Объектив

Объектив

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

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

Характеристики объективов

Основные

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

Дополнительные и уточняющие

• Рабочий отрезок или рабочее расстояние — для сменных объективов. В большинстве случаев опредлеляется типом байонета, имеет важное значение для резьбовых типов крепления.
• Минимальное относительное отверстие (максимальное число диафрагмы, например 16 или 22) — определяется конструктивными особенностями диафрагмы.
• Минимальная дистанция фокусировки (МДФ), или максимальный масштаб макросъёмки для макрообъективов (например, 55 мм, 1:1) — определяется конструкцией оправы.
• Диаметр и шаг резьбы для присоединения светофильтров.
• Графики MTF (уточняют разрешающую способность)
• Число линз и групп линз. Большее количество линз позволяет конструкторам рассчитать объектив с лучше исправленными аберрациями, однако уменьшает светопропускание и повышает риск паразитных переотражений, снижающих контраст изображения. Кроме того, большее число поверхностей, которые надо полировать, увеличивает себестоимость производства и ужесточает требования к точности изготовления каждой детали. Именно поэтому до сих пор с успехом применяются и будут применяться такие простые оптические схемы, как Тессар.
• Наличие асферических линз.
• Вид просветления.
• Конструкция и особенности оправы и байонета. Например, «Помповая» оправа (от сходства с помповым ружьём)— изменение фокусного расстояния и наводка на резкость осуществляется одним кольцом, осевое перемещение которого меняет фокусное расстояние, а поворотом осуществляется наводка на резкость. Более традиционным является наличие двух различных органов управления.

Классификация объективов

Изображение, полученное объективом «рыбий глаз»

Штатный объектив

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

Типы объективов по конструкции (оптической схеме)

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

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

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

Так выглядит зеркально-линзовый телеобъектив

По дополнительным признакам качества изображения традиционно выделяют следующие типы:

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

По углу изображения (фокусному расстоянию)

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

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

Принцип действия зум-объектива

По назначению (съёмочные объективы)

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

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

По назначению (прочие объективы)

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

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Производство объективов

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

• Хорошие объективы производит ограниченное число фирм, имеющих давние традиции.

Кроп-фактор

• Смотри:Кроп-фактор

Внешняя красная рамка показывает границы обычного кадра 24×36 мм, внутренняя, синяя — границы кадра цифровой камеры (15×22,5 мм)

Кроп-фактор (от англ. Crop factor, crop — обрезать, factor — множитель) — отношение линейного размера кадра цифровых камер к полю стандартного 35 мм кадра. Большинство сенсоров выпускаемых цифровых камер имеют размер, меньший, чем у обычного кадра 24×36 мм. При использовании объектива, расчитанного на 35 мм кадр, на сенсор проецируется только центральная часть изображения, а оставшаяся часть «обрезается» краем матрицы.

У таких DSLR-камер кроп-фактор лежит обычно в пределах 1,3-2,0. Среди DSLR-камер наиболее распространены кроп-факторы 1,6 и 1,5 (стандарт APS). В настоящее время зеркальные цифровые фотоаппараты со сменной оптикой имеют разные размеры фотосенсоров. Поэтому выпускаемые к ним объективы согласуются з размерами фотосенсоров. Однако все старые объективы с размером 35мм кадра могут быть использованы в любых цифровых зеркальных фотоаппаратах с меньшим размером кадра.

Распространённые марки объективов

Многие объективы имеют собственные имена, присвоенные им фирмой — разработчиком.

• Волна
• Гелиос
• Зоннар
• Индустар
• Калейнар
• Мир
• МТО
• Ноктилюкс
• Ортагоз
• Пеленг
• Руссар
• Таир
• Тессар
• Эльмарит
• Эра
• Юпитер
• Nikkor (торговая марка Nikon Corporation)
• Canon
• Pentax
• Sigma (производитель сменной оптики под различные системы)

Дополнительные изображения

длиннофокусный, портретный, штатный

Современный объектив «Canon 17-40 4L»

Широкоугольный объектив «NIKKOR 13mm f=5,6»

См. также

• Линза
• Кит-объектив
• Относительное отверстие
• Аберрации объектива
• Главное фокусное расстояние
• Угол изображения объектива
• Бленда
• Оптические системы
• Шифт-объектив

Ссылки

• Объективы Красногорского завода
• Энциклопедия объективов и аксессуаров Пентакс на сайте Божидара Димитрова
• Популярные Canon объективы
• Выбор объектива по эксплуатационной характристике
• Объективы для систем видеонаблюдения
• Обзоры объективов дальномерных фотоаппаратов в клубе Дальномер

Литература

• Волосов Д.С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
• Русинов М.М. Композиция оптических систем. Л., «Машиностроение», 1989.

ar:عدسة فوتوغرافية ca:Objectiu cs:Objektiv de:Objektiv (Optik) en:Photographic lens es:Objetivo (fotografía) fi:Objektiivi fr:Objectif photographique hu:Objektív (fényképészet) id:Lensa fotografi it:Obiettivo fotografico ja:写真レンズ lv:Objektīvs nl:Objectief (lens) nn:Objektiv no:Objektiv pl:Obiektyw fotograficzny pt:Objectiva (fotografia) simple:Camera lens sk:Fotografický objektív sv:Objektiv th:เลนส์ถ่ายภาพ zh:鏡頭