Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Г. В приборах ближнего действия, если выходной зрачок прибора совмещен со
зрачком глаза наблюдателя, углы у и у' связаны через угловое увеличение
Wc в зрачках
Wc = ^-. (11.171)
Этот случай мы рассмотрим ниже при определении глубины резкости лупы.
Проведем теперь через нижний край К кружка б вспомогательную линию,
параллельную лучу РхМ. Пользуясь подобием треугольников ОРкМ и OKN,
находим соотношение
(11Л72>
200
откуда следует
~й\ ~а х аЬ
1 =4-+"4- . ("173>
Получаем окончательную формулу
Исключив б при помощи формулы (II. 169), найдем вспомогательную величину
а(r)
D
(II. 175)
где Oq - расстояние, с которого диаметр D входного зрачка вндеи под
предельным углом разрешающей способности.
Аналогично рассматривается случай, когда предметная точка Рг лежит на
заднем плане Eit находящемся на расстоянии а2 от входного зрачка прибора,
причем а" > а. Изображение Рг точки Ра также не лежнт в плоскости Е , где
возникает кружок рассеяния б1. Сопряженный с ним кружок б лежит на
плоскости иаводки Е. При этом легко находится формула, аналогичная
формуле (II. 174)
- =-!-------(II. 176)
аг а а,, ' '
И в этой формуле вспомогательная величина а0 определяется выражением (II.
175). Расстояние Т от заднего плана до переднего Т = аг - аг (II. 177)
называется полной глубиной изображаемого резко пространства.
Как видно из формул (II. 174)-(II. 177), глубина резкости никак не
зависит от фокусного расстояния фотографического объектива. Это
утверждение встречает возражение со стороны фотографов, которые из опыта
знают, что короткофокусные объективы обладают большей глубиной, чем
длиннофокусные. Но это возражение основано иа простом недоразумении:
фотографы сравнивают объективы при равных относительных отверстиях,
благодаря чему при смене объективов меняются не только фокусные
расстояния, но и диаметры входного зрачка D. Однако D входит в формулу
(II. 175), и его изменение влияет и иа глубину резкости. Если при смене
объективов позаботиться о сохранении диаметра D постоянным, обнаружится
полная независимость глубины резкости от фокусного расстояния.
В руководствах и справочниках по фотографии можно встретить другой подход
к определению глубины резкости фотокамер.
201
Вместо остроты зрения, определяющей предельную величину кружка рассеяния,
они вводят зернистость фотоэмульсии. В тридцатых годах нашего века такой
подход еще можно было как-то оправдать. В самом деле, в те годы
высокочувствительные фотопленки имели зерио диаметром примерно 12 мкм.
При пятикратном увеличении малоформатного снимка, необходимом для
достижения естественного впечатления, получалась величина нерез-кости 60
мкм. Это приближается к диаметру 75 мкм, который различается
невооруженным глазом с расстояния 250 мм. В настоящее же время
промышленность выпускает специальную пленку высокой светочувствительности
с зерном порядка 2-3 мкм. Такая пленка допускает увеличение снимков в 25-
37 раз без обнаружения зернистого строения. В руководствах же по
фотографии все еще исходят по старинке из зернистости пленки, принимая
допустимый диаметр Ь' кружка рассеяния 10-50 мкм. Такой подход в наши дни
ничем не может быть оправдан, но прн этом действительно получается, что
глубина резкости зависит от фокусного расстояния Л При съемке далеких
предметов имеем для угла у выражение
Y = -f. (II. 178)
а потому получим из выражения (II. 175)
а.= |-Г; (П. 179)
в связи с этим и глубина резкости делается зависящей от
Более правильно было бы считать, что допустимый диаметр б' зависит от
аберраций объектива. Но в таком случае его можно считать пропорциональным
величине Прн этом величина о0 по формуле (II. 179) снова становится
независимой от f.
При съемке далеких предметов (видовая съемка) наиболее простой способ
иаводки на резкость состоит в совмещении плоскости фотопленки с задней
фокальной плоскостью объектива. Плоскость наводки при этом отодвигается
на бесконечность: а = = со. По формуле(П. 174) находим положение
переднего плана: аг = а0. Итак, если плоскость наводки на бесконечности,
то передний план находится на расстоянии а0. Это расстояние, введенное
выше как вспомогательная величина, приобретает поэтому определенный
физический смысл. Его принято называть началом бесконечности нли
гиперфокальным расстоянием.
При рассмотренном способе наводки на резкость используется только
передняя глубина, считаемая от переднего плана до плоскости наводки. Вся
же задняя глубина, считаемая от плоскости иаводки до заднего плана,
оказывается совсем неиспользованной. Поэтому возможен более
целесообразный способ иаводки на резкость. Для этого следует принять а% =
со, что обеспечивает рез-
202
кость наиболее далеких фотографируемых предметов. Тогда из формулы (II.
176) находим положение плоскости наводки: а = а0. Следовательно, прн этом
способе в начале бесконечности должна помещаться плоскость наводки.
Передний же план находится по формуле (II. 174): ах = Таким образом,
