Фотообъектив

Объектив

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

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

Характеристики объективов

Основные

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

Дополнительные и уточняющие

• Рабочий отрезок или рабочее расстояние — для сменных объективов. В большинстве случаев опредлеляется типом байонета, имеет важное значение для резьбовых типов крепления (так. оъективы с присоединительной резьбой М39×1 выпускались и под рабочий отрезок 28.8 мм для дальномерных камер Leica, ФЭД, и под рабочий отрезок 45.2 мм для зеркальных камер «Зенит»).
• Минимальное относительное отверстие (максимальное число диафрагмы, например 16 или 22) — определяется конструктивными особенностями диафрагмы.
• Минимальная дистанция фокусировки (МДФ), или максимальный масштаб макросъёмки для макрообъективов (например, 55 мм, 1:1) — определяется конструкцией оправы.
• Диаметр и шаг резьбы для присоединения светофильтров.
• Графики MTF (уточняют разрешающую способность)
• Число линз и групп линз. Большее количество линз позволяет конструкторам рассчитать объектив с лучше исправленными аберрациями, однако уменьшает светопропускание и повышает риск паразитных переотражений, снижающих контраст изображения. Кроме того, большее число поверхностей, которые надо полировать, увеличивает себестоимость производства и ужесточает требования к точности изготовления каждой детали. Именно поэтому до сих пор с успехом применяются и будут применяться такие простые оптические схемы, как Тессар.
• Наличие асферических линз.
• Вид просветления.
• Конструкция и особенности оправы и байонета. Например, «Помповая» оправа (от сходства с помповым ружьём)— изменение фокусного расстояния и наводка на резкость осуществляется одним кольцом, осевое перемещение которого меняет фокусное расстояние, а поворотом осуществляется наводка на резкость. Более традиционным является наличие двух различных органов управления.

Классификация объективов

Изображение, полученное объективом «рыбий глаз»

Штатный объектив

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

Типы объективов по конструкции (оптической схеме)

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

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

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

Так выглядит зеркально-линзовый телеобъектив

По дополнительным признакам качества изображения традиционно выделяют следующие типы:

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

По углу изображения (фокусному расстоянию)

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

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

Принцип действия зум-объектива

По назначению (съёмочные объективы)

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

• Портретный объектив — используется для съёмки портретов. Должен давать мягкое изображение без геометрических искажений. В качестве портретных часто используются телеобъективы или объективы с фиксированным фокусным расстоянием в диапазоне 50—200 мм (для 35 мм плёнки). Классическими являются 85 мм и 130 мм. Специализированный портретный объектив спроектирован так, что минимальные аберрации показывает при фокусировке с нескольких метров то есть именно при съёмке портрета, в ущерб качеству изображения «на бесконечности». Практически обязательным для портретного объектива является большое (лучше, чем 2.8) относительное отверстие, и очень важен характер бокэ;
• Макрообъектив — объектив для съёмки небольших объектов крупным планом, вплоть до маштаба 1:1, также имеет специфическую конструкцию для улучшения качества именно при макро съёмке. Позволяют производить съёмку с повышенным контрастом и резкостью. Обладают высокой светосилой, например 2,8. Типичное фокусное расстояние от 50 до 100 мм. Кроме того, обычно имеет специальную оправу.^[5];
• Телеобъектив — длиннофокусный объектив, используемый для съемки удаленных объектов;
• Репродукционный объектив — используется при пересъёмке чертежей, технической документации и т. д. Должен обладать минимальными геометрическими искажениями, минимальным виньетированием и минимальной кривизной поля изображения;
• Шифт-объектив (объектив со сдвигом, от англ. shift) — используется для архитектурной и иной технической съемки и позволяет предотвратить искажение перспективы.
• Тилт-объектив (объектив с наклоном, от англ. tilt) — используется для получения резкого изображения неперпендикулярных оптической оси объектива протяжённых объектов при макросъёмке, а также для получения художественных эффектов.^[6];
• Стеноп (пинхол) (объектив камеры-обскуры, маленькая дырочка, от англ. pinhole) — используется для съёмок пейзажей или иных объектов с очень большими выдержками и с получением в одном кадре одинаково резкого изображения от макро расстояний до бесконечности;
• Софт-объектив (мягкорисующий объектив, от англ. soft) — объектив с недоисправленными аберрациями, обычно сферической, или с вносящими искажения элементами конструкции. В софт-фокусном объективе применяется наложение сфокусированного и несфокусированного изображения. Служит для получения эффекта размытости, дымки и т. п. при сохранении резкости. ^[7] Применяются в портретной съёмке. Немногим близкий эффект дают так называемые "фильтры мягкого фокуса" ^[8];
• Суперзум (тревел-зум) (англ. travel zoom) - универсальный вариообъектив относительно малого веса и максимального диапазона фокусных расстояний. Используется при пониженных требованиях к качеству снимка и повышенных — к оперативности использования и массе.

По назначению (прочие объективы)

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

Производство объективов

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

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

Распространённые марки объективов

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

• Волна
• Гелиос
• Зоннар
• Индустар
• Калейнар
• Мир
• МТО
• Ноктилюкс
• Ортагоз
• Пеленг
• Руссар
• Таир
• Тессар
• Эльмарит
• Эра
• Юпитер
• Nikon Corporation)
• Canon
• Sigma (производитель сменной оптики под различные системы)
• Carl Zeiss (один из старейших производителей высококачественной оптики)

Дополнительные изображения

Объективы: длиннофокусный, портретный, штатный

Современный объектив «Canon 17-40 4L»

См. также

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

Примечания

1. ↑ http://www.engadget.com/2007/02/01/researchers-developing-ultrathin-origami-lens-for-mini-digicams/
2. ↑ http://www.ioffe.ru/journals/jtf/2005/05/page-1.html.ru
3. ↑ http://www.hobbymaker.narod.ru/Articles/perspective_rus.htm
4. ↑ Раушенбах Б. В. Системы перспективы в изобразительном искусстве. Общая теория перспективы. М., Наука, 1986
5. ↑ http://kmp.bdimitrov.de/lenses/primes/short-tele/DFA100f2.8-Macro.html
6. ↑ http://www.arax-foto.com/specials/tilt-shift-35/
7. ↑ http://kmp.bdimitrov.de/lenses/primes/short-tele/F85f2.8-Soft.html
8. ↑ http://foto.potrebitel.ru/data/4/79/094.shtml Насадки "мягкого" фокуса

Ссылки

• Объективы Красногорского завода
• Энциклопедия объективов и аксессуаров Пентакс на сайте Божидара Димитрова
• Популярные Canon объективы
• Статья «Объективы» на сайте НТЦ Красногорского завода им. С. А. Зверева
• Выбор объектива по эксплуатационной характристике
• Объективы для систем видеонаблюдения
• Обзоры объективов дальномерных фотоаппаратов в клубе Дальномер

Литература

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

Портал:Фотография — все о фотографии, фототехнике и фотографах в Википедии.