Фотообладнання Урок 33-35 Технічні характеристики об’єктивів. Фокусна відстань Світлосила.

Фокусна відстань

Фокусною відстанню називають відстань від оптичного центру об'єктива до площини матриці або плівки. Це визначення не цілком коректне, але зате воно дає розуміння навіть недосвідченому в оптиці читачу. Для тих, хто цінує строгість формулювань, можна привести більш наукове визначення:

Задня фокусна відстань об'єктива - це відстань від задньої головної площини до заднього фокуса.

F - фокус; ƒ - фокусна відстань.

Чому фокусна відстань названо задньою? Тому що існує ще, і не представляє для нас ніякого інтересу, передня фокусна відстань, яке вказує на особливості перебігу променів світла в зворотному напрямку, тобто з камери. У зв'язку з тим, що в фотографії для нас важливий хід променів, спрямованих від об'єкта в камеру, а не навпаки, ми будемо говорити переважно про задню фокусну відстань об'єктива. У всіх тих випадках, коли буде вживатись словосполучення «фокусна відстань» без будь-яких уточнюючих слів, буде матись на увазі саме задня фокусна відстань.

Дійсний хід променів в об'єктиві, що складається з безлічі лінз, досить складний і хитромудрий. Однак для спрощення розрахунків припустимо подумки замінити всі лінзи об'єктива, єдиною збираючою лінзою, заломлююча сила якої відповідає заломлюючої силі об'єктива в цілому. При цьому дія всіх заломлюючих поверхонь об'єктива зводиться до дії головних площин уявної лінзи. Головною площиною називається умовна площина, перетинаючи яку промені світла змінюють свій напрямок. Таких площин зазвичай дві, оскільки промені світла, що йдуть в камеру, і промені, що йдуть з камери, будуть переломлюватися по-різному. Головна площина, що характеризує хід променів в прямому напрямку (від об'єкта в камеру), називається задньою головною площиною. Її-то і слід вважати умовним оптичним центром об'єктива.

Світлосила — величина, що характеризує ступінь ослаблення об'єктивом світлового потоку.

Іноді світлосилою неправильно називають величину знаменника відносного отвору (діафрагмове число), насправді світлосила — характеристика самого об'єктива і не пов'язана з величиною діафрагми, насадками у вигляді бленд, світлофільтрів тощо.

Задній фокус - це точка, в якій перетинаються спочатку паралельні промені після проходження через об'єктив. Очевидно, що для отримання різкого зображення нескінченно віддаленого об'єкта, площина матриці або плівки повинна збігатися з фокальною площиною, тобто перетинати оптичну вісь об'єктива саме в точці заднього фокуса.

Хочеться підкреслити, що фокусна відстань не є в буквальному сенсі «довжиною» об'єктива і лише побічно вказує на його лінійні розміри. Фізично об'єктив може бути як довше, так і коротше свого фокусної відстані. Слід розуміти, що через особливості конструкції багатьох сучасних об'єктивів їх задня головна площину може розташовуватися як в межах системи лінз, так і за її межами.
У разі якщо задня головна площину винесена вперед, фокусна відстань об'єктива буде перевищувати його фізичні розміри. Такий об'єктив називається телеоб'єктивом. Практично всі сучасні довгофокусні об'єктиви є телеоб'єктивами, що дозволяє зменшити їх габарити.

Якщо задня головна площину розташована в середині об'єктива, то фокусна відстань виявляється менше відстані від переднього елемента об'єктива до заднього фокуса. Такими є нормальні і помірно короткофокусні об'єктиви.

І, нарешті, задня головна площина може лежати позаду об'єктива. В цьому випадку фокусна відстань буде коротше заднього фокального відрізка, тобто відстані від заднього оптичного елемента до заднього фокуса. Такі об'єктиви називаються ретрофокусними об'єктивами або об'єктивами з подовженим заднім відрізком. Навіщо потрібна така складна схема? Адже габарити вона явно не економить. Справа в тому, що наявність поворотного дзеркала в дзеркальних фотоапаратах накладає жорсткі обмеження на мінімальну допустиму величину заднього фокального відрізка. Іншими словами, дзеркало не дозволяє наблизити об'єктив впритул до матриці або плівці, а це значить, що короткофокусні об'єктиви для дзеркальних фотокамер повинні проектуватися за ретрофокусною схемою.

Що стосується бездзеркальних систем, то там подібне конструкційну обмеження відсутнє, і короткофокусні об'єктиви можуть бути вельми компактними в порівнянні з аналогами для дзеркальних апаратів.