Оптическая терминология

192

Что такое «свет»?Свет - это физическое явление,обуславливающее создание зрительныхобразов посредством возбуждениязрительных нервов; в широком смыслеслова свет можно определить как один изтипов электромагнитных волн.Типы электромагнитного излучениязависят от длины волны. Электрома-гнитное излучение классифицируетсяследующим образом (в порядке воз-растания длины волны): гамма-излучение,рентгеновское излучение, ультрафио-летовое излучение, видимое световоеизлучение, инфракрасное излучение,дальнее инфракрасное излучение, ультра-коротковолновое излучение (ОВЧ),коротковолновое излучение, средневолно-вое излучение (СЧ) и длинноволновоеизлучение. В фотографии наиболее частоиспользуется излучение с длиной волныв диапазоне видимого света (400-700 нм).Поскольку свет является одним из видовэлектромагнитного излучения, его можнорассматривать как разновидность волн -

«световые волны». Световая волнапредставляет собой электромагнитнуюволну, в которой наблюдаются колебанияэлектрического и магнитного полей подпрямым углом друг к другу в плоскости,перпендикулярной направлению рас-пространения. Человеческий глаз можетнепосредственно различать двапараметра световой волны - длину волныи амплитуду. Различие длин волнвоспринимается как различие цветов(в пределах диапазона видимого света),а различие значений амплитуды - какразличие яркости (интенсивности света).Третий параметр, не различаемыйчеловеческим глазом, - направлениеколебаний в плоскости, перпендикулярнойнаправлению распространения световойволны (поляризованный свет).

ПреломлениеЯвление, заключающееся в изменениинаправления светового луча прираспространении света через границудвух сред (например, из пустоты иливоздуха в стекло или воду либо наоборот).

Показатель преломленияЧисловое значение, характеризующеестепень преломления для данной средыи определяемое формулой n = sin i/sin r.«n» - постоянная величина, независящая от угла падения световоголуча; она означает показательпреломления среды по отношениюк среде, из которой поступает свет.В случае обычного оптического стекла«n», как правило, означает показательпреломления стекла относительновоздуха.

ДисперсияЯвление, наблюдаемое в том случае,если оптические свойства средызависят от длины волны света,проходящего через эту среду. При входе света в линзу или призмухарактеристики дисперсии для линзыили призмы обуславливаютзависимость показателя преломленияот длины волны, приводящуюк дисперсии света. Иногда это явлениеназывают также цветовой дисперсией.

Необычные характеристикипарциальной дисперсииЧеловеческий глаз способенвоспринимать монохроматический светс длиной волны в диапазоне от 400 нм(фиолетовый) до 700 нм (красный).В этом диапазоне разность показателейпреломления для двух различных длинволн называется парциальнойдисперсией. Для большинства обычныхоптических материалов характеристикипарциальной дисперсии сходны. Однаконекоторые оптические материалыобладают особыми характеристикамипарциальной дисперсии: например,стекло с более высокой парциальнойдисперсией при малых длинах волн, FK-стекло с малым показателем пре-ломления и низкими характеристикамипарциальной дисперсии, флюорити стекло с более высокой парциальнойдисперсией при больших длинах волн.Стекла этих типов рассматриваютсякак материалы с необычными характе-ристиками парциальной дисперсии.Стекла с такими свойствамииспользуются при изготовленииапохроматических объективов длякомпенсации хроматической аберрации.

ОтражениеВ отличие от преломления, явлениеотражения заключается в том, чтопорция света, падающего на поверхностьстекла или другой среды, не проникаетв эту среду и распространяетсяв новом направлении. Направлениераспространения не зависит от длиныволны. При прохождении света черезлинзу без противоотражательногопокрытия приблизительно 5% светаотражается на границе стекла с воздухомв момент входа в линзу и выхода из нее.Доля отраженного света зависит отпоказателя преломления длястекла.→Покрытие (стр.174)

Значение света в фотографии

Основные явления,связанные со светом

Рис. 1. Моделирование человеческого глаза

Рис. 2. Моделирование человеческого глаза

Рис. 3. Преломление светаРис. 4. Дисперсия света при прохождениичерез призму

Рис. 5. Отражение света

Амплитуда

Длина волны

Направление распространения

Электрическое поле

Магнитное поле

Угол падения

Уголпреломления

i

r

Обычное оптическое стекло

RRYB

RY

YB

B

Специальное оптическое стеклоНеобыкновеннаяпарциальная дисперсия

Нормальное отражение Аномальное отражение

Плоская поверхность, плоскаягладкая поверхность

Шероховатая поверхность

Центральная линия

193

ДифракцияЯвление, обусловленное волновойприродой света и заключающееся в том,что световые волны огибают краяобъекта и проникают в тень этогообъекта. Дифракция в фотографическомобъективе является причиной появлениябликов (дифракционных бликов), которыевозникают при огибании краевдиафрагмы световыми лучами. Хотядифракционные блики, как правило,появляются в том случае, если диаметрдиафрагмы меньше определеннойвеличины, они зависят не только отдиаметра диафрагмы, но и от ряда другихфакторов, таких как длина световойволны, фокусное расстояние и светосилаобъектива. Дифракционные бликиснижают контрастность и разрешениеизображения, что приводит к нерезкомуизображению. С помощью многослойныхдифракционных оптических элементов,разработанных компанией Canon, можноуправлять направлением света путемпреднамеренного создания дифракции.

Оптическая осьПрямая, соединяющая центральные точкисферических поверхностей на каждойстороне линзы. Другими словами,оптическая ось представляет собойвоображаемую центральную линию,соединяющую центры кривизны обеихповерхностей линзы. В фотографическихобъективах, состоящих из несколькихлинз, чрезвычайно важно точноевыравнивание оптической оси каждойлинзы по оптическим осям других линз.В частности, в зум-объективах, которыесостоят из нескольких групп линз

с возможностью их сложного перемещениядруг относительно друга, для сохранениянадлежащего выравнивания оптическихосей необходима особо точнаяконструкция тубуса.

Параксиальный лучСветовой луч, проходящий близкок оптической оси и отклоняющийся отнее на очень малый угол. Точка, в которой сходятся параксиальные лучи, называется параксиальнымфокусом. Поскольку изображение,сформированное монохроматическимпараксиальным лучом, в принципе неподвержено аберрациям, параксиальныйлуч играет важную роль в изучении основработы систем линз.

Главный лучСветовой луч, входящий в объектив поднекоторым углом в точке, отличной отточки оптической оси, и проходящийчерез центр отверстия диафрагмы.Главные световые лучи играютважнейшую роль, поскольку ониучаствуют в экспозиции изображенияпри любом диаметре отверстиядиафрагмы - от максимальной апертурыдо минимальной апертуры.

Параллельный пучок лучейГруппа световых лучей, проходящихпараллельно оптической оси избесконечно удаленной точки. Припрохождении таких лучей через линзуони сходятся в виде конуса и формируютизображение точки в фокальнойплоскости.

Трассировка лучейВычисление условий прохожденияразличных световых лучей черезобъектив средствами геометрическойоптики. Вычисления выполняются намощных компьютерах.

Апертура/эффективная апертураАпертура объектива связанас диаметром группы световых лучей,проходящих через объектив,и определяет яркость изображенияобъекта, формируемого в фокальнойплоскости. Оптическая апертура(называемая также эффективнойапертурой) отличается от истиннойапертуры тем, что она зависит не отфактического диаметра объектива, а отдиаметра группы световых лучей,проходящих через объектив. Еслив объектив входит пучок параллельныхлучей, а группа этих лучей проходитчерез отверстие диафрагмы, диаметрэтой группы лучей на моментпересечения поверхности переднейлинзы равен эффективной апертуреобъектива.

Диафрагма/апертураОтверстие, регулирующее диаметргруппы световых лучей, проходящихчерез объектив. В сменных объективах,которые используются в зеркальныхкамерах, этот механизм, как правило,

реализован в виде ирисовойдиафрагмы, состоящей из несколькихлепестков, перемещение которыхобеспечивает непрерывное изменениедиаметра отверстия. В традиционныхобъективах зеркальных камер апертурарегулируется с помощью кольцадиафрагмы на тубусе объектива.Однако в объективах современныхкамер настройка апертуры, какправило, выполняется с электроннойпанели на корпусе камеры.

Диафрагма с круглой апертуройВ случае диафрагм с обычной апертуройпри уменьшении апертуры онаприобретает форму многоугольника.В диафрагмах с круглой апертуройпредусмотрена оптимизация формылепестков, которая даже призначительном уменьшении апертуры посравнению с максимальной обеспечиваетформу отверстия, близкую к окружности.Объектив, снабженный диафрагмойс круглой апертурой, благодаря круглойформе точечного источника светапозволяет получать фотографиис эффектом размытого фона.

Автоматизированная диафрагмаОбычная система управлениядиафрагмой, применяемая в зеркальныхкамерах, работает следующим образом:во время наводки на резкость и выборакомпозиции механизм диафрагмыполностью открывается для полученияяркого изображения в видоискателе, принажатии кнопки затвора апертураавтоматически уменьшается до величины,необходимой для правильной экспозиции,а по завершении экспонированияапертура снова автоматическиувеличивается до максимальной.В традиционных объективах дляавтоматического управления диафрагмойприменяются рычажные механизмы,а в объективах EF - электронные сигналы,обеспечивающие более точнуюрегулировку. Посмотрев в объективспереди в момент спуска затвора, можноувидеть мгновенное изменение апертуры.

Расстояние паденияРасстояние от оптической оси допараллельного луча, входящего в объектив.

Входной зрачок/выходной зрачокИзображение объектива на переднейстороне диафрагмы, т.е. кажущеесяотверстие диафрагмы с точки зрениянаблюдателя, расположенного спередиот объектива, называется входнымзрачком; его величина соответствуетэффективной апертуре объектива.Кажущееся отверстие диафрагмыс точки зрения наблюдателя,расположенного сзади от объектива(изображение объектива на заднейстороне диафрагмы) называетсявыходным зрачком. Световые лучи,исходящие из определенной точкиобъекта и участвующие в формированииизображения, образуют конус, вершинакоторого совпадает с этой точкой объекта,

Оптические термины, связанныес прохождением света через объектив

Рис. 7. Оптические термины, связанныес прохождением света через объектив

Рис. 6. Дифракция света

Параллельныйпучок лучей

Параксиаль-ный луч

Паркасиальный фокус

Расстояниепадения

Главный луч

Апертура

Фо-каль-наяточка

Диаметротверстиядиафрагмы

Оптичес-кая ось

Эффективнаяапертура

Дифракциясвета

Прямолинейноераспространение света

Центральныймаксимум

Апертур

а

Явление дифракциина поверхности воды

Падающий светРаспределение силы света

Первое свето-вое кольцо

Первое тене-вое кольцо

194

а основание - с входным зрачком.Световые лучи, выходящие изобъектива с другой стороны, образуютконус, основание которого совпадаетс выходным зрачком, а вершина лежитв плоскости изображения. Формавходного и выходного зрачковсоответствует фактической формедиафрагмы, а их размеры прямопропорциональны размеру диафрагмы;поэтому даже в том случае, есликонструкция системы линз неизвестна,но известно положение входногои выходного зрачков и их размеры,можно графически изобразить ходсветовых лучей, участвующихв формировании изображения. Такимобразом, информация о входноми выходном зрачках необходима прианализе факторов, влияющих накачество изображения, таких какобщее количество света, входящегов объектив, характер размыванияизображения и аберрации.

Угловая апертураУгол, под которым из точки объекта наоптической оси виден входной зрачок,или угол, под которым из точкиизображения на оптической оси виденвыходной зрачок.

Рабочий отрезокРасстояние от опорной плоскостикрепления объектива на фотокамередо фокальной плоскости (плоскостипленки). В системе EOS на всехкамерах установлен рабочий отрезокустановлен равным 44,00 мм. Рабочийотрезок иногда также называют заднимфокусом.

Задний отрезокРасстояние от вершины самой заднейповерхности стекла до фокальнойплоскости при фокусировке объектива набесконечно удаленной точке называетсязадним отрезком. В зеркальных камерах,в которых перед экспозицией поднимаетсязеркало, невозможно использоватьширокоугольный объектив с короткимзадним отрезком, поскольку онпрепятствовал бы движению объектива.В широкоугольных объективах длязеркальных камер, как правило, пре-дусмотрена ретрофокусная конструкция,обеспечивающая достаточную длинузаднего отрезка. В цифровых зеркальныхкамерах, совместимых с объективами EF-S, быстродействующее зеркало имееткомпактные размеры, позволяющиеустанавливать специализированныеобъективы EF-S 60mm f/2.8 Macro USM,EF-S 10-22mm f/3.5-4.5 USM, EF-S 17-55mmf/2.8 IS USM и EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IIUSM; эти объективы характеризуютсяболее коротким задним отрезком посравнению с другими объективами EF.

Фокальная точка, фокусВсе световые лучи, входящиев идеальную выпуклую линзупараллельно оптической оси, сходятся водной точке, а затем расходятся в видеконуса. Точка, в которой сходятся вселучи, называется фокусом. Хорошоизвестным примером служит фокусированиесолнечных лучей в кружок на листебумаги или другой поверхности припомощи увеличительного стекла; точка,в которой достигается наименьшийразмер кружка, является фокусом.В оптической терминологии принятаследующая классификация фокусов:точка с задней стороны объектива,в которой сходятся исходящие от объектасветовые лучи, называется заднимфокусом. Точка с переднейстороныобъектива, в которой сходятся световые

лучи, исходящие с фокальнойплоскостии входящие в объектив параллельнооптической оси, называется переднимфокусом.

Фокусное расстояниеРасстояние вдоль оптической оси отвторой главной точки объектива (заднейузловой точки) до фокуса при вхождениив объектив параллельного пучка лучейпараллельно оптической оси называетсяфокусным расстоянием. Проще говоря,фокусное расстояние - это расстояниевдоль оптической оси от второй главнойточки объектива до фокальной плоскостипри фокусировке объектива набесконечно удаленной точке.

Главная точкаФокусное расстояние простойдвояковыпуклой тонкой линзы равнорасстоянию вдоль оптической оси отцентра линзы до ее фокуса. В этомслучае центр линзы называется главнойточкой. Однако местоположение центрареального фотографического объективане столь очевидно, так как он состоит изнескольких выпуклых и вогнутых линз.Поэтому главная точка многолинзовогообъектива определяется как точка,расположенная на оптической оси с тойже стороны от фокуса, что и объектив,и на расстоянии от фокуса, равномфокусному расстоянию. Главная точка,определяемая через передний фокус,называется передней главной точкой,а главная точка, определяемая череззадний фокус - задней главной точкой.Расстояние между двумя главнымиточками называется интервалом главныхточек.

Рис. 8. Зрачки и угловая апертура

Рабочий отрезок и задний отрезок

Рис. 9. Рабочий отрезок и задний отрезок

Фокус и фокусное расстояние

Рис. 10. Фокус (отдельной линзы)

Рис. 11. Фокусное расстояние реальногофотографического объектива

Рис. 12. Главная точка

Угловая апертура

Точка объекта

Входной зрачок Выходной зрачок

Угловая апертура

Точкаизобра-жения

Опорная плоскость крепления

Фокальная плоскость

Рабочий отрезок

Задний отрезок

Параллельные лучи

Выпуклая линза

Вогнутая линза

Фокальнаяточка

Пространствообъекта

Пространство изображения

Фокус изображения(задний фокус)

Фокус объекта(передний фокус)

Фокус изображения Фокус объекта

Задняя главная точка

Задняя главная точка

Задняя главная точка (вторая главная точка)

Задняя главная точка

Передняя главная точка (первая главная точка)

Фокусное расстояние

Фокальнаяточка

Фокальнаяточка

Фокусизображения

Ретрофокусные объективы (обращенные телеобъективы)

a

b

n'n

h h'

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние

Рис. 12-D

Рис. 12-C

Рис. 12-BРис. 12-A

Телеобъективы

Фокусное расстояние

h'

195

Передняя главная точка/задняя главная точкаЛуч света, поступающий в объектив източки a на рис. 12-A, преломляется,проходит через точки n и n' и поступаетв точку b. При этом на участках a-n и n'-bформируются подобные углы; точкипересечения сторон этих уловс оптической осью обозначаются h и h'.Эти точки h и h' являются главнымиточками, определяющими положениеобъектива относительно объектаи изображения. Точка h называетсяпередней главной точкой (или первойглавной точкой), а точка h' - заднейглавной точкой (или второй главнойточкой). В обычных фотографическихобъективах расстояние от точки h' дофокуса равно фокусному расстоянию.В зависимости от типа объективавозможна ситуация, когда относительноеположение передней и задней главныхточек обращено или точка h' расположеназа пределами конструкции объектива;однако в любом случае расстояниезадней главной точки h' до фокуса равнофокусному расстоянию.*В случае телеобъектива задняя главнаяточка h' фактически находится спередиот самой передней линзы, а в случаеретрофокусного объектива - сзади отсамой задней линзы.

Круг изображенияРезкий участок круглого изображения,формируемого объективом. Длясменных объективов, используемых вкамерах формата 35 мм, диаметр кругаизображения должен быть не меньшедиагонали области изображения 24x36мм. Поэтому для объективов EFдиаметр круга изображения, какправило, составляет приблизительно43,2 мм. Объективы TS-E обеспечиваютбольший круг изображения,позволяющий учитывать наклоныи сдвиги объектива, - 58,6 мм.Объективы EF-S характеризуютсяменьшим кругом изображения посравнению с другими объективами EF,этот круг изображения соответствуетдиагонали датчика изображенияформата APS-C в цифровыхзеркальных камерах, совместимыхс объективами EF-S.

Угол зренияУгол, соответствующий области сцены,которая может быть воспроизведенаобъективом в виде резкого изображения.Номинальный диагональный угол зренияопределяется как угол междувоображаемыми прямыми, соединяющимивторую главную точку с каждым изконцов диагонали изображения (43,2 мм).Характеристики объективов EF, какправило, помимо диагонального углазрения включают в себя горизонтальный(36 мм) и вертикальный (24 мм) углызрения.

СветосилаЗначение, выражающее яркостьизображения и равное отношениюэффективной апертуры объектива (D)к его фокусному расстоянию (f).Поскольку вычисленное отношение D/fпочти всегда является десятичнойдробью, меньшей единицы, его неудобноиспользовать практически, поэтомуна тубусе объектива светосила обычноуказана в виде отношения эффективнойапертуры к фокусному расстоянию, гдеэффективная апертура принята равной 1.(Например, на тубусе объектива EF 85mmf/1.2L II USM отпечатано значение 1 : 1.2,указывающее на то, что фокусноерасстояние в 1,2 раза большеэффективной апертуры, которая принятаравной 1.) Яркость изображения,воспроизводимого объективом,пропорциональна квадрату светосилы. Какправило, яркость объектива выражаетсячислом F - величиной, обратной светосиле(f/D). Число F

Число FПоскольку светосила (D/f) почти всегдаявляется десятичной дробью, меньшейединицы, ее неудобно использоватьпрактически, поэтому из соображенийудобства яркость объектива частовыражается величиной, обратнойсветосиле (f/D); эта величинаназывается числом F. Таким образом,яркость изображения обратнопропорциональна квадрату числа F, т.е.с увеличением числа F изображениестановится более темным. Числовыезначения F образуют геометрическую

прогрессию с начальным членом 1 изнаменателем √2: 1,0; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6;8; 16; 22; 32 и т.д. (Однако во многихслучаях значение, соответствующеемаксимальной апертуре, отклоняетсяот этой последовательности.) Значенияв этой последовательности, которые напервый взгляд трудно запомнить,близки к фактическим значениямFD, соответствующим диаметру (D)диафрагмы при последовательномуменьшении количества проходящегочерез объектив света наполовину.Таким образом, при изменении числа Fот 1,4 до 2 яркость изображенияуменьшается вдвое, а при егоизменении от 2 до 1,4 - увеличиваетсявдвое. (Такое изменение этой величиныобычно называют изменением «на однуступень».) В современных фотокамерахс электронными дисплеямидопускаются дробные изменения - на1/2 или даже на 1/3 ступени.

Числовая апертура (NA)Значение, выражающее яркость илиразрешение оптической системыобъектива. Числовая апертура, обычнообозначаемая NA, - это числоваявеличина, вычисляемая по формуле n sinθ, где 2θ - величина угла (угловаяапертура), под которым из точки объектана оптической оси виден входной зрачок,а n - показатель преломления среды,в которой находится объект. Значение NAредко используется для фотографическихобъективов, но обычно отпечатываетсяна объективах микроскопов, где онов большей степени служит длявыражения разрешения, а не яркости.Полезно знать следующее соотношение:величина NA равна половине величины,обратной к числу F. Например, при F =1,0 NA = 0,5; при F = 1,4 NA = 0,357; приF = 2 NA = 0,25 и т.д.

Фокус, фокальная точкаФокус - это точка, в которой сходятсяисходящие от бесконечно удаленногообъекта параллельные лучи послепрохождения через объектив. Плоскость,содержащая фокус и перпендикулярнаяоптической оси, называется фокальнойплоскостью. В этой плоскостиизображение является резким (какпринято говорить, «в фокусе»), поэтомупленка или датчик изображениярасполагается в фотокамере именнов фокальной плоскости. Обычныефотографические объективы, состоящиеиз нескольких линз, позволяют настроитьфокус таким образом, что световые лучиот объектов, расположенных на конечномрасстоянии, сходятся в одной из точекфокальной плоскости.

Рис. 13. Угол зрения и круг изображения

Рис. 14. Яркость объектива

Фокус и глубина резкости

Термины, связанные с яркостью объектива

Уголзрения Угол

зрения

Плоскость изображенияh h'

Диагональный 43,2 мм

Кругизображения

Круг изображения

Уголзрения

Вертикальный 24 мм

Горизонтальный 36 мм

Круг изображения

fD

СветосилаЧисло FDf

f

D

196

Кружок рассеянияОпределенная степень сферическойаберрации и астигматизма, свойственнаявсем объективам, обуславливаетневозможность идеального схождениялучей, исходящих из точки объекта,в геометрической точке изображения(т.е. в бесконечно малой точке, имеющей нулевую площадь). Другимисловами, изображения представляютсобой композицию реальных (негеометрических) точек, имеющихопределенную площадь (определенныеразмеры). Поскольку при увеличенииразмеров этих точек изображениестановится менее резким, ониназываются «кружками рассеяния».Поэтому одним из показателей качестваобъектива служит минимальная точка,которая может быть сформирована этимобъективом - «минимальный кружокрассеяния». Максимально допустимыйразмер точки в изображении называется«допустимым кружком рассеяния».

Допустимый кружок рассеянияНаибольший кружок рассеяния,воспринимаемый на изображении как«точка». Воспринимаемая человеческимглазом резкость изображения зависитв первую очередь от фактическойрезкости изображения и от «разрешающейспособности» зрительной системычеловека. В фотографии на резкостьизображения влияют также коэффициентувеличения изображения (или расстояниепроецирования) и расстояние отизображения до наблюдателя. Такимобразом, для практических целей можноопределить «допуски» для формированияизображений, которые фактическиявляются в некоторой степени размытыми,но воспринимаются наблюдателем какрезкие. Для зеркальных камер формата35 мм допустимый кружок рассеяниясоставляет приблизительно 1/1000-1/1500длины диагонали пленки при форматеотпечатка 5×7 дюмов (12×16,5 см)и расстоянии обзора 25-30 см/0,8-1 фут.Конструкция объективов EF обеспечиваетминимальный кружок рассеяниядиаметром 0,035 мм; это значениеиспользуется при расчете различныхпараметров, в частности, глубинырезкости.

Глубина резкостиОбласть спереди и сзади от объекта,в которой фотографическое изображениевыглядит резким при условиифокусировки на данном объекте. Другимисловами - область резкости спередии сзади от объекта, в которой размытостьизображения не выходит за пределы,определяемые допустимым кружкомрассеяния. Глубина резкости зависит отфокусного расстояния объектива,значения апертуры и съемочногорасстояния; если эти значения известны,можно приблизительно оценить глубинурезкости по следующим формулам.

Передняя глубина резкости = d·F·a2/(f2 + d·F·a)Задняя глубина резкости = d·F·a2/(f2 — d·F·a)f - фокусное расстояние; F - число F; d - диаметр минимального кружка рассеянияa - расстояние до объекта (от первойглавной точки)

Если известно гиперфокальноерасстояние, можно такжевоспользоваться следующими формулами.В общей фотографии глубина резкостихарактеризуется следующими свойствами.a Глубина резкости возрастает приуменьшении фокусного расстоянияи убывает при увеличении фокусногорасстояния.b Глубина резкости возрастает приуменьшении апертуры и убывает приувеличении апертуры.c Глубина резкости возрастает приувеличении съемочного расстоянияи убывает при уменьшении съемочногорасстояния.d Передняя глубина резкости меньшезадней глубины резкости.

Глубина фокусаОбласть спереди и сзади от фокальной плоскости, в которой прифотографировании можно получить резкоеизображение. Глубина фокуса одинаковас обеих сторон плоскости изображения(фокальной плоскости), не зависит отфокусного расстояния объектива и равна

произведению минимального кружкарассеяния на число F. В современныхзеркальных камерах с автоматическимнаведением на резкость фокусировкаосуществляется путем определениясостояния фокуса в плоскости изображения(фокальной плоскости) с помощьюоптически эквивалентного датчика(с коэффициентом увеличения 1:1),расположенного вне фокальной плоскости, иавтоматического управления объективом,обеспечивающего локализацию изображенияобъекта в области глубины фокуса.

Гиперфокальное расстояниеИсходя из концепции глубины резкости, помере фокусировки объектива навсе более удаленных объектах наступаетмомент, когда дальняя граница глубинырезкости совпадает с «бесконечноудаленной точкой». Съемочноерасстояние, измеренное в этот момент, т.е.наименьшее съемочное расстояние, прикотором «бесконечно удаленная точка»находится в пределах глубины резкости,называется гиперфокальнымрасстоянием. Гиперфокальное расстояниеможно определить следующим образом.

Таким образом, при настройке объективана гиперфокальное расстояние ближняяграница глубины резкости находитсяна расстоянии, равном половинегиперфокального расстояния, а дальняя -в бесконечно удаленной точке. Этотспособ поз-воляет задать большую глубинурезкости, при которой не требуетсяфокусиров-ка объектива, что особенноудобно при работе с широкоугольнымиобъективами.(Например, еслидля объективаEF 20mm f/2.8USM настроитьзначение f/16и задать съемоч-ное расстояние,равное гипе-рфокальномурасстоянию, - приблизительно 0,7 м/2,3 фута,изображение объекта получится резкимв том случае, если расстояние от этогообъекта до камеры находится в диапазонеот приблизительно 0,4 м/1,3 фута добесконечности.)

Рис. 15. Взаимосвязь идеального фокуса,допустимого кружка рассеяния и глубинырезкости

Рис. 16. Глубина резкости и глубина фокуса

Фото 1. Настройка нагиперфокальноерасстояние

Гиперфокальноерасстояние =

f2 f - фокусное расстояние; F - число F

d•число F d - минимальный кружок рассеяния диаметр

Рис. 17. Взаимосвязь между глубиной фокусаи апертурой

Линза Идеальный фокус

Глубина фокуса

Передняя глубина

резкостиЗадняя глубина

резкости

Допустимый кружок рассеяния

Предельное расстояние доближней точки

=

гиперфокальное расстояние ×съемочное расстояние

гиперфокальное расстояние +съемочное расстояние

гиперфокальное расстояние ×съемочное расстояние

гиперфокальное расстояние -съемочное расстояние

(Съемочное расстояние – расстояние от фокальной плоскости до объекта)

Предельноерасстояние додальней точки

=

Глубина резкости Глубина фокуса

Минимальный кружок рассеяния

Дальняя точкаБлижняя точка

Задняяглубинарезкости

Передняяглубина резкости

Расстояние доближней точки

Расстояние до дальней точки

Расстояние до объекта

Съемочное расстояние

Фокальная плоскость

Задняяглубинафокуса

Перед-няя глу-бинафокуса

Расстояниедо изображения

50 мм f/1,8

f/1,8

Апертура

Глубина фокуса примаксимальной апертуре

Допустимыйкружок рассеяния

f/5,6

Апертура

Глубинафокуса приf/5,6

Допустимыйкружок рассеяния

197

АберрацияИзображение, сформированное идеаль-ным фотографическим объективом,обладало бы следующими характе-ристиками.a Образом точки была бы точка.b Образом плоскости (например,стены), перпендикулярной к оптическойоси, была бы плоскость.c Сформированное изображение имелобы в точности ту же форму, что и объектсъемки.Для выразительности изображения важнотакже то обстоятельство, что такойобъектив обеспечивал бы точнуюцветопередачу. Если в формированииизображения участвуют только световыелучи, входящие в объектив вблизиоптической оси, а свет являетсямонохроматическим (одной конкретнойдлины волны), можно реализоватьхарактеристики объектива, практически неотличающиеся от идеальных. Однако приработе с реальными фотографическимиобъективами, когда для получениядостаточной яркости установлено большоезначение апертуры и в объектив поступаетсвет от всех участков изображения (а нетолько от расположенных вблизи оптическойоси), добиться указанных выше условийочень трудно в связи со следующимипрепятствиями.V Поскольку большинство объективовсостоит исключительно из линз сосферическими поверхностями, изображение,сформированное световыми лучами изодной точки объекта, не является идеальнойточкой. (Это неустранимая особенностьсферических поверхностей.)V Положение фокуса зависит от типасветового излучения (т.е. от длины волны).V Дополнительные требования возникаютв связи с изменением угла зрения (особеннов широкоугольных объективах, зум-объективах и телеобъективах).Различие между идеальным и фактическимизображениями, обусловленное указаннымивыше факторами, обозначается общимтермином «аберрация». Таким образом, приконструировании высококачественныхобъективов конечной целью являетсяминимизация аберрации, т.е. получениеизображения, максимально приближенногок идеальному. Явление аберрацииподразделяется на два обширных класса -хроматическая аберрация и монохро-матическая аберрация → Хроматическаяаберрация → Пять видов аберрацииЗейделя

Хроматическая аберрацияПри прохождении через призму белогосвета (свет воспринимается как белыйв том случае, если входящие в его составразличные цвета равномерно перемешаныи поэтому не различаются глазом),например солнечного света, наблюдаетсяспектр радуги. Это явление обусловленотем, что показатель преломления призмы(и степень дисперсии) зависит от длиныволны (короткие волны преломляютсясильнее, чем длинные). Хотя это явлениенаиболее заметно в призме, оно возникаеттакже в фотографических объективах;поскольку оно связано с различием длинволн, его называют хроматическойаберрацией. Существует два типахроматической аберрации: «осеваяхроматическая аберрация», при которойположение фокуса на оптической осизависит от длины волны, и «хроматическаяразность увеличения», при которойувеличение изображения в периферийнойобласти зависит от длины волны. Нафотографиях осевая хроматическаяаберрация проявляется в видеразмывания цветов и цветных бликов,а хроматическая разность увеличения -в виде цветной окантовки (цветныеполосы по краям). Хроматическаяаберрация в фотографическом объективеисправляется путем сочетания различныхтипов оптического стекла с разнымихарактеристиками преломленияи дисперсии. Поскольку с увеличениемфокусного расстояния действиехроматической аберрации усиливается,точная коррекция хроматическойаберрации для получения изображениявысокой резкости особенно важна всупертелеобъективах. При использованииоптического стекла возможная степеньточности коррекции ограничена; однакос помощью кристаллов ручной работы,например, флюорита или стекла UD,можно добиться существенного повышениякачества изображения. Осевая хрома-тическая аберрация называется также«продольной хроматической аберрацией»(так как она характеризуется продольнойориентацией относительно оптической оси),а хроматическая разность увеличения -«поперечной хроматической аберрацией»(характеризуется поперечной ориентациейотносительно оптической оси).

Примечание. Хотя хроматическаяаберрация наиболее заметна при съемкена цветную пленку, она влияет и на черно-белые изображения, проявляясь в видеснижения резкости.

Ахроматический объективОбъектив, исправляющий аберрацию для света двух длин волн. При рассмотрениифотографических объективов пред-полагается, что эти длины волн относятсяк желтому и сине-фиолетовому диапазонам.

Апохроматический объективОбъектив, исправляющий хроматическуюаберрацию для света трех длин волн;значительное сокращение аберрациидостигается главным образомв дополнительном спектре. Примерамиапохроматических объективов являютсясупертелеобъективы EF.

Пять видов аберрации ЗейделяВ 1856 г. немецкий ученый Зейдель,проанализировав аберрацию монохро-матического света (одной длины волны)в объективе, обнаружил пять видоваберрации. Эти виды аберрации,описание которых приведено ниже,известны как пять видов аберрацииЗейделя.

a Сферическая аберрацияОпределенная степень этой аберрациинаблюдается во всех объективах,состоящих исключительно изсферических элементов. Сферическаяаберрация заключается в том, чтопараллельные световые лучи,проходящие вблизи края объектива,сходятся в фокусе ближе к объективу посравнению со световыми лучами,проходящими через центр объектива.(Величина сдвига фокуса вдольоптической оси называется продольнойсферической аберрацией.) В объективах сбольшой апертурой степень сферическойаберрации, как правило, выше. Приналичии сферической аберрациисветовые лучи, проходящие вблизиоптической оси, формируют резкоеизображение точки; однако вкладпериферийных световых лучей приводитк образованию блика (этот бликназывается также ореолом, а его радиус -поперечной сферической аберрацией).Таким образом, сферическая аберрациявлияет на всю область изображения - от

Аберрация объектива

Табл. 1. Аберрации в линзах

Рис. 18. Хроматическая аберрация

Рис. 19. Сферическая аберрация

Аберрации, наблюдаемые в непрерывном спектреW Хроматические аберрации

VОсевая хроматическая аберрация (продольнаяхроматическая аберрация)

VПоперечная хроматическая аберрация(латеральная хроматическая аберрация)

a Сферическая аберрация

b Хроматическая аберрация

c Астигматизм

d Кривизна поля

e Дисторсия

Аберрации, наблюдаемые дляконкретных длинволнW Пять видов аберрации Зейделя

Оптическая ось

Параллельные световые лучи

Поперечная хроматическая аберрация(латеральная хроматическая аберрация)

BYR

RYBТочка объекта, не лежащая на оптической оси

Осевая хроматическая аберрация(продольная хроматическая аберрация)

VЭто происходит потому, что показатель преломленияпризмы изменяется в зависимости от длины волны (цвета).

VЭто явление связано с тем, что фок ус не сконцентрированна одной точке светового луча, а смещен вперед и ли назад.

Образование ореола ––– Изображение с бликом.

198

центра до краев; полученноеизображение характеризуется низкойконтрастностью и выглядит как покрытоетонкой вуалью. Коррекция сферическойаберрации в сферических объективах -очень трудная задача. Как правило, дляэтого применяется комбинация двух линз(выпуклой и вогнутой), котораярассчитывается для определеннойвысоты падения световых лучей(расстояния от оптической оси); однакодля сферических объективов возможнаястепень коррекции ограничена, так что некоторая степень аберрации всегда сохраняется. Эту сохраняющуюсяаберрацию можно в значительнойстепени устранить путем уменьшениядиафрагмы для сокращения количествапериферийного света. Для объективовс большой апертурой единственнымспособом добиться полной компенсациисферической аберрации при максимальномзначении апертуры являетсяиспользование асферической линзы. →Асферическая линза

b Кома, аберрационная комаКома, или аберрационная кома,наблюдается pна периферии изображения,сформированного объективом, для кото-рого исправлена сферическая аберрация;

это явление заключается в том, чтосветовые лучи, входящие в объективвблизи его края под углом, сходятся нев точке, а в области, имеющей формукометы (отсюда название). Кометаориентирована радиально; ее хвост можетбыть направлен к центру или от центраизображения. Смазывание изображениявблизи краев в результате комыназывается пятном комы. Кома, котораяможет наблюдаться даже в объективах,способных правильно воспроизводитьточку в виде точки на оптической оси,объясняется тем, что световые лучи изодной и той же точки, не лежащей наоптической оси, преломляются по-разномув зависимости от того, проходят ли оничерез края объектива или через его центр

(главный световой луч). Кома усиливаетсяс увеличением угла, под которым главныйлуч входит в объектив, и приводитк уменьшению контрастности вблизикраев изображения. До некоторойстепени можно ослабить действие комыпутем уменьшения диафрагмы объектива.Кома может также приводитк образованию бликов в смазанныхобластях изображения, что ухудшаетобщее впечатление от фотографии.Одновременное устранение сферическойаберрации и комы для определенногосъемочного расстояния называетсяапланатизмом, а объектив, обеспечивающийтакое устранение - апланатическим.

c АстигматизмЕсли для объектива исправленысферическая аберрация и кома, точкаобъекта, расположенная на оптическойоси, правильно воспроизводится в видеточки изображения; однако точка объекта,не лежащая на оси, воспроизводится наизображении не в виде точки, а в видеэллипса или линии. Такой тип аберрацииназывается астигматизмом; это явлениеможно наблюдать вблизи краевизображения, слегка перемещая фокусобъектива в положение, в котором точка

Фото 2. На этих фотографиях в увеличенном масштабе показаны объект и окружающая область с фрагментатестовой диаграммы, сфотографированной на пленку с форматом кадра 24x36 мм и отпечатанной нафотобумаге в четверть стандартного формата. Сформированное изображение близко к идеальному

a Пример сферической аберрации b-1 Пример комы, обращенной к центру

Периферийный участок (увеличено)

c Пример астигматизма b-2 Пример комы, обращенной к периферии

Фото 3. Осевая хроматическая аберрация

Фото 4. Поперечная хроматическая аберрация

Рис. 20. Кома

Рис. 21. Астигматизм

Оптическая ось

Пучок параллель-

ных лучей за

пределами оси

VЭто явление заключается в том, что световые лучи,входящие под углом, не сходятся в одной точке на поверхности изображения.

При этом явлении лучи сходятсяв области, напоминающей коме-ту с хвостом.

Кома, обращеннаяк центруКома,обращеннаяк периферии

Сагиттальнаяплоскостьизображения

Меридиональная плоскость изображения

P1

VЭто явление заключаетсяв отсутствии резкого изображенияточки

Главный луч

Оптическаяось

Линза

Po

P

P2

199

объекта воспроизводится в виде резкойлинии, ориентированной вдоль радиусаизображения, а затем снова в другоеположение.

d Кривизна поляЭто явление заключается в том, что прифокусировке на плоской поверхностиизображение не является плоским,а искривлено в виде внутреннейповерхности чаши. Поэтому прифокусировке на центральном участкекадра края получаются размытыми,и наоборот, при фокусировке напериферийном участке размытымполучается центр. Такое искривлениеизображения изменяется главнымобразом при коррекции астигматизма, впроцессе которой создается изображениемежду сагиттальным и меридиональнымизображениями; таким образом, чемвыше степень коррекции астигматизма,тем меньше становится изображение.Поскольку уменьшение диафрагмыпрактически не оказывает испра-вляющего воздействия, различныеспособы коррекции, в частности,изменение формы отдельных линз,входящих в структуру объектива, и выборположения апертуры, применяются на

этапе конструирования объектива; однакоодним из обязательных требований дляодновременной коррекции астигматизмаи искривления изображения являетсяусловие Петцваля (1843). Это условиезаключается в том, что сумма обратныхвеличин к произведениям показателейпреломления отдельных линз на ихфокусное расстояние, вычисленная по всемлинзам в системе линз, должна быть равна0. Эта сумма называется суммой Петцваля.

e ДисторсияОдной из характеристик идеальногообъектива является подобие форм объектаи изображения, формируемого объективом;отклонение от этой характеристики,выражающееся в изгибании прямых линий,называется дисторсией. Растягиваниеформы в направлении диагонального углазрения (+) называется подушкообразнойдисторсией; сжатие формы в этомнаправлении (—) называется бочкообразнойдисторсией. При работе с ультраширо-коугольными объективами одновременноесуществование этих видов дисторсиинаблюдается редко. Такое явление, какправило, не возникает в объективах,в которых конфигурация относительногоположения линз строится на основе границы

диафрагмы, но часто возникает вобъективах асимметричного типа. Типичныезум-объективы, как правило, характе-ризуются бочкообразной дисторсией прималых значениях фокусного расстоянияи подушкообразной дисторсией при большихзначениях (в процессе зумированияхарактеристики дисторсии несколькоизменяются); высокая степень коррекциидостигается в том случае, если в состав зум-объектива входит асферическая линза(такие линзы эффективно устраняютдисторсию). Это различие обусловленоразличием в преломлении главных лучей,проходящих через центр объектива, поэтомуего невозможно устранить путемуменьшения апертуры.

Меридиональная плоскостьПлоскость, в которой лежат главный луч,исходящий из точки за пределамиоптической оси, и оптическая ось,называется меридиональной плоскостью.Позиция, связанная с фокусом посредствомсветового луча, входящего через объективданной формы, называется меридиональнойплоскостью изображения. В этой плоскостиизображения достигается наилучшееизображение концентрических окружностейв кадре. Если сравнить сферическуюповерхность линзы с участком земнойповерхности, а оптическую ось - с осьюЗемли, меридиональная плоскость будетсоответствовать плоскости, в которой лежитземной меридиан; этим объясняется ееназвание. Кривая, отражающаяхарактеристики этой плоскости изображенияна диаграмме характеристик MTF (частотно-контрастная характеристика), частообозначается буквой «M».

Сагиттальная плоскостьПлоскость, перпендикулярная меридиональнойплоскости, называется сагиттальной; в этойплоскости изображения достигаетсянаилучшее изображение радиусов. Термин«сагиттальный» происходит от греческогослова, означающего стрелу. Это названиеобъясняется радиальной формойраспространения фокуса. Позиция, связанная сфокусом светового луча, проходящего черезсагиттальную плоскость и входящего вобъектив, называется сагиттальнойплоскостью изображения; кривая, отражающаяхарактеристики этой плоскости изображенияна диаграмме характеристик MTF (частотно-контрастная характеристика), частообозначается буквой «S».

Пояснения к диаграммам дисторсииНиже приведены указания по считываниюинформации с диаграмм дисторсии,которые содержатся в статьяхо результатах испытаний фотокамерв специализированных изданиях.

V Диаграмма характеристиксферической дисторсии (диаграмма 1)По вертикальной оси диаграммыоткладывается высота точки входа надосью системы линз (расстояние от центракадра вдоль диагонали), а погоризонтальной оси - смещение точки

Рис. 22. Кривизна поля Рис. 23. Дисторсия

Фото 5. Пример кривизны поля Фото 7. Пример дисторсии

При фокусировке на центре экрана углы оказываются нев фокусе.

+•Подушкообразная дисторсия

Фото 6. Пример кривизны поля Фото 8. Пример дисторсии

При фокусировке на углах экрана центр оказывается нев фокусе.

-•Бочкообразная дисторсия

Поверхность объекта

Объект

VИдеальный объектив, не дающий искривленияизображения

Фокальная поверхность

VИскривление изображения

Это явление заключается в том, что поверхностьизображения в фокусе искривлено.

Объект

Подушкообразная дисторсия (+)

Бочкообразная дисторсия (-)

Линза

Линза

200

изображения, измеренное по формеповерхности пленки. Единица измерения -мм. Знак "—" (минус) на горизонтальнойоси соответствует направлению вперед,а знак "+" (плюс) - направлению назад.В случае идеального объектива графикпредставлял бы собой прямую линию,проходящей через нулевую точкугоризонтальной оси параллельно осивысоты точки входа. Кривая на диаграммеотражает различие между идеальными реальным объективами. Коррекциясферической дисторсии считаетсяудовлетворительной, если в изображениисуществует центральная часть, а приуменьшении диафрагмы объектива фокусперемещается незначительно; в данномслучае средним значениям высоты точкивхода соответствует недостаточнаякоррекция, а максимальному значению -практически полная коррекция (смещениеприближается к нулю).

V Кривая астигматизма (диаграмма 2)По вертикальной оси диаграммыоткладывается осевая высота падения(расстояние от центра изображения) луча,входящего в систему линз, а погоризонтальной оси - величина сдвигаточки изображения, сформированнойв фокальной плоскости. Используютсяте же единицы измерения и знаки, чтои для кривой сферической аберрации.В случае идеального объектива графикпредставлял бы собой прямую линию,проходящую через нулевую точкугоризонтальной оси параллельно осивысоты падения. Различие междуидеальным и реальным объективамиописывается двумя кривыми, одна изкоторых соответствует направлению S(сагиттальная плоскость/радиальноенаправление), а другая - направлению M(меридиональная плоскость/направлениеконцентрических окружностей). При зна-чительном различии между кривыми S и M(астигматическая разность) формированияточки не происходит, и изображениесмазывается. Изображение спереди и сзадиот плоскости формирования изображениясмазано и выглядит неестественным.

V Кривая дисторсии (диаграмма 3)По вертикальной оси диаграммыоткладывается осевая высота падения(расстояние от центра изображения;единицы - мм) луча, входящего в системулинз, а по горизонтальной оси - дисторсияв процентах (%). Кривая показываетразличие между идеальным изображениеми изображением, фактически сформи-рованным в фокальной плоскости. Знак«минус» указывает на отрицательную, илибочкообразную, дисторсию, при которойдлина диагонали реального изображенияменьше длины диагонали идеальногоизображения. Знак «плюс» указывает наположительную, или подушкообразную,дисторсию. В случае идеального объективадисторсия составляла бы ±0% при любойвысоте объекта. Кривые дисторсии для зум-объективов, как правило, указывают набочкообразную дисторсию в положениях,соответствующих широкоугольным объекти-вам, и подушкообразную дисторсию в поло-жениях, соответствующих телеобъективам.

Минимизация воздействия аберрацииПри конструировании современныхобъективов выполняются сложныевычисления и моделирование высокогоуровня на больших вычислительныхмашинах, что позволяет свести к минимумуаберрацию всех типов и добиться высокогокачества формирования изображений.Однако даже эта технология не позволяетполностью устранить все виды аберрации,поэтому все представленные на рынкеобъективы характеризуются некоторойстепенью аберрации. Эта аберрацияназывается остаточной аберрацией. Тип

остаточной аберрации объектива являетсяосновным фактором, определяющимхарактеристики воспроизведения изображе-ний этим объективом, в частности, резкостьи эффект размывания. Поэтому приконструировании современных объективовво многих случаях эффект размываниясоздается преднамеренно (характеристикиизображения за пределами плоскостиформирования изображения); для этого наэтапе конструирования выполняется анализработы объектива с применением компью-терного моделирования. Как указано вышепри описании различных видов аберрации,воздействие некоторых (но не всех) видоваберрации можно ослабить путемуменьшения диафрагмы объектива. Влияниеапертуры на различные виды аберрациипоказано в табл. 2.

Разрешающая способность/ разрешениеРазрешение объектива характеризует егоспособность к воспроизведению точкиобъекта. На разрешение отпечатаннойфотографии влияют три фактора:

Рис. 24. Диаграмма характеристиксферического искажения (диаграмма 1)

Рис. 25 Криваяастигматизма (диаграмма 2)

Кривая дисторсии(диаграмма 3)

Оценка рабочих характеристик объектива

Табл. 2. Взаимосвязь между апертурой и аберрацией

Рис. 26. Диаграммы для измерения разрешения

[мм]

20

10

0-0,2 +0,20

[мм]

[мм] [мм]

20

10

-0,6 +0,60

S M

[мм] -5

10

20

+50 [%]

Диаграмма разрешения с использованием проекции

Диаграмма Хоуллета

Диаграмма разрешения(Коана)

Диаграмма разрешения (JIS)

B

CD

D

B

C

Звезда Сименса

Причина снижения качества изображения

Осевая хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация увеличения

Сферическая аберрация

Кома

Астигматизм

Кривизна поля

Дисторсия

Образование ореолов/бликов

Падение периферийной освещенности

Области на экране, подверженные искажению

Центр и края

Края

Центр и края

Края

Края

Края

Края

Центр и края

Края

Улучшение за счет уменьшения апертуры

Слабый эффект

Эффект отсутствует

Эффект присутствует

Эффект присутствует

Слабый эффект

Слабый эффект

Эффект отсутствует

Эффект отсутствует

Эффект присутствует

201

разрешение объектива, разрешение пленкиили датчика изображений, разрешениепринтера или фотобумаги. Разрешениеоценивается следующим образом: призаданном увеличении фотографируетсядиаграмма, состоящая из групп белыхи черных полос, которые постепенностановятся все более узкими, а затемполученное негативное изображениерассматривается в микроскоп с 50-кратнымувеличением.Разрешение обычно выражается числовымзначением, например 50 линий или100 линий. Это значение соответствуетколичеству линий на 1 мм на участкерисунка, состоящем из наиболее узкихбелых и черных полос, которые отчетливоразличаются на пленке. Для определенияразрешения отдельной линзы используетсяследующий способ: тестовая диаграмма дляопределения разрешения размещаетсяв фокальной плоскости и проецируется наэкран через тестируемую линзу. Числовоезначение разрешающей способностиуказывает только максимально возможнуюстепень разрешения; оно не позволяетопределить четкость разрешенияи контрастность.

КонтрастностьСтепень различия между участкамифотографии с разным уровнем яркости, т.е.степень различия между светлыми

и темными участками. Если различия междучерными и белыми участками воспроизво-дятся отчетливо, контрастность считаетсявысокой; в противном случае - низкой. Какправило, объективы, формирующие высоко-качественные изображения, характери-зуются высоким разрешением и высокойконтрастностью.

MTF (modulation transfer function/частотно-контрастнаяхарактеристика)Частотно-контрастная характеристика - этоспособ оценки работы объектива,заключающийся в определении контра-стностипри воспроизведении, или резкости. Одним изважнейших критериев оценки электрическиххарактеристик аудиоустройств являетсячастотная характеристика. При записи звукаисточника через микрофон и еговоспроизведении через громкоговорителичастотная характеристика отражает степеньточности соответствия воспроизведенного звуказвуку источника. Если воспроизве-денный звукочень близок к звуку источника, устройствоотносится к классу «hi-fi» («высококачественноевоспроизведение»). Рассматривая оптическуюсистему объектива как «систему передачиоптических сигналов» по аналогии с передачейэлектрических сигналов аудиосистемой, можнооценить точность передачи оптических сигналовпутем измерения частотных характеристикоптической системы. В оптической системеаналогом частоты служит «пространственнаячастота», которая указывает количествопериодов (циклов) синусоиды определеннойплотности на 1 мм. В соответствиис определением пространственная частотаизмеряется в линиях на мм. На рис. 27-Aпоказана MTF (частотно-контрастнаяхарактеристика) идеального объектива класса«hi-fi» для некоторой пространственной частоты:выходной сигнал точно соответствует входномусигналу. Принято говорить, что объективы такоготипа обеспечивают контрастность 1:1. Однако всвязи с остаточной аберрацией реальныхобъективов на практике степень контрастностивсегда меньше 1:1. Как показано на рис. 27-D, привозрастании пространственной частоты (т.е. помере того, как черно-белый рисунок,соответствующий синусоидальной волне,становится более плотным) контрастностьубывает; при предельных значенияхпространственной частоты различие междучерными и белыми участками исчезает, ирисунок становится серым (контрастностьотсутствует - 1:0). График на диаграмме 4, где погоризонтальной оси откладываетсяпространственная частота, а по верти-кальной -контрастность, иллюстрирует это явление. Этотграфик обеспечивает непрерывноепредставление воспроизво-димости разрешенияи контрастности (т.е. степени модулирования).Однако на нем предоставлены характеристикитолько одной точки в области изображения;определить характеристики MTF (частотно-контрастная характеристика) для изображенияв целом можно только на основе данных понескольким точкам. Поэтому с цельюопределения представленных в настоящем

руководстве характеристик MTF (частотно-контрастная характеристика) для объективовEF применительно ко всей области изображениявыбраны два типичных значенияпространственной частоты (10 линий/мм и 30линий/мм) и применены сложные технологиикомпьютерного моделирования; результатыпредставлены на графике, где по горизонтальнойоси откладывается расстояние от центраизображения вдоль диагонали, а повертикальной - контрастность.

Пояснения к диаграммам MTF(частотно-контрастная характеристика)На приведенных в настоящем руководстведиаграммах MTF (частотно-контрастнаяхарактеристика) для объективов погоризонтальной оси откладывается высота точкиизображения (высота центра изображенияпринимается равной 0), а по вертикальной оси -контрастность. Характеристики MTF (частотно-контрастная характеристика) представлены длядвух значений пространственной частоты:10 линий/мм и 30 линий/мм. Значенияпространственной частоты для тестовойдиаграммы, значение апертуры объективаи направления в области изображениясм. в следующей таблице.Для получения информации об основныхрабочих характеристиках объектива с помощьюдиаграммы MTF (частотно-контрастнаяхарактеристика) можно воспользоватьсяследующими критериями: чем ближе кривая,соответствующая значению 10 линий/мм, кзначению 1, тем выше контрастность испособность к разделению; чем ближе кривая,соответствующая значению 30 линий/мм,к значению 1, тем выше разрешающаяспособность и резкость. Кроме того, чемменьше различаются характеристики M и S,тем более естественным выглядит размываниефона. Хотя согласованность этиххарактеристик играет важную роль,в большинстве случаев для прогнозированиякачества изображения, воспроизводимогообъективом, достаточно обратить внимание наположение кривой, соответствующейпространственной частоте 10 линий/мм: еслиэта кривая лежит выше значения 0,8, качествоизображения будет отличным, если вышезначения 0,6 - удовлетворительным. Согласноэтому критерию, характеристики MTF(частотно-контрастная характеристика) длясупертелеобъективов EF серии L указывают навысокие показатели качества изображения.

Рис. 27. Принципиальная схема формированияконтрастности

Диаграмма 4. Характеристики MTF (частотно-контрастная характеристика) для одной точкиизображения

Щелевая диаграмма измерения MTF (частотно-контрастная характеристика)

Свет отобъекта(входящий)

Свет,формирующийизображение (исходящий)

Свет отобъекта(входящий)

Свет, форми-рующийизображение (исходящий)

Рис. 27-A

Рис. 27-B

Рис. 27-C

Рис. 27-D

Рис. 27-E

Изображение, воспроизводящее контрастность

Изображение, сформированноесферическим объективомс большой апертурой

Разницав плот-ности

Изображение, сформированноеасферическим объективомс большой апертурой

Диаграмма

Высокая контрастность Низкая контрастность

1

0,5

010 30 50

A

BC

Пространственная частота (линий/мм)

Контрастн

ость

0

202

Цветовой балансТочность соответствия цветов нафотографии, полученной с помощью данногообъектива, цветам объекта съемки. Во всехобъективах EF цветовой баланс основан наэталонных значениях, рекомендованныхМеждународной организацией постандартизации (ISO), и поддерживаетсяв пределах строгого диапазона допусков,более узкого по сравнению с диапазономдопустимых значений CCI, соответствующимстандартам ISO. → CCI

CCI (индекс вклада цвета)В цветной фотографии на цветопередачувлияют три фактора: цветовыехарактеристики пленки или цифровойсистемы формирования изображений;цветовая температура источника света,освещающего объект съемки;характеристики пропускания света черезобъектив. Индекс вклада цвета (CCI)указывает «степень колебаний цвета засчет эффекта фильтрации, вызванногоразличиями между линзами» прииспользовании стандартной пленкии источника света и обозначается тремячислами в формате 0/5/4. Эти три числапредставляют собой относительныезначения, выраженные в виде логарифмовкоэффициентов пропускания объектива длядлин волн, соответствующих тремсветочувствительным эмульсионным слоямпленки - сине-фиолетовому/зеленому/красному;чем больше коэффициент пропускания, тембольше соответствующее числовоезначение. Однако фотографическиеобъективы поглощают большую частьизлучения в ультрафиолетовом диапазоне,поэтому значение, соответствующеекоэффициенту пропускания сине-фиолетового цвета, как правило, равнонулю; таким образом, цветовой балансоценивается путем сравнения значений,соответствующих зеленому и красномуцветам, с эталонными значениями ISO дляобъективов. Для задания эталонныхзначений ISO, характеризующихпропускание света объективами, былприменен предложенный Японией методвычисления средних значенийкоэффициента пропускания для 57стандартных объективов, представляющих

пять моделей типичных изготовителейобъективов, включая компанию Canon.В результате было получено рекомендованноеэталонное значение 0/5/4, котороеиспользуется в справочных целяхизготовителями пленок при проектированиихарактеристик цветовоспроизведения дляцветных пленок. Другими словами, еслихарактеристики пропускания светаобъективом не соответствуют эталоннымзначениям ISO, показатели цветовоспроиз-ведения для цветной пленки неизбежнобудут отличаться от запланированныхизготовителем.

Периферийная освещенностьЯркость объектива определяется числомF, однако это значение характеризуеттолько яркость в положении оптическойоси, т.е. в центре изображения. Яркость(освещенность поверхности изображения)по краям изображения называетсяпериферийной освещенностью и выра-жается в процентах (%) от освещенностив центре изображения. На периферийнуюосвещенность влияет виньетированиеобъектива, а также закон cos4 (косинусв четвертой степени); она всегда нижеосвещенности в центре изображения.→Виньетирование, закон Cos4

Оптическое виньетированиеВходящие в объектив световые лучи откраев кадра частично блокируютсярамками линз спереди и сзади отдиафрагмы; это приводит к тому, чтов отверстие, определяемое значениемэффективной апертуры (диаметромдиафрагмы), проходят не все лучи,и освещенность в периферийных областяхизображения падает. Виньетированиеэтого типа можно устранить путемуменьшения диафрагмы объектива.

Закон косинусаЗакон косинуса утверждает, что падениеосвещенности на периферийных участкахизображения возрастает по мереуменьшения угла зрения, даже в том случае,если конструкция объектива полностьюисключает виньетирование. Периферийныеучастки изображения формируютсягруппами световых лучей, входящихв объектив под некоторым угломк оптической оси, и степень паденияосвещенности пропорциональна косинусуэтого угла в четвертой степени. Посколькуэто соотношение является законом физики, изменить его невозможно.

A. Высокая разрешающая способность, высокая контрастность

B. Высокая контрастность, низкая разрешающая способность

C. Высокая разрешающая способность, низкая контрастность

Табл. 3.

Диаграмма 5. Характеристики MTF (частотно-контрастная характеристика)

Диаграмма 7. Коэффициент освещенностив плоскости изображения, характеризующийпериферийную освещенность

Диаграмма 6. Диапазон допусков ISOв координатах CCI

Рис. 28. Виньетирование

10 линий/мм

Пространственнаячастота

Максимальная апертура F 8

MSMS

30 линий/мм

0 5 10 15 20

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Желтый

Зеленый

Голубой

1,0

Крас-ный

Исходный

0/0/0

Синий Мали-новый

R

S

B

G

1,01,0

100

50

00 10

f/8

20Высота изображения [мм]

[%]

f/2,8

Передняя рамка Задняя рамкаДиафрагма

Периферийный

световой луч

Центральный световой луч

203

Однако в широкоугольных объективахс большим углом зрения можно предотвратитьснижение периферийной освещенностипутем повышения эффективности апертуры(отношения площади входного зрачка на осик площади выходного зрачка за пределамиоси).

Аппаратное виньетированиеЯвление, заключающееся в частичномблокировании входящего в объектив светамеханическими препятствиями, напримерсветозащитной блендой объектива илирамкой светофильтра, и приводящеек тому, что углы изображения становятсяболее темными или изображение в целом- более светлым. Ухудшение качестваизображения в связи с препятствиямилюбого рода, блокирующими световыелучи, которые должны достигатьизображения, обозначается общимтермином «экранирование».

БликиСвет, отраженный от поверхностей линз,внутренней поверхности тубуса объективаили внутренних стенок зеркальногобокса камеры и достигающий пленки илидатчика изображения, может приводитьк образованию вуали на всем изображенииили на его участках и к снижению резкостиизображения. Дефекты, вызванныеотраженным светом, называются бликами.Хотя блики можно в значительной степениослабить путем нанесения покрытия наповерхность линз и принятия различныхмер, направленных на уменьшениеотражательной способности тубусаобъектива и стенок фотокамеры,обеспечить полное отсутствие бликовнезависимо от объекта съемки невозможно.

Поэтому рекомендуется по возможностииспользовать светозащитную блендуобъектива. Термином «блики» обозначаюттакже эффекты размывания и образованияореола, вызванные сферическойаберрацией или комой.

Паразитное изображениеРазновидность бликов, возникающая приналичии в кадре солнца или другого мощногоисточника света, когда сложнаяпоследовательность отражений отповерхностей линз приводит к появлению наизображении отчетливого отраженияв позиции, симметричной по отношениюк источнику света. Паразитные изображениявыделяются в особую категорию средипрочих бликов в связи с характерным«призрачным» внешним видом. Паразитныеизображения, вызванные отражениями отповерхностей спереди от апертуры, имеютформу апертуры; в результате отраженийсзади от апертуры формируютсяпаразитные изображения, выглядящие какнесфокусированные области световойвуали. Поскольку паразитные изображениямогут возникать и в том случае, еслимощный источник света находится запределами кадра, для блокировкипостороннего света рекомендуетсяиспользовать светозащитную бленду илидругое экранирующее устройство.Возможность появления паразитныхизображений при съемке можно проверитьзаранее; для этого следует, воспользо-вавшись предусмотренной в фотокамерефункцией контроля глубины резкости,уменьшить диафрагму объектива дозначения апертуры, которое фактическибудет использоваться в момент экспозиции,и посмотреть в видоискатель.

ПокрытиеПри прохождении света через линзу безпокрытия приблизительно 5% светаотражается на границе линзы с воздухом навходе и выходе в связи с различиемпоказателей преломления. Помимоснижения общего количества проходящегочерез объектив света в результате такогоотражения, повторяющиеся отражениямогут привести к формированиюнежелательных бликов и паразитныхизображений. Во избежание отражениясвета на линзы наносится специальноепокрытие. Путем вакуумного напылениялинза покрывается пленкой, толщинакоторой равна 1/4 длины волнысоответствующего цвета; материал пленки(например, фторид магния) должен иметьпоказатель преломления √n, где n -показатель преломления для стекла, изкоторого изготовлена линза. Одиночноепокрытие влияло бы только на светопределенной длины волны; поэтому налинзы объективов EF путем вакуумногонапыления наносится многослойноепленочное покрытие, которое фактическиснижает степень отражения для всех длинволн в диапазоне видимого света до 0,2-0,3%.

Однако покрытие наносится на линзы нетолько с целью предотвращения отражения.Нанесение на разные линзы покрытия,изготовленного из веществ с разнымисвойствами, играет важную рольв обеспечении оптимальных характеристиксветового баланса для системы линзв целом.

Оптическое стеклоОптическое стекло специальнопредназначено для изготовлениявысокоточных оптических изделий -фотографических объективов, объективоввидеокамер, телескопов и микроскопов.В отличие от обычного стекла, оптическоестекло обладает неизменными и точнымихарактеристиками преломления и дисперсии(точность до шести десятичных знаков);к нему предъявляются строгие требования,касающиеся прозрачности и отсутствиядефектов - свили, искривления и пузырей.Оптическое стекло классифицируетсяв соответствии с его составом и оптическойпостоянной (числом Аббе); в настоящеевремя изготавливается более 250 типовоптического стекла. В высококачественныхобъективах используются оптимальныесочетания различных типов оптическогостекла. Стекло с числом Аббе 50 или менееназывается флинтгласом (F), а стеклос числом Аббе более 55 - кронгласом (K).Каждый из этих типов стеклаподразделяется на более узкие типы поразличным параметрам, таким какплотность; каждому типу присвоенсоответствующий серийный номер.

Число АббеЧисловой показатель дисперсии оптическогостекла, обозначаемый греческой буквой ν.Называется также оптической постоянной.Число Аббе определяется по следующейформуле, в которую входит показательпреломления для трех линий Фраунгофера:F (синий), d (желтый) и c (красный).

Число Аббе = νd = nd — 1/nF — nc

Линии ФраунгофераЛинии поглощения, открытые в 1814 г.немецким физиком Фраунгофером (1787-1826); эти линии, составляющие спектрпоглощения в непрерывном спектресолнечного света, возникают в результатевоздействия газов в атмосферах Солнцаи Земли. Поскольку каждой линиисоответствует определенная длина волны,эти линии используются в качестве эталонапри определении цветовых (связанныхс длиной волны) характеристик оптическогостекла. Показатель преломления дляоптического стекла измеряется на основедевяти длин волн, выбранных среди линийФраунгофера (см. табл. 4). Эти же длиныволн используются в вычислениях,выполняемых для коррекции хроматическойаберрации при конструировании объективов.

Диаграмма 8. Периферийное снижениеосвещенности по закону косинуса

Оптическое стекло

Рис. 29. Образование бликов и ореолов

Коэффициент освещенности

Равномерная яркость

Объектив

wP

a

a'

p'

100(%)

50

00 10 20 30 40 50 60 70

Угол падения

Правильноеизображение

Правильноеизображение

БликиОбъектив

Объектив

Побочное изобра-жение

204

ФлюоритФлюорит характеризуется крайне низкимипоказателями преломления и дисперсии посравнению с оптическим стекломи обладает необычными характеристикамипарциальной дисперсии, поэтому егоиспользование в сочетании с оптическимстеклом позволяет добиться практическиполного устранения хроматическойаберрации. Эти свойства флюоритаизвестны давно: в 1880 г. природныйфлюорит уже применялся на практике приизготовлении объективов микроскопов.Однако практическое применениеприродного флюорита для изготовленияфотографических объективов невозможно,так как он встречается только в видеобломков малого размера. В 1968 г. компанииCanon удалось обойти это затруднение: былавнедрена технология изготовления большихискусственных кристаллов, позволяющаяшироко применять флюорит в производствефотографических объективов.

Линза UDЛинза, изготовленная из специальногооптического стекла, по оптическимхарактеристикам близкого к флюориту.Линзы UD особенно эффективно устраняютхроматическую аберрацию в супер-телеобъективах. Две линзы UD по своимхарактеристикам равнозначны одной линзеиз флюорита. Аббревиатура «UD» означает«сверхнизкая дисперсия».

Стекло без содержания свинцаИспользование оптического стекла, несодержащего свинца, способствуетуменьшению вредного воздействия наокружающую среду. Свинец входит в составоптического стекла различных типов,поскольку он повышает характеристикипреломления. Хотя свинец не выделяется изстекла, в котором он содержится, он все жепредставляет угрозу для окружающейсреды, так как попадает в нее в видеотходов при шлифовании и полировкестекла. С целью исключить использованиесвинца из производственных процессовкомпания Canon совместно с изготовителемстекла разработала технологию получениястекла без содержания свинца; в настоящеевремя объективы из стекла, содержащегосвинец, снимаются с производства. В стеклобез содержания свинца добавляется титан,который, в отличие от свинца, не

представляет опасности для окружающейсреды и здоровья людей, но обеспечиваеттакие же оптические характеристики, что и утрадиционных стекол, содержащих свинец.

Форма линз

Линзы ФренеляОдин из типов собирающих линз; такиелинзы формируются путем точногоразделения выпуклой поверхности плоско-выпуклой линзы на большое количествоконцентрических кольцеобразных линз,комбинирование которых позволяетзначительно уменьшить толщину линзы присохранении свойств выпуклой линзы.В зеркальной камере для эффективногонаправления рассеянного света в окулярсторона фокусировочного экрана,противоположная матовой поверхности,имеет форму линзы Френеля с шагом0,05 мм. Кроме того, линзы Френеля частоиспользуются во вспышках: на этоуказывают концентрические окружности,которые можно увидеть на беломрассеивающем экране лампы вспышки.Проекционный объектив, используемый дляпроецирования света в маяках,представляет собой пример гигантскойлинзы Френеля.

Асферические объективыФотографические объективы, как правило,состоят из нескольких линз, каждая изкоторых, если не указано иное, имеетсферические поверхности. Вследствиесферической формы всех поверхностейкоррекция сферической аберрациив объективах с большой апертуройи дисторсии в сверхширокоугольныхобъективах является крайне труднойзадачей. Специальная линза с идеальнойповерхностью для коррекции этих видоваберрации, т.е. с поверхностью свободных

кривых (такая поверхность не являетсясферической), называется асферическойлинзой. Теория асферических линз и ихпрактическое значение были известны ещена ранних этапах истории изготовления линз,однако вследствие огромной сложностипрактической обработки и измеренияасферических поверхностей производствоасферических линз было налажено тольков относительно недавнее время. Первымфотографическим объективом длязеркальной камеры, содержащим асфери-ческую линзу большого диаметра, сталобъектив FD 55mm f/1.2AL, выпущенныйкомпанией Canon в марте 1971 г. Благодаряпоследующим революционным достижениямтехнологии производства, в современныхобъективах EF компании Canon широкоприменяются асферические линзыразнообразных типов: асферические линзыиз шлифованного и полированного стекла,асферические линзы, изготавливаемыепутем сверхточного литья (GMo),композитные асферические линзыи дублирующие асферические линзы.

Воздушная линзаВоздушные зазоры между стекляннымилинзами, входящими в составфотографического объектива, можнорассматривать как линзы из стекла с такимже показателем преломления, чтои у воздуха (1,0). Воздушный зазор,рассматриваемый в рамках этой концепции,называется воздушной линзой. Посколькулучи преломляются в воздушной линзепротивоположным образом по сравнению состеклянной линзой, воздушный зазорвыпуклой формы действует как вогнутаялинза, воздушный зазор вогнутой формы -как выпуклая линза. Этот подход былвпервые предложен сотрудником германскойкомпании Goerz Эмилем фон Хёгом в 1898 г.

Реальные фотографическиеобъективыИзображение объекта в увеличительномстекле часто характеризуется искажениямиформы или цвета по краям объекта приправильном воспроизведении его центра.Это наблюдение свидетельствует о том, чтоодиночная линза вследствие аберрацииразличных видов не в состояниивоспроизвести изображение, одинаковочеткое на всех его участках. Поэтому длядостижения достаточного уровня резкостиво всей области изображенияфотографические объективы составляютсяиз нескольких линз, различающихся поформе и другим характеристикам.В брошюрах и руководствах по эксплуатациив разделе технических характеристик

Табл. 4. Длины световых волн и линии спектра

Форма линз и основы строения объективов

Рис. 32. Принципиальная схема воздушной линзы

Рис. 31. Линзы Френеля

Рис. 30. Линзы различной формы

Примечание: 1 нм = 10-6мм

Кодлиний спектра

Длина волны (мм)

Цвет

i

365,0

Ультрафио-летовый

h

404,7

Фиолето-вый

g

435,8

Сине-фио-летовый

F

486,1

Синий

e

546,1

Зеленый

d

587,6

Желтый

c

656,3

Красный

r

706,5

Красный

t

1014

Инфра-красный

Кодлиний спектра

Длина волны (мм)

Цвет

Плосковыпуклаялинза

Двояковыпуклая линза

Выпуклый мениск

Плосковогнутая линза

Двояковогнутая линза

Вогнутый мениск

M L H

↑L (воздушный

зазор)

MH

205

приводится базовая конструкция объективас указанием входящих в ее составэлементов и групп. На рис. 33 в качествепримера показан объектив EF 85mm f/1.2L IIUSM, состоящий из 8 элементов и 7 групп.

Основы конструкции объективовДля объективов общего назначенияс фиксированным фокусным расстояниемприменяется пять базовых конструкций.a простейший одинарный тип — объективпредставляет собой одну линзу или парусоединенных линз. b и c - двойной тип;объектив состоит из двух независимых линз.d - тройной тип; объектив состоит из трехнезависимых линз, расположенныхв следующем порядке: выпуклая - вогнутая -выпуклая. e - симметричный тип; объективобразован двумя группами линз одинаковойформы и конфигурации, расположеннымисимметрично относительно диафрагмы;каждая группа может состоять из одной илинескольких линз.

V Объективы с фиксированнымфокусным расстояниемa Симметричные объективыВ объективах этого типа группа линз,расположенная за диафрагмой, имеетприблизительно такую же формуи конфигурацию, что и группа линз переддиафрагмой. Симметричные объективыв свою очередь подразделяются на

различные типы: «Гаусс», «триплет»,«Тессар», «Топкон», «ортометр» и т.п.В настоящее время среди указанных типовнаиболее широко применяются тип «Гаусс»и его модификации, посколькусимметричная конструкция объективовэтого типа обеспечивает сбалансированнуюкоррекцию аберрации всех видов; крометого, для таких объективов можно добитьсясравнительно большой величины заднегоотрезка. При разработке объектива 50mmf/1.8, выпущенного компанией Canonв 1951 г., было достигнуто устранение комы,которая в то время являлась единственнымнедостатком объективов типа «Гаусс»;существенное улучшение рабочих хара-ктеристик позволяет рассматривать этумодель как поворотный пункт в историиконструирования объективов. Конструкциятипа «Гаусс» используется в объективахEF 50mm f/1.4 USM, EF 50mm f/1.8 IIи EF 85mm f/1.2L II USM, выпускаемыхкомпанией Canon в настоящее время.Симметричные конструкции типа «Тессар»и «триплет» применяются в настоящеевремя в компактных фотокамерах,снабженных объективами с фиксированнымфокусным расстоянием.

b ТелеобъективыВ обычных фотографических объективахобщая длина объектива (расстояние отвершины самой передней линзы дофокальной плоскости) превышает фокусноерасстояние. Если бы эта закономерностьсохранялась для объективов с оченьбольшим фокусным расстоянием, такиеобъективы были бы громоздкимии неудобными в использовании. Длясохранения удобного размера объектива прибольшом фокусном расстоянии за главнымвыпуклым (собирающим) блоком линзрасполагается вогнутый (рассеивающий)блок линз; длина объектива такойконструкции меньше фокусного расстояния.Объективы такого типа называютсятелеобъективами. Вторая главная точкав телеобъективах расположена спереди отсамой передней линзы.

V Характеристическое соотношениедля телеобъективовОтношение общей длины телеобъективак его фокусному расстоянию называетсяхарактеристическим соотношением для

телеобъектива. Другими словами, этосоотношение равно расстоянию от вершинысамой передней линзы до фокальной плос-кости, деленному на фокусное расстояние.Для телеобъективов это значение меньшеединицы. Например, для телеобъективаEF 300mm f/2.8L IS USM характеристическоесоотношение равно 0,94, а для теле-объектива EF 600mm f/4L IS USM - 0,81.

c Ретрофокусные объективыШирокоугольные объективы обычнойконструкции невозможно использоватьв зеркальных камерах, так как онипрепятствовали бы качательному движениюзаднего зеркала вверх и вниз вследствиемалого значения заднего отрезка. Поэтомуширокоугольные объективы для зеркальныхкамер конструируются противоположнымобразом по отношению к телеобъективам:рассеивающий блок линз располагаетсяперед собирающим блоком линз. В такойконструкции вторая главная точка находитсяза объективом (между самой задней линзойи плоскостью пленки), и значение заднегоотрезка больше фокусного расстояния.Объективы такого типа, как правило,называются ретрофокусными объективамипо наименованию изделия, выпускаемомуфранцузской компанией Angenieux.В оптической терминологии такие объективыназывают обращенными телеобъективами.

d Зум-объективы, состоящие изчетырех групп линзТрадиционная конфигурация зум-объективов предусматривает четыре группылинз с четким разделением функций (группафокусировки, группа настройки увеличения,группа коррекции и группа формированияизображения). Две группы - группанастройки увеличения и группа коррекции -перемещаются в процессе зумирования.Поскольку такая конструкция позволяетдостичь высокого коэффициентаувеличения, она широко используетсяв объективах кинокамер и телеобъективахзеркальных фотокамер. Однако в связис трудностями, возникающими при констру-ировании компактных зум-объективов, онавсе реже используется в современных зум-объективах (кроме телеобъективов).

e Короткие зум-объективыРазъяснение → стр.175

Рис. 33. Конструкция объектива EF 85mmf/1.2L@USM

Рис. 36. Телеобъектив

Рис. 35. Стандартные типы фотографическихобъективов

Рис. 37. Обращенные телеобъективы (Ретрофокусные объективы)

Рис. 34. Основные группы объективов

Зум-объективы

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7

(Элементы)

(Группы)

Группа 1

Группа 2

Группа 3

Группа 4

Группа 5

Тип «Tриплет» Тип «Тессар»

Тип «Гаусс» Тип «Топогон»

Стандартные типыфотографических объективов

206

f Зум-объективы, состоящие избольшого количества групп линзРазъяснение → стр.175

Фокусировка и способы перемещенияобъективаСпособы перемещения объектива дляфокусировки можно подразделить на пятьобширных категорий, описание которыхприведено ниже.

a Прямолинейное выдвижение всегообъективаВ процессе фокусировки вся оптическаясистема объектива перемещается впереди назад по прямой. Это простейший типфокусировки; он применяется главнымобразом в стандартных широкоугольныхобъективах с фиксированным фокуснымрасстоянием, таких как EF 15mm f/2.8Fisheye EF 50mm f/1.4 USM, TS-E 90mm f/2.8 идругие объективы EF.

b Прямолинейное выдвижениепередней группы линзВ процессе фокусировки задняя группа линзостается неподвижной, а передняя группаперемещается вперед и назад по прямой.Примеры объективов с прямолинейнымвыдвижением передней группы линз:EF 50mm f/2.5 Compact Macro, MP-E 65mmf/2.8 Macro Photo и EF 85mm f/1.2L II USM.

c Вращательное выдвижениепередней группы линзВ процессе фокусировки секция тубусаобъектива, содержащая переднюю группулинз, вращается, обеспечивая тем самымперемещение передней группы впереди назад. Фокусировка этого типаиспользуется только в зум-объективахи никогда не встречается в объективахс фиксированным фокусным расстоянием.Типичными примерами объективов,в которых применяется этот способ, служатобъективы EF 28-90mm f/4-5.6 III, EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM, EF 90-300mm f/4.5-5.6USM и другие объективы EF.

d Внутренняя фокусировкаФокусировка осуществляется за счетперемещения одной или нескольких групплинз, расположенных между переднейгруппой линз и диафрагмой. → стр.176

e Задняя фокусировкаФокусировка осуществляется за счет пере-мещения одной или нескольких групп линз,расположенных за диафрагмой. → стр.177

Система с подвижными компонентамиВ такой системе расстояние междунекоторыми линзами изменяется взависимости от степени выдвижения, чтопозволяет компенсировать колебанияаберрации, связанные с расстоянием откамеры до объекта. Эта конструкцияназывается также механизмом компенсацииближней аберрации. → стр.177

Расстояние от камеры до объектаРасстояние от фокальной плоскости обобъекта. Положение фокальной плоскостиуказано на верхней панели большинствафотокамер символом « ».

Расстояние до объектаРасстояние от передней главной точкиобъектива до объекта.

Расстояние до изображенияРасстояние от задней главной точкиобъектива до фокальной плоскости прифокусировке объектива на объекте, распо-ложенном на определенном расстоянии.

Степень выдвиженияДля объективов, фокусируемых путемперемещения оптической системы какцелого, - величина необходимого сдвигаобъектива, первоначально сфокусированногона бесконечно удаленной точке, дляфокусировки на объекте, которыйрасположен на ограниченном расстоянии.

Механическое расстояниеРасстояние от переднего края тубусаобъектива до фокальной плоскости.

Рабочее расстояниеРасстояние от переднего края тубусаобъектива до объекта. Этот показательособенно важен при съемке крупногоплана или с большим увеличением.

Увеличение изображенияСоотношение между (линейными)размерами реального объектаи изображения, воспроизводимого напленке. С помощью объектива длямакросъемки, на котором указаноувеличение 1:1, можно воспроизвестина пленке изображение того же размера,что и реальный объект (изображениев натуральную величину). Как правило,увеличение выражается значением, равным отношению размера изображенияк размеру реального объекта. (Например,увеличение 1:4 обозначается 0,25x.)

Поляризованный светПоскольку свет является разновидностьюэлектромагнитных волн, его колебанияможно рассматривать как равномернораспределенные по всем направлениям,перпендикулярным направлениюраспространения. Свет такого типаназывается естественным светом(или светом с естественной поляризацией).Если по каким-либо причинам направлениеколебаний естественного света становитсяполяризованным, такой свет называетсяполяризованным светом. Например, приотражении естественного света отповерхности стекла или воды колебанияотраженного света происходят только

Рис. 38. Съемочное расстояние, расстояние до объекта и расстояние до изображения

Съемочное расстояние/расстояние дообъекта/расстояние до изображения

Рис. 39. Взаимосвязь между фокуснымрасстоянием, степенью выдвижения(всего объектива) и увеличением

Поляризованный свети поляризационные светофильтры

Рис. 40. Электромагнитная волна с естественнойполяризацией

Объект Передняя главная точка

Фокусное расстояниеФокусное расстояние

Задняя главная точка

Расстояние до изображения

Съемочное расстояние

Расстояние до объекта

Рабочее расстояние Механическое расстояние

СтепеньвыдвиженияИнтервал

главныхточек

Фокальная плоскость

h h'

rfreRyy'

M

Фокусное расстояниеСтепень выдвиженияИнтервал главных точекСъемочное расстояниеРазмер объектаРазмер объекта на плоскостипленкиУвеличение

R (r f )2e

M

M

f(M 1)2

y'y

y

f f r

y'

eR

r'f

e

Свет с естественнойполяризацией(естественный свет)

Частично поляризованный свет

Направлениераспростра-нения света

Фокусировка и перемещениеобъектива

207

в одном направлении; такой свет являетсяполностью поляризованным. В солнечныйдень свет, исходящий из области небапод углом 90° к солнцу, поляризуетсяпод действием молекул воздухаи взвешенных в атмосфере частиц.Полупрозрачные зеркала, используемыев зеркальных камерах с автофокусировкой,также приводят к поляризации света.

Линейный поляризационныйсветофильтрСветофильтр, пропускающий свет толькос заданным направлением колебаний.Поскольку в этом случае траекторияколебаний света, прошедшего черезсветофильтр, является линейной, такойсветофильтр называется линейнымполяризационным светофильтром.Светофильтр данного типа устраняетотражения от стекла и воды так же, каккруговой поляризационный светофильтр;однако в большинстве фотокамерс автоэкспозицией и автофокусировкойэффективное использование такогосветофильтра невозможно, так какв камерах с автоэкспозицией, оборудованныхсистемой замера через объектив (TTL)с помощью полупрозрачных зеркал, онприводит к ошибкам экспозиции, а в камерахс автофокусировкой, содержащих системуопределения дальности с помощьюполупрозрачных зеркал - к ошибкамфокусировки.

Круговой поляризационныйсветофильтрКруговой поляризационный светофильтрфункционально не отличается от линейногополяризационного светофильтра, посколькуон пропускает только свет с определеннымнаправлением колебаний. Различиезаключается в том, что при распростра-нении света, прошедшего через круговойполяризационный светофильтр, траекторияего колебаний имеет форму спирали.Поэтому такой светофильтр не влияет нафункционирование полупрозрачных зеркали не нарушает нормальную работу функцийавтоэкспозиции через объектив и авто-фокусировки. Если при работе с камеройEOS требуется применить поляризационныйсветофильтр, пользуйтесь только круговымполяризационным светофильтром. Круговойполяризационный светофильтр устраняетотраженный свет так же эффективно, каки линейный поляризационный светофильтр.

Датчик изображенияПолупроводниковый элемент, преобразующийданные изображения в электрический сигнал;по своему назначению соответствует пленкев обычной пленочной фотокамере.Называется также элементом формированияизображения. В качестве элементовформирования изображений в цифровыхкамерах наиболее часто используютсяприборы с зарядовой связью (CCD)и комплементарные металло-оксидные

полупроводники (CMOS). Элементы обоихтипов представляют собой плоские датчики,на поверхности которых расположено большоеколичество рецепторов (пикселов),преобразующих колебания светав электрические сигналы. Чем большеколичество рецепторов, тем выше точностьвоспроизведения изображения. Поскольку этирецепторы чувствительны только к яркости,но не к цвету, для одновременного сбораданных по яркости и цвету перед нимирасполагаются светофильтры RGB или CMYG.

Фильтр нижних частотВ элементах формирования изображений,обычно используемых в цифровыхфотокамерах, сбор информации о цветах RGBили CMYG осуществляется каждым изрецепторов, расположенных на поверхности.Это означает, что падение света с высокойпространственной частотой на единичныйпиксел может приводить к различнымявлениям, при которых на изображениипоявляются цвета, отсутствующие на объектесъемки: ложные цвета, муар и т.п. Воизбежание появления ложных цветовнеобходимо добиться того, чтобы свет падална большое количество рецепторов; для этогоиспользуются рецепторы, выполняющиефункции фильтров нижних частот. Дляфильтрации нижних частот перед элементамиформирования изображений размещаютсяжидкие кристаллы и другие кристаллическиеструктуры, характеризующиеся двойнымпреломлением (явление, заключающеесяв создании двух потоков преломленногосвета). Двойное преломление света с высокойпространственной частотой с помощьюфильтров нижних частот позволяет получитьсвет, достигающий нескольких элементов.

Зрение, острота зренияСпособность глаза различать детали формыобъекта. Выражается числовым значением,соответствующим обратной величине поотношению к минимальному углу зрения, прикотором глаз может отчетливо различатьдве точки или линии; другими словами -разрешение глаза относительно разрешения1'. (Разрешение 1' принимается равным 1.)

Аккомодация глазаСпособность глаза изменять показательпреломления для формированияизображения объекта на сетчатке. Прирасслабленной системе аккомодации глазапоказатель преломления минимален.

Нормальное зрение, эмметропияСостояние глаза, в котором прирасслабленной системе аккомодацииглаза изображение бесконечно удаленнойточки формируется на сетчатке.

ДальнозоркостьСостояние глаза, в котором прирасслабленной системе аккомодацииглаза изображение бесконечно удаленнойточки формируется позади сетчатки.

Близорукость, миопияСостояние глаза, в котором прирасслабленной системе аккомодацииглаза изображение бесконечно удаленнойточки формируется спереди от сетчатки.

АстигматизмСостояние глаза, в котором на визуальнойоси глаза наблюдается астигматизм.

ПресбиопияСостояние глаза, в котором способностьк фокусированию ухудшается с возрастом.В фотографической терминологии этомусостоянию соответствует уменьшениеглубины резкости при неизменном фокусе.

Наименьшее расстояние отчетливогозренияНаименьшее расстояние, на котором глаз,обладающий нормальным зрением, можетвидеть объект без усилий. Обычноэто расстояние принимается равным25 см/0,8 фута.

Оптическая силаСтепень схождения или рассеяния пучкасветовых лучей, исходящих извидоискателя. Для всех камер EOSустановлена стандартная оптическаясила, равная —1 диоптрии. Это значениепозволяет видеть в видоискателеизображение объекта, удаленного на 1 мили более. Если изображениев видоискателе выглядит неотчетливым,следует подсоединить к окуляруфотокамеры линзу диоптрийнойкоррекции, оптическая сила которойв сумме со стандартной оптической силойвидоискателя обеспечивает отчетливоеизображение объекта на расстоянии 1 м.Числовые значения, отпечатанные налинзах диоприйной коррекции EOS,указывают суммарную оптическую силу,получаемую при подсоединении линзыдиоприйной коррекции к камере.

Рис. 41. Строение человеческого глаза

Задняя камераЗона лимба

Передняякамера

Ресничный отросток Волокна

пояскаРесничный эпителий

Ретролентарное пространство

Ресничное

те

ло

КонъюнктиваШлеммов канал

Ресничная мышца

Роговица

Хрусталик

Оптическая ось Центральная ось глаза

Стекловидное тело

Центральнаяямка

Сетчатка

Желтоепятно

Зрительный нерв

СклераСосудистая оболочка

Слепое пятно

Радужная оболочкаТермины, относящиесяк цифровым камерам

Человеческий глаз и оптическаясила видоискателя

208

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

MTF (частотно-контрастная характеристика)

Простран-ственная частота

Максимальная диафрагма f/8

S M

10 линий/мм

30 линий/мм

S M

Значение MTF (частотно-контрастная характеристика)

Кривая разрешения при максимальной диафрагме

Кривая контрастностипри максимальной диафрагме

Значение MTF (частотно-контрастная характеристика) 0,8 илиболее при 10 линиях/мм свидетельствуето превосходном качестве объектива.

Значение MTF (частотно-контрастная характеристика) 0,6 или более при 10 линиях/ммсвидетельствует обудовлетворительномкачестве изображения.

Чем больше совпадают кривые S и M, тем более естественным становится размытие изображения.

((мм)) Расстояние от центра кадра

209

Высокая разрешающаяспособность и контрастность

Контрастность высокая, аразрешающая способность низкая

Разрешающая способность высокая,а контрастность низкая

Объективы с фиксированным фокусным расстояниемEF 15mm f/2.8 Fisheye EF 14mm f/2.8L USM EF 20mm f/2.8 USM EF 24mm f/1.4L USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 24mm f/2.8 EF 28mm f/2.8 EF 35mm f/1.4L USM

0 5 10 15 20

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 28mm f/1.8 USM

EF 35mm f/2 EF 50mm f/1.4 USMEF 50mm f/1.2L USM EF 50mm f/1.8@

EF 85mm f/1.2L@USM EF 85mm f/1.8 USM EF 100mm f/2 USM EF 135mm f/2L USM

EF 135mm f/2.8 (мягкорисующий) EF 200mm f/2.8L@USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 300mm f/2.8L IS USM EF 300mm f/4L IS USM

EF 400mm f/2.8L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 400mm f/5.6L USM 1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 400mm f/4 DO IS USM1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 500mm f/4L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 5 10 15 20

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

210

MTF (частотно-контрастная характеристика)EF 50mm f/2.5 Compact Macro EF 100mm f/2.8 Macro USM EF 180mm f/3.5L Macro USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

MP-E 65mm f/2.8 1-5 x Macro Photo TS-E 24mm f/3.5L TS-E 45mm f/2.8 TS-E 90mm f/2.8

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF-S 60mm f/2.8 Macro USM1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF 600mm f/4L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 20-35mm f/3.5-4.5 USM WIDE EF 20-35mm f/3.5-4.5 USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 24-70mm f/2.8L USM WIDE EF 24-70mm f/2.8L USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 16-35mm f/2.8L USM WIDE EF 16-35mm f/2.8L USM TELE EF 17-40mm f/4L USM WIDE EF 17-40mm f/4L USM TELEEF 135mm f/2L USM EF 135mm f/2L USM

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 24-85mm f/3.5-4.5 USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 24-85mm f/3.5-4.5 USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 24-105mm f /4L IS USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 24-105mm f /4L IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

Зум-объективы

211

Зум-объективы

EF 55-200mm f/4.5-5.6 @ USM WIDE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 55-200mm f/4.5-5.6 @ USM TELE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 70-200mm f/2.8L IS USM TELE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 70-200mm f/2.8L IS USM WIDE

EF 70-200mm f/4L IS USM TELEEF 70-200mm f/4L IS USM WIDE

1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

1

0.5

0

0.4

0.3

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-300mm f/3.5-5.6L IS USM WIDE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-300mm f/3.5-5.6L IS USM TELE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-90mm f/4-5.6@USM WIDE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-90mm f/4-5.6@USM TELE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-90mm f/4-5.6# WIDE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-90mm f/4-5.6# TELE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-105mm f/3.5-4.5@USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

EF 28-105mm f/3.5-4.5@USM TELE

0 5 10 15 20

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

EF 28-105mm f/4-5.6 USM / EF 28-105mm f/4-5.6 TELE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-105mm f/4-5.6 USM / EF 28-105mm f/4-5.6 WIDE1

0.5

0

0.4

0.3

0.2

0.1

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

EF 28-135mm f/3.5-5.6 IS USM TELE

00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

5 10 15 20

EF 28-135mm f/3.5-5.6 IS USM WIDE

00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

5 10 15 20

EF 28-200mm f/3.5-5.6 USM / EF 28-200mm f/3.5-5.6 TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 28-200mm f/3.5-5.6 USM / EF 28-200mm f/3.5-5.6 WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/2.8L USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/2.8L USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/4L USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-200mm f/4L USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

212

MTF (частотно-контрастная характеристика)

EF 75-300mm f/4-5.6#USM / EF 75-300mm f/4-5.6# WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 75-300mm f/4-5.6#USM / EF 75-300mm f/4-5.6# TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 80-200mm f/4.5-5.6@ WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 80-200mm f/4.5-5.6@ TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 90-300mm f/4.5-5.6 USM / EF 90-300mm f/4.5-5.6 WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 90-300mm f/4.5-5.6 USM / EF 90-300mm f/4.5-5.6 TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 100-300mm f/4.5-5.6 USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 100-300mm f/4.5-5.6 USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-300mm f/4.5-5.6 DO IS USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-300mm f/4.5-5.6 DO IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF-S 10-22mm f/3.5-4.5 USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF-S 10-22mm f/3.5-4.5 USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF-S 18-55mm f/3.5-5.6@ USM / EF-S 18-55mm f/3.5-5.6@ WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF-S 18-55mm f/3.5-5.6@ USM / EF-S 18-55mm f/3.5-5.6@ TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

EF-S 17-85mm f/4-5.6 IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10

EF-S 17-85mm f/4-5.6 IS USM WIDEEF-S 17-55mm f/2.8 IS USM TELEEF-S 17-55mm f/2.8 IS USM WIDE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10

EF 70-300mm f/4-5.6 IS USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-300mm f/4-5.6 IS USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 13

213

Экстендеры

EF 1.4x@

EF 70-200mm f/2.8L IS USM WIDE EF 70-200mm f/2.8L IS USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/2.8L USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/2.8L USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/4L USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 70-200mm f/4L USM TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM WIDE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM (—:f/16) TELE

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 135mm f/2L USM EF 180mm f/3.5L Macro USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 200mm f/2.8L@USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 300mm f/2.8L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 400mm f/2.8L IS USM

EF 400mm f/5.6L USM (—:f/16)EF 400mm f/4 DO IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 500mm f/4L IS USM

0 5 10 15 20

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

EF 600mm f/4L IS USM

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 300mm f/4L IS USM

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-200mm f/4 IS USM WIDE EF 70-200mm f/4 IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

214

EF 2x@

EF 70-200mm f/2.8L USM WIDE EF 70-200mm f/2.8L USM TELEEF 70-200mm f/2.8L IS USM WIDE EF 70-200mm f/2.8L IS USM TELE

EF 70-200mm f/4L USM (—:f/16) WIDE EF 70-200mm f/4L USM (—:f/16) TELE

EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM (—:f/22) WIDE EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM (—:f/22) TELE EF 135mm f/2L USM EF 180mm f/3.5L Macro USM (—:f/16)

EF 200mm f/2.8L@USM EF 300mm f/2.8L IS USM EF 300mm f/4L IS USM (—:f/16) EF 400mm f/2.8L IS USM

EF 400mm f/4 DO IS USM (—:f/16) EF 400mm f/5.6L USM (—:f/22) EF 500mm f/4L IS USM (—:f/16) EF 600mm f/4L IS USM (—:f/16)

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

EF 70-200mm f/4 IS USM WIDE EF 70-200mm f/4 IS USM TELE1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

1

0,5

0

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20

MTF (частотно-контрастная характеристика)

215

EF LENS WORK # Глаза EOS

Сентябрь 2006 г., восьмая редакция

Публикация и планирование Canon Inc. Lens Products GroupИзготовление и редакция Canon Inc. Lens Products GroupПечать Nikko Graphic Arts Co., Ltd.Благодарим за сотрудничество: Brasserie Le Solferino/Restaurant de la Maison Fouraise,

Chatou/ Hippodrome de Marseille Borely/Cyrille VaretCreations, Paris/Jean Pavie, artisan luthier,Paris/Participation de la Mairie de Paris/Jean-MichelOTHONIEL, sculpteur

© Canon Inc., 2003 г.

Изделия и характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления.Фотографии, содержащиеся в этой книге, являются собственностью корпорации Canon Inc.или использованы с разрешения фотографа.

CANON INC. 30-2, Shimomaruko 3-chome, Ohta-ku, Tokyo 146-8501, Japan