очень близко для более длинных волн, где диаграмма цветности выше имеет почти прямой край.Например, смешивание зеленого света (530 нм) и синего света (460 нм) дает голубой свет, который немного ненасыщен, потому что реакция рецептора красного цвета будет больше на зеленый и синий свет в смеси, чем на чистый голубой свет при 485 нм, который имеет такую же интенсивность, как смесь синего и зеленого.

Из-за этого, а также из-за того, что основные цвета в системах цветной печати обычно не являются чистыми, воспроизводимые цвета никогда не бывают идеально насыщенными, и поэтому спектральные цвета не могут быть точно сопоставлены.Однако естественные сцены редко содержат полностью насыщенные цвета, поэтому такие сцены обычно могут быть хорошо аппроксимированы этими системами. Диапазон цветов, который может быть воспроизведен с помощью данной системы воспроизведения цвета, называется гаммой. Диаграмма цветности Международной комиссии по освещению (CIE) может использоваться для описания гаммы.

Другая проблема с системами воспроизведения цвета связана с устройствами получения, такими как камеры или сканеры. Характеристики датчиков цвета в устройствах часто очень далеки от характеристик рецепторов человеческого глаза.Фактически, получение цветов с некоторыми особыми, часто очень «зубчатыми» спектрами, вызванными, например, необычным освещением сфотографированной сцены, может быть относительно плохим.

Виды, у которых есть цветовые рецепторы, отличные от человеческих — например, птицы, у которых может быть четыре рецептора — могут различать некоторые цвета, которые выглядят одинаково для человека. В таких случаях система воспроизведения цвета, «настроенная» на человека с нормальным цветовым зрением, может давать неточные результаты для других наблюдателей.

Следующая проблема — разная цветовая характеристика разных устройств.Для информации о цвете, хранящейся и передаваемой в цифровой форме, метод управления цветом, основанный на цветовых профилях, прикрепленных к данным о цвете и к устройствам с разной цветовой характеристикой, помогает избежать деформации воспроизводимых цветов. Техника работает только для цветов в гамме конкретных устройств, например. может случиться так, что ваш монитор не сможет показать вам настоящий цвет вашей золотой рыбки, даже если ваша камера может правильно получать и сохранять информацию о цвете, и наоборот.

Пигменты и светоотражатели

Пигменты — это химические вещества, которые избирательно поглощают и отражают различные спектры света.Когда поверхность окрашивается пигментом, свет, падающий на поверхность, отражается за вычетом некоторых длин волн. Это вычитание длин волн приводит к появлению разных цветов. Большинство красок представляют собой смесь нескольких химических пигментов, предназначенных для создания отражения определенного цвета.

Производители пигментов предполагают, что исходный свет будет белым или примерно одинаковой интенсивности по всему спектру. Если источник света не является чисто белым (как в случае почти всех форм искусственного освещения), результирующий спектр будет иметь немного другой цвет.Красная краска в синем свете может казаться черной. Красная краска является красной, потому что она отражает только красные компоненты спектра. Синий свет, не содержащий ни одного из них, не будет создавать отражения от красной краски, создавая видимость черного.

Структурный цвет

Структурные цвета — это цвета, вызванные эффектами интерференции, а не пигментами. Цветовые эффекты возникают, когда на материале нанесены тонкие параллельные линии, сформированные из тонкого слоя или двух или более параллельных тонких слоев, или иным образом составленные из микроструктур по шкале длины волны цвета.Если микроструктуры расположены случайным образом, свет с более короткими длинами волн будет рассеиваться преимущественно для получения цветов с эффектом Тиндаля: синего неба, аэрогеля из опалов и синего цвета радужной оболочки человека. Если микроструктуры выровнены в массивы, например массив ямок на компакт-диске, они ведут себя как дифракционная решетка: решетка отражает разные длины волн в разных направлениях из-за явлений интерференции, разделяя смешанный «белый» свет на свет с разными длинами волн.Если структура состоит из одного или нескольких тонких слоев, то она будет отражать одни длины волн и передавать другие, в зависимости от толщины слоев.

Структурный цвет отвечает за синий и зеленый цвет перьев многих птиц (например, голубой сойки), а также некоторых крыльев бабочек и панцирей жуков. Изменения в расстоянии между узорами часто вызывают эффект перелива, как это видно на павлиньих перьях, мыльных пузырях, масляных пленках и перламутре, потому что отраженный цвет зависит от угла обзора.Питер Вукусич провел исследования крыльев бабочек и панцирей жуков с помощью электронной микрографии и с тех пор помог разработать ряд «фотонных» косметических средств с использованием структурных красителей. ^[7]

Структурный цвет изучается в области тонкопленочной оптики. Термин непрофессионала, который описывает наиболее упорядоченные структурные цвета, — это радужность.

Дополнительные условия

Оттенок: направление цвета от белого, например, на диаграмме цветности CIE.
Насыщенность: насколько «интенсивный» или «концентрированный» цвет; также известный как цветность или чистота.
Значение: насколько светлый или темный цвет.
Оттенок: светлый цвет за счет добавления белого.
Оттенок: темный цвет за счет добавления черного.

См. Также

Банкноты

↑ Борен, Крейг Ф. Основы атмосферной радиации: введение с 400 проблемами . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-VCH, 2006. ISBN 3527405038.
↑ MacAdam, Дэвид Л., Источники науки о цвете . Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1970. ISBN 0262130610.
↑ Палмер, S.E. Vision Science: Photons to Phenomenology. Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1999. ISBN 0-262-16183-4
↑ Джадд, Д. и Г. Вышецкий. Цвет в бизнесе, науке и промышленности . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience, 1975. ISBN 0471452122.
↑ Хиракава, К., и Т.В. Парки. Хроматическая адаптация и проблема баланса белого. IEEE ICIP. 2005. Проверено 12 октября 2007 года.
↑ Джеймсон, К.А., С.М. Хайноут и Л.М. Вассерман. Более насыщенный цветовой опыт у наблюдателей с несколькими генами опсина фотопигмента. Психономический бюллетень и обзор . 8: 2: 244–261. 2001. Проверено 12 октября 2007 года.
↑ Наука на скамье подсудимых, Искусство на складе. Общество ESRC сегодня. Проверено 12 октября 2007 года.

Список литературы

MacAdam, Дэвид Л., Источники науки о цвете . Кембридж, Массачусетс: MIT Press, ed. 1970. ISBN 0262130610
Палмер, С.Д. Наука о зрении: от фотонов к феноменологии . Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1999. ISBN 0-262-16183-4
Джадд, Д. и Г. Вышецкий. Цвет в бизнесе, науке и промышленности . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience, 1975. ISBN 0471452122

Внешние ссылки

Все ссылки получены 10 марта 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

| Теории и формулы

Распространяя лучи линейно через однородные среды и применяя закон Снеллиуса на границах раздела сред, световые лучи можно проследить через оптическую систему. Такая система может состоять из различных оптических компонентов (линз, призм, зеркал и т. Д.). Каждый оптический компонент можно рассматривать как серию отдельных интерфейсов и переходов. Например, простая линза представляет собой кусок прозрачного материала с двумя поверхностями заданного радиуса и толщины.След луча через линзу состоит из трех сегментов: преломления на первой поверхности, прохождения через линзу и преломления на второй поверхности. Для конкретной оптической системы эту серию из трех простых операций можно повторить, чтобы проследить лучи через всю систему.

Параксиальный анализ

Первоначальный анализ оптической конструкции часто выполняется с использованием параксиального приближения, которое справедливо при малых углах падения, обычных для лучей, распространяющихся вблизи оптической оси.Используя разложение синусоидальной функции в ряд по формуле

sin θ = tan θ — θ³ / 3! + θ ⁵/5!
(θ в радианах),

параксиальная теория (первого порядка) оставляет только первый член. В следующем расчете предположим, что sin θ = tan θ = θ и cos θ = 1.

Тогда закон Снеллиуса

можно записать как: n ₁ θ ₁ = n ₂ θ ₂ .

Фокусное расстояние

Лучи, проходящие через любую точку фокусировки, параллельны оптической оси на другой стороне линзы.Фокусное расстояние связано с местоположением объекта и изображения по «формуле линзы»:

1 / f = 1 / S + 1 / S¹

Где:

S = расстояние до объекта
S¹ = расстояние до изображения

Увеличение

Увеличение M определяется как отношение высоты изображения y¹ к высоте объекта y:

M = y¹ / y; также M = S¹ / S.

Теория тонких линз

Самый простой случай — это «тонкая» линза нулевой толщины в воздухе.Все преломление происходит в плоскости линзы, и все расстояния могут быть измерены от этой плоскости, как показано на рисунке ниже. Описание объектива:

1 / f = (n-1) (1 / R1 — 1 / R2)

Где:
f = фокусное расстояние
R1 = радиус кривизны первой поверхности линзы
R2 = радиус кривизны второй поверхности линзы
n = показатель преломления материала линзы.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ТОНКОЙ ЛИНЗЫ

Теория толстых линз

В то время как тонкая линза — удобная идеализация, физическая линза имеет конечную толщину.Учет этого приводит к «формуле производителя линз» для толстой линзы в воздухе:

Где:
t = центральная толщина линзы
f = эффективное фокусное расстояние (EFL)
R1 = первый радиус кривизны
R2 = второй радиус кривизны
n = показатель преломления линзы

Основные самолеты

Толстая линза вводит понятие основных поверхностей. Световой луч, прослеживаемый от объекта через первую точку фокусировки (F1), состоит из трех сегментов, как показано на рисунке ниже: первый, в воздухе, от точки объекта до линзы; второй — внутри линзы; третий — в воздухе, после линзы и параллельно оптической оси.Если входящий и выходящий лучи растянуты, они будут пересекаться в геометрическом месте точек, образующих первичную (или переднюю) главную поверхность (h2). Вблизи оси эта поверхность становится почти плоской и обычно называется передней главной плоскостью. Аналогичным образом лучи, падающие параллельно оси линзы, выходят через заднюю главную плоскость (h3) и пересекают заднюю фокусную точку (F2). Вторичная (или задняя) главная плоскость определяется пересечением этих падающих и выходящих лучей.Основные плоскости представляют собой единую воображаемую поверхность преломления, которая заменяет реальные поверхности линзы. Хотя h2 и h3 расположены в разных позициях внутри системы, это разделение «невидимо» для луча. Для целей трассировки лучей луч высотой yh в точке h2 может быть напрямую переведен в точку h3; его высота остается yh. Кроме того, когда линза используется при единичном увеличении (1 ×), главные плоскости сопряжены друг с другом.

Основные плоскости служат ориентирами для расположения передней фокусной точки, задней фокусной точки, положения объекта и изображения.И формула производителя линзы, и формула линзы включают эффективное фокусное расстояние f, которое измеряется от h2 до h3. Хотя основные плоскости полезны при расчетах конструкции линзы, их полезность в физической установке ограничена, поскольку любая плоскость может лежать внутри или снаружи самой линзы. В физической установке переднее фокусное расстояние (FF) и заднее фокусное расстояние (BF) более полезны, чем основные плоскости. Переднее фокусное расстояние измеряется от передней фокусной точки до вершины первой поверхности линзы; заднее фокусное расстояние измеряется от вершины последней поверхности линзы до задней фокусной точки.

Фокусное расстояние, поясняется энциклопедией RP Photonics Encyclopedia; фокусное расстояние, диоптрическая сила, изогнутое зеркало, уравнение объектива, микроскоп, фотографический объектив, фокус, радиус луча

Энциклопедия> буква F> фокусное расстояние

Определение: мера того, насколько сильно оптическая система фокусирует или расфокусирует свет

Немецкий: Brennweite

Категория: общая оптика

Обозначение формулы: f

Квартир: m

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: Dr.Rüdiger Paschotta

URL: https://www.rp-photonics.com/focal_length.html

Различные типы оптических систем (например, объективы микроскопов и изогнутые лазерные зеркала) могут фокусировать или расфокусировать свет, а фокусное расстояние используется для количественной оценки таких эффектов. Самый простой случай — это тонкая фокусирующая линза (рис. 1а). Если на линзу падает достаточно большой коллимированный луч света, луч будет сфокусирован, а фокусное расстояние — это расстояние от линзы до этого фокуса (при условии, что линза окружена вакуумом или воздухом, а не каким-то плотным веществом. со значительным показателем преломления).Для дефокусирующей линзы (рис. 1b) фокусное расстояние — это расстояние от линзы до виртуального фокуса (обозначено пунктирными линиями), принятое как отрицательное значение. Однако некоторые авторы используют разные обозначения знаков, особенно в отношении переднего и заднего фокусного расстояния (см. Ниже).

Рисунок 1: Фокусирующие и дефокусирующие линзы и их фокусное расстояние. Для дефокусирующей линзы фокусное расстояние указывается как отрицательное значение.

Фокусное расстояние тонкой или толстой линзы

Линза с заданным фокусным расстоянием f (принимается как положительное в случае фокусирующей линзы) создает радиально изменяющуюся фазовую задержку для лазерного луча в соответствии со следующим уравнением:

Эта формула игнорирует постоянную часть оптического изменения фазы, а также оптические аберрации.Обратите внимание, что в зависимости от функции линзы — например, фокусировки коллимированных входных лучей или перефокусировки расходящегося света — могут потребоваться члены более высокого порядка в фазовом профиле, чтобы избежать оптических аберраций.

Следующее уравнение позволяет рассчитать диоптрическую силу и, следовательно, фокусное расстояние линзы, изготовленной из материала с показателем преломления n и радиусом кривизны R ₁ и R ₂ на двух поверхностях:

Радиусы кривизны принимают положительные значения для выпуклых поверхностей и отрицательные для вогнутых поверхностей.Положительные результаты получаются при фокусировке линз, отрицательные — при расфокусировке линз. Последний термин актуален только для толстых линз со значительной кривизной с обеих сторон. Формула обеспечивает фокусное расстояние в параксиальном приближении, например, без учета сферических аберраций.

Уравнение справедливо для параксиальных лучей, не слишком далеко от оси симметрии.

Фокусное расстояние изогнутого зеркала

Изогнутые зеркала часто используются для фокусировки или расфокусировки света.Например, в лазерных резонаторах изогнутые лазерные зеркала с диэлектрическим покрытием используются чаще, чем линзы, в основном потому, что они вносят меньшие потери.

Зеркало с радиусом кривизны R поверхности имеет фокусное расстояние f = R /2, если ось луча перпендикулярна поверхности зеркала. (Принимаем положительные знаки за вогнутые кривизны и фокусирующие зеркала.) Если существует некоторый ненулевой угол θ между осью луча и нормальным направлением, фокусное расстояние составляет f _tan = ( R /2) · cos θ в тангенциальном направлении (т.е.е., в плоскости падения) и f _прогиб = ( R /2) / cos θ в сагиттальном направлении.

Изогнутые лазерные зеркала обычно имеют радиус кривизны от 10 мм до 5 м. Изготовление диэлектрических зеркальных покрытий может быть более трудным для очень сильно изогнутых подложек зеркал, но с помощью усовершенствованных технологий можно достичь фокусных расстояний всего в несколько миллиметров, как это требуется для некоторых миниатюрных лазеров.

Фокусное расстояние расширенной оптической системы

Не очевидно, как определить фокусное расстояние расширенной системы — есть разные возможности!

Для оптической системы, которая может состоять из нескольких линз и других оптических элементов, приведенное выше определение фокусного расстояния не может быть использовано, поскольку для расширенной системы априори не ясно, где измерять расстояние до фокуса: от вход в оптическую систему, с выхода, из середины или из другого положения? В принципе, произвольное определение опорной точки (например.грамм. вход или середина) могут быть использованы, но в целом это будет означать, что некоторые общие правила не могут быть применены, например, удерживайте радиус перетяжки луча в фокусе позади некоторой линзы с заданным фокусным расстоянием (см. ниже) или возможное увеличение телескопа, содержащего эту оптическую систему.

Общий (но не универсальный) подход к определению фокусных расстояний расширенных систем основан на геометрической оптике. Для нахождения передней фокальной точки вычисляются лучи, расположенные горизонтально на задней стороне (см. Рисунок 2), с использованием параксиального приближения.Оптическая система считается «черным ящиком», в котором фактические траектории лучей не заботятся; вместо этого работают с внутренними лучами, которые экстраполируются из внешних лучей. На основе этих экстраполированных лучей можно определить переднюю главную плоскость (или первую главную плоскость ). Переднее фокусное расстояние — это расстояние между передней фокусной точкой (в передней фокальной плоскости) и передней главной плоскостью (см. Рисунок 2). Некоторые авторы определяют фокусное расстояние как отрицательное в ситуации на рисунке 2, потому что точка фокусировки расположена на раньше передней главной плоскости; другие принимают абсолютное значение.

Фигура 2: Передняя фокусная точка связана с параллельными лучами на задней стороне (= выходной стороне). Считается, что оптический вход находится с левой стороны. Путь луча внутри устройства экстраполируется только из пути внешнего луча.
Для системы расфокусировки передняя фокальная плоскость может располагаться на выходной стороне; он содержит виртуальный фокус. Опять же, фокусное расстояние — это расстояние между главной плоскостью и фокальной плоскостью.

Аналогичным образом можно определить заднюю фокальную плоскость (или вторая фокальную плоскость ) и заднюю главную плоскость (или вторую главную плоскость ), где горизонтальные лучи встречаются с левой стороны, а с правой стороны. имеет сходящиеся лучи для фокусирующей системы и расходящиеся лучи для дефокусирующей системы.Если коэффициент преломления одинаков на входе и выходе (например, & приблизительно; 1 для воздуха), переднее фокусное расстояние и заднее фокусное расстояние идентичны (за исключением возможных различий знаков, используемых некоторыми авторами) и, таким образом, можно просто назвать the фокусное расстояние. Однако две основные плоскости обычно не совпадают для толстых линз, и они могут даже лежать вне линзы.

Объясненное определение дает фокусное расстояние, которое также может использоваться, например, в уравнениях для размера фокуса (см. Ниже).

Обратите внимание, что расположение левого и правого краев оптической системы (например, положение внешних поверхностей линз, оптических окон и т. Д.) Или ее корпуса не имеют отношения к этим определениям.

В литературе используются разные обозначения фокусных расстояний. Например, можно иметь отрицательное переднее фокусное расстояние, если передняя фокусная точка находится перед передней главной плоскостью. Очевидно, что любые уравнения, включающие фокусные расстояния, должны использоваться с принятыми знаковыми соглашениями.

См. Также статью о главных самолетах.

Фокусное расстояние

В отличие от фокусных расстояний, фокусные расстояния связаны не с основными плоскостями, а с вершинами линз (не заботясь о корпусе, который может быть увеличен). Таким образом, переднее фокусное расстояние — это расстояние между передней фокусной точкой и входной поверхностью оптики, а заднее фокусное расстояние — это расстояние между задней поверхностью и задней фокусной точкой.

Фокусные расстояния иногда путают с фокусными расстояниями!

К сожалению, эти термины также используются по-разному другими авторами. Например, бывает, что фокусное расстояние считается таким же, как и фокусное расстояние. Поэтому в некоторых каталогах продуктов указываются фокусные расстояния, которые на самом деле следует называть фокусными расстояниями, и, кроме того, эффективное фокусное расстояние .

Фокусное расстояние также не следует путать с рабочим расстоянием, которое представляет собой расстояние между образцом и корпусом объектива.Обратите внимание, что образец не обязательно помещается в фокальную плоскость, например когда входной свет в объектив не коллимирован.

Эффективное фокусное расстояние фотографического объектива

Значительная путаница возникает из-за того, что в контексте фотоаппаратов термин эффективное фокусное расстояние также используется в совершенно другом значении, как объясняется ниже.

Угол обзора камеры определяется соотношением размера изображения на пленке и фокусного расстояния.В пленочных камерах долгое время в основном использовалась 35-миллиметровая пленка (также называемая пленкой 135 в соответствии со стандартом ISO 1007), где размер изображения на пленке обычно составляет 36 мм × 24 мм. (Ширина катушки с пленкой составляет 35 мм, что несколько больше 24 мм, так как изображение не доходит до краев катушки.) Стандартный объектив тогда имеет фокусное расстояние 50 мм. Однако современные цифровые камеры (особенно более компактные) часто содержат датчики изображения размером менее 36 мм × 24 мм, так что объектив с соответственно меньшим фокусным расстоянием (например,грамм. 32 мм вместо 50 мм) требуется для получения того же поля зрения. Поскольку многие фотографы все еще привыкли к ранее действовавшему соотношению между фокусным расстоянием и углом зрения, стало обычным определять эффективное фокусное расстояние объектива цифровой камеры как такое фокусное расстояние, которое дает тот же угол обзора. в сочетании с обычной 35-мм пленкой. Например, тогда можно сказать, что объектив с истинным фокусным расстоянием 32 мм имеет эффективное фокусное расстояние 50 мм и, таким образом, функционирует как стандартный объектив, а не e.грамм. макро- или телеобъектив.

Можно ожидать, что от этого типа преобразования придется отказаться, поскольку 35-мм пленка становится все менее распространенной.

Оптические системы с регулируемым фокусным расстоянием

Для некоторых приложений, в частности для фокусировки систем формирования изображений, важно, чтобы фокусное расстояние оптической системы могло быть точно отрегулировано. Могут быть использованы следующие физические принципы:

Если линза сделана из деформируемого материала, приложение некоторого механического давления может изменить ее форму, а это может изменить фокусное расстояние.Этот принцип используется в хрусталике глаза. Фокусное расстояние несколько уменьшается для фокусировки на близлежащих объектах.
Когда оптическая система содержит несколько оптических элементов (например, линз), фокусное расстояние можно настраивать путем регулировки относительных расстояний между оптическими элементами. Этот принцип используется, например, в объективах с фотографическим зумом.

Зависимость фокусного расстояния от длины волны; Использование изогнутых зеркал

Обычные линзы, работающие на основе преломления, имеют фокусное расстояние, которое немного зависит от длины волны из-за зависимости показателя преломления от длины волны (-> хроматическая дисперсия).Этот эффект приводит к хроматическим аберрациям, системам формирования изображений и аналогичным проблемам в других приложениях, где оптическая система используется для широкого диапазона оптических длин волн. Комбинации линз (например, объективы для фотоаппаратов) могут быть сконструированы таким образом, чтобы минимизировать хроматические аберрации. Наиболее распространенным является использование ахроматических дублетов , то есть линз, состоящих из двух разных стеклянных материалов, выбранных таким образом, чтобы в значительной степени подавлялись общие хроматические аберрации.

Полностью устранить хроматические аберрации можно, используя только оптические системы с зеркалами. Изогнутое зеркало с радиусом кривизны R имеет фокусное расстояние f = R /2 (для нормального падения), определяемое только геометрией и, следовательно, не зависящее от длины волны. С другой стороны, при ненормальном падении фокусное расстояние в тангенциальном направлении уменьшается на косинус угла падения и увеличивается на обратный косинус этого угла в сагиттальном направлении.Следовательно, такие зеркала могут привносить астигматизм.

Диоптрийная сила

Диоптрическая сила (также называемая фокусирующей силой ) линзы определяется как величина, обратная эффективному фокусному расстоянию (которое равно переднему и заднему фокусному расстоянию, если медиана с обеих сторон оптики равна тем же). Это означает, что сильно фокусирующая линза имеет небольшое фокусное расстояние, но большую диоптрическую силу. Для очков по рецепту обычно указывается диоптрическая сила, тогда как фокусное расстояние указывается для стандартных линз, объективов микроскопов и фотографических объективов.

Фокусировка расходящихся лучей

Рисунок 3: Иллюстрация уравнения линзы.

Если расходящийся (а не коллимированный) луч попадает на фокусирующую линзу, расстояние b от линзы до фокуса становится больше, чем f (Рисунок 2). Уравнение объектива утверждает, что

, где a — расстояние от исходного фокуса до линзы. Это показывает, что b ≈ f , если a >> f , но b> f в противном случае.Это соотношение можно интуитивно понять: для коллимации падающего луча (т. Е. Для устранения его расходимости) потребуется фокусирующая сила 1/ a , так что только фокусирующая сила 1/ f — 1/ a оставил для фокусировки.

Если a ≤ f , уравнение не может быть выполнено: линза не может фокусировать луч.

Обратите внимание, что уравнение линзы применяется для лучей, предполагая, что параксиальное приближение действительно, т.е. все углы относительно оси луча остаются малыми.

Достижимый радиус талии луча

Если коллимированный гауссов луч с радиусом луча w ₀ попадает в фокусирующую линзу с фокусным расстоянием f , радиус луча в перетяжке (фокусе) луча после линзы можно рассчитать по уравнению

, где предполагается, что радиус луча в фокусе намного меньше, чем начальный радиус луча w ₀. (Это условие нарушается для лучей со слишком малым радиусом падения; тогда фокус больше, чем согласно данному уравнению.) Также предполагается, что радиус луча значительно больше длины волны λ, так что параксиальное приближение действительно.

Уравнение показывает, что минимально возможный радиус луча определяется не только фокусным расстоянием f , а скорее отношением f к радиусу открытой апертуры линзы, которое устанавливает максимум радиуса входного луча. Вт ₀. Для фокусирующего или коллимационного объектива это соотношение по существу равно числовой апертуре объектива .

Может ли это правило применяться к расширенной оптической системе с фокусным расстоянием f , зависит от применяемого определения f . Полезно указать эффективное фокусное расстояние , которое действительно для таких отношений.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор примет решение о приеме на основании определенных критериев.По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала рассматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. Также: фокус, фокусное расстояние, числовая апертура, оптические апертуры, главные точки и главные плоскости, расходимость луча, хроматические аберрации, оптические аберрации, f-число, ахроматическая оптика, матрица ABCD, линзы, зеркала
и другие статьи в этой категории общая оптика

Если вам понравилась эта страница, поделитесь ссылкой со своими друзьями и коллегами, e.грамм. через соцсети:

Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!

Код для ссылок на других сайтах

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

HTML-ссылка на эту статью:

   
 Статья о фокусном расстоянии  
 в  
 Энциклопедия фотоники RP

С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):

   
  alt = "article">

Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/focal_length.html 
, статья «Фокусное расстояние» в энциклопедии RP Photonics]

Крепление объектива и задний фланец

Камеры машинного зрения

в основном используют соединение C-mount для крепления объективов.В случае очень компактных камер типа «сахарный кубик» вы также можете найти CS-mount разъемов, чтобы иметь больше места для установки электроники камеры. CS-крепление является преобладающим стандартом для камер наблюдения. Фокусное расстояние фланца для C-крепления составляет 17,5 мм.

Заднее и заднее фокусное расстояние фланца

Соединение C-mount или CS-mount представляет собой дюймовую резьбу со спецификацией 1-32UN-2A или W 1 дюйм x 32 TPI (резьбы на дюйм) и практически соответствует метрической резьбе M25.5 х 0,75 мм. Угол наклона вышеупомянутой дюймовой резьбы составляет 55 °, а у метрической резьбы — 60 °. Стандарт подключения исторически находился под влиянием кинокамер и сохранился до сегодняшнего дня в видеотехнологиях и изображениях.

При использовании переходника с байонетом C-CS каждую камеру с байонетом CS можно использовать практически с любыми объективами с байонетом C (при условии, что резьба не слишком длинная, чтобы ее нельзя было полностью вкрутить в 5-миллиметровое кольцо). Использование объективов с байонетом CS на камерах с байонетом C невозможно.Благодаря короткому фокусному расстоянию с фланцем объективы с байонетом CS идеально подходят для создания недорогих сверхширокоугольных объективов. Это особенно важно в технологии мониторинга.

В особо компактных и дешевых одноплатных модулях камеры используются объективы с разъемами S-mount . Это оптика с диаметром резьбы M12 x 0,5 мм. Их еще называют «линзами M12x0,5». Эти мини-объективы применяются от веб-камер до промышленных плат OEM-камер. Несмотря на приемлемую цену, их оптика не обязательно должна быть плохой.Доступны даже 5-мегапиксельные линзы с цветовой коррекцией. Объективы с байонетом S обычно не имеют диафрагмы, поэтому они максимально открыты. Оптика с S-образным креплением может использоваться для сенсоров камеры с размером сенсора не более 1/2 дюйма, 1/3 дюйма или меньше. Помимо отсутствующей диафрагмы, в большинстве случаев у этих объективов нет кольца фокусировки: фокусировка оптики с байонетом S часто осуществляется путем ввинчивания объектива в резьбовой стержень или из него. Компактные привинчиваемые линзы, такие как S-mount, также доступны с разным диаметром резьбы, например M17, M14, M13, M9, M8, M7 и т. Д.

Крепление с байонетом F относится к байонетной системе Nikon, которая уже была разработана в конце 1950-х годов. Фокусное расстояние фланца 46,5 мм. Крепление F, как и винтовая резьба M42, в основном требуется для высокотехнологичных камер с особенно большими сенсорами, которые обеспечивают особенно высокое разрешение с большими пикселями. Это относится к камерам промышленного и линейного сканирования. В случае резьбового соединения M42 фокусное расстояние фланца не определено и относится только к диаметру 42 мм и определенному шагу резьбы.Таким образом, датчик можно установить очень близко к корпусу камеры, что позволяет сделать камеру более компактной. Однако необходимое расстояние между оптикой и сенсором должно быть создано с помощью оправы линз.

Заднее фокусное расстояние линз

По их меркам, линзы редко заканчиваются на контактной поверхности камеры, но их последняя группа линз обычно втыкается в корпус камеры. Заднее фокусное расстояние — это расстояние от вершины последней линзы до массива изображения.Это можно наблюдать очень часто, особенно в случае широкоугольных объективов.

Проблемы с установкой объектива:

Часто возникают проблемы с задним фокусным расстоянием при использовании камер с байонетом CS с адаптером с байонетом C + широкоугольным объективом с байонетом C. Некоторые линзы касаются внутреннего края адаптера C-mount в определенных положениях фокусировки.

Камеры с тремя CCD / CMOS и многосекционной призмой перед датчиками также не допускают попадания оптики внутрь камеры.Специальные трехпластинчатые линзы обычно обеспечивают особую цветокоррекцию и позволяют избежать этой проблемы за счет другой конструкции линз. Конечно, их также можно использовать как «обычную оптику» с низким задним фокусным расстоянием в любое время.

Фокусное расстояние

Фокусная точка F и фокусное расстояние f положительной (выпуклой) линзы, отрицательной (вогнутой) линзы, вогнутого зеркала и выпуклого зеркала.

Фокусное расстояние оптической системы — это мера того, насколько сильно она сходится (фокусирует) или расходится (рассеивает) свет.Система с меньшим фокусным расстоянием имеет большую оптическую силу, чем система с большим фокусным расстоянием.

Аппроксимация тонкой линзы

Для тонкой линзы в воздухе фокусное расстояние — это расстояние от центра линзы до основных фокусов (или точек фокусировки) линзы. Для собирающей линзы (например, выпуклой линзы) фокусное расстояние положительно и представляет собой расстояние, на котором луч коллимированного света будет сфокусирован в единственное пятно.Для расходящейся линзы (например, вогнутой линзы) фокусное расстояние отрицательно и представляет собой расстояние до точки, от которой коллимированный луч кажется расходящимся после прохождения через линзу.

Оптические системы общего назначения

Для толстой линзы (имеющей значительную толщину) или системы формирования изображения, состоящей из нескольких линз и / или зеркал (например, фотографического объектива или телескопа), фокусное расстояние часто называют эффективным фокусным расстоянием ( EFL), чтобы отличить его от других часто используемых параметров:

* Переднее фокусное расстояние (FFL) или Переднее фокусное расстояние (FFD) — это расстояние от передней фокусной точки системы до вершины первой оптической поверхности.

* Заднее фокусное расстояние (BFL) или заднее фокусное расстояние (BFD) — это расстояние от вершины последней оптической поверхности системы до задней фокусной точки.

Для оптической системы в воздухе эффективное фокусное расстояние дает расстояние от передней и задней главных плоскостей до соответствующих точек фокусировки. Если окружающая среда не воздух, то расстояние умножается на показатель преломления среды. Некоторые авторы называют это расстояние передним (задним) фокусным расстоянием, отличая его от переднего (заднего) фокусного расстояния, определенного выше.

Для случая линзы толщиной d в воздухе и поверхностей с радиусами кривизны R ₁ и R ₂ эффективное фокусное расстояние f определяется по формуле:

где n — показатель преломления линзовой среды.Величина 1 / f также известна как оптическая сила линзы.

Соответствующее переднее фокусное расстояние:

и заднее фокусное расстояние:

Согласно наиболее распространенному соглашению о знаках, значение R ₁ будет положительным, если первая поверхность линзы выпуклая, и отрицательным, если она вогнутая. Значение R ₂ отрицательное, если вторая поверхность вогнутая, и положительное, если выпуклая.Однако обратите внимание, что соглашения о знаках различаются у разных авторов.

Для сферически изогнутого зеркала фокусное расстояние равно половине радиуса кривизны зеркала. Фокусное расстояние положительное для вогнутого зеркала и отрицательное для выпуклого зеркала.

На фотографии

Когда фотографический объектив установлен на «бесконечность», его задняя узловая точка отделена от датчика или пленки в фокальной плоскости фокусным расстоянием объектива. Объекты, расположенные далеко от камеры, затем создают четкие изображения на датчике или пленке, которые также находятся в плоскости изображения. Фотографы иногда называют плоскость изображения фокальной плоскостью; эти плоскости совпадают, когда объект находится на бесконечности, но для более близких объектов фокальная плоскость фиксируется относительно линзы, а плоскость изображения перемещается в соответствии со стандартными оптическими определениями.

Фокусное расстояние объектива определяет увеличение, при котором он отображает удаленные объекты. Фокусное расстояние объектива равно расстоянию между плоскостью изображения и отверстием (см. Модель камеры-обскуры), которое отображает удаленные небольшие объекты того же размера, что и рассматриваемый объектив. Объединение этого определения с предположением о прямолинейном изображении (то есть без искажения изображения) приводит к простой геометрической модели, которую фотографы используют для вычисления угла обзора камеры.

Чтобы визуализировать более близкие объекты в резком фокусе, объектив необходимо отрегулировать так, чтобы увеличить расстояние между задней узловой точкой и пленкой, чтобы пленка находилась в плоскости изображения. Фокусное расстояние f, расстояние от передней узловой точки до объекта для фотографирования S ₁ и расстояние от задней узловой точки до плоскости изображения S ₂ затем связаны следующим образом:

При уменьшении S1 необходимо увеличить S ₂.Например, рассмотрим обычный объектив для 35-мм камеры с фокусным расстоянием f = 50 мм. Чтобы сфокусировать удаленный объект (), задняя узловая точка линзы должна находиться на расстоянии S ₂ = 50 мм от плоскости изображения. Чтобы сфокусировать объект на расстоянии 1 м (S ₁ = 1000 мм), линзу необходимо отодвинуть на 2,6 мм дальше от плоскости изображения, чтобы S ₂ = 52,6 мм.

Обратите внимание, что некоторые простые и обычно недорогие камеры имеют линзы с фиксированным фокусом, которые нельзя регулировать.

Фокусные расстояния обычно указываются в миллиметрах (мм), но все же встречаются более старые линзы, маркированные в сантиметрах (см) и дюймах. Угол обзора зависит от соотношения фокусного расстояния и размера пленки. Из-за популярности стандарта 35 мм объективы часто описывают с точки зрения поля зрения, эквивалентного 35 мм. Традиционные диапазоны фокусных расстояний, эквивалентных 35 мм, описывают обычный объектив (обычно 40–50 мм), широкоугольный объектив (обычно 35 мм и менее) и телеобъектив (обычно 85 мм и более).Использование этого «эквивалента» особенно распространено в цифровых камерах, в которых обычно используются датчики размером менее 35 мм, и поэтому для создания эквивалентных изображений требуется соответственно меньшее фокусное расстояние.

См. Также

* Глубина резкости
* f-число или фокусное отношение
* Dioptre
* Фокус (оптика)

Список литературы

* Гривенкамп, Джон Э.

Заднее фокусное расстояние: Заднее фокусное расстояние — это… Что такое Заднее фокусное расстояние?

Фокусное расстояние заднее — Энциклопедия по машиностроению XXL

Фокусное расстояние заднее переднее — Энциклопедия по машиностроению XXL

Главное фокусное расстояние — База знаний Zen Designer

Объективы с конечным задним фокусным расстоянием

Как выбрать цифровой фотоаппарат — Фотосклад.Эксперт

Переднее и заднее фокусные расстояния.

Узловые точки оптической системы.

Построение изображений и хода лучей в идеальной оптической системе.

M13VG246 (1/3″ 2,4-6mm F/1,2 DC Auto Iris)

Технические характеристики Tamron M13VG246

Понимание геометрии оптических линз | Эдмунд Оптикс

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СНЕЛЛА

ТЕРМИНОЛОГИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ

ГЕОМЕТРИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ

Фокусное расстояние — Энциклопедия Нового Света

Аппроксимация тонкой линзы

Оптические системы общего назначения

В фотографии

См. Также

Банкноты

Список литературы

3

Кредиты

— Энциклопедия Нового Света

Физика цвета

Спектральные цвета

Цвет предметов

Цветовое восприятие

Развитие теорий цветового зрения

Цвет в глазах

Цвет в мозгу

Нестандартное цветовосприятие

Дефицит цвета

Тетрахромия

Синестезия

Остаточное изображение

Постоянство цвета

Цветовое обозначение

Ассоциации

Воздействие на здоровье

Измерение и воспроизведение цвета

Отношение к спектральным цветам

Пигменты и светоотражатели

Структурный цвет

Дополнительные условия

См. Также

Банкноты

Список литературы

Внешние ссылки

Кредиты

| Теории и формулы

Параксиальный анализ

Фокусное расстояние

Увеличение

Теория тонких линз

ИЗОБРАЖЕНИЕ ТОНКОЙ ЛИНЗЫ

Теория толстых линз

Основные самолеты

Фокусное расстояние тонкой или толстой линзы

Фокусное расстояние изогнутого зеркала

Фокусное расстояние расширенной оптической системы

Фокусное расстояние

Эффективное фокусное расстояние фотографического объектива

Оптические системы с регулируемым фокусным расстоянием

Зависимость фокусного расстояния от длины волны; Использование изогнутых зеркал

Диоптрийная сила

Фокусировка расходящихся лучей

Достижимый радиус талии луча

Вопросы и комментарии пользователей

Код для ссылок на других сайтах

Крепление объектива и задний фланец

Заднее и заднее фокусное расстояние фланца

Заднее фокусное расстояние линз

Фокусное расстояние

Добавить комментарий Отменить ответ