Úhlové pole čočky

Úhlové pole čočky v prostoru předmětu  je plochý úhel mezi dvěma paprsky procházejícími středem vstupní pupily čočky k bodům předmětu nejvzdálenějším od optické osy v prostoru předmětu , zobrazeným na protilehlých okrajích okna rámu. ( apertura pole ) [1] [2] . U ortoskopické čočky s pevnou velikostí rámečku je úhlové pole nepřímo úměrné ohniskové vzdálenosti [3] .

Maximální úhlové pole je vždy menší než úhel zorného pole , který se rovná plochému úhlu mezi čarami spojujícími střed vstupní pupily objektivu s body nejvzdálenějšími od optické osy, zobrazeno s přijatelnou ostrostí a přijatelnou vinětací [4] . Je tak využita nejkvalitnější část obrazového pole , která se od středu k okrajům zhoršuje v důsledku aberací a vinětace [5] . Hodnota úhlu zorného pole je dána konstrukcí optické soustavy [6] .

Hodnota úhlového pole

V praktické fotografii velikost úhlového pole objektivu určuje měřítko , ve kterém jsou předměty zobrazeny. Čím menší je úhlové pole, tím větší je objekt zobrazen. Malá úhlová pole jsou běžná u teleobjektivů a teleobjektivů . Velké objekty, jako jsou budovy, lze přitom celé fotit na blízko pouze širokoúhlým objektivem s dostatečně velkým úhlovým polem. Normální čočky , kterými je vybavena většina fotoaparátů, mají úhlové pole v rozsahu 45-60° podél úhlopříčky rámu [4] .

U většiny čoček, které se běžně nazývají ortoskopické kvůli jejich zanedbatelnému zkreslení , je úhlové pole jednoznačně vyjádřeno poměrem ohniskové vzdálenosti a velikosti rámečku. U zkreslujících objektivů (například typu rybí oko ) je výpočet úhlového pole mnohem obtížnější kvůli nutnosti zohlednit zkreslení [4] . Úhel vymezující zorné pole může ležet jak v horizontální rovině, tak ve vertikální nebo v diagonální rovině rámu okna. Ve fotografii se nejčastěji počítá diagonální úhlové pole jako největší ze všech a určuje minimální požadovaný úhel záběru objektivu. Ve filmu a televizi jsou proporce oken rámů považovány za důležitější, a proto se berou v úvahu horizontální a vertikální úhlová pole.

V ruské a sovětské literatuře se úhlové pole vyjadřuje jako dvojnásobek úhlu mezi optickou osou a spojnicí výstupní pupily s krajním zobrazovaným bodem [1] . V zahraničních zdrojích se častěji používá plný úhel mezi čarami spojujícími opačné krajní body. Pro ortoskopickou čočku zaostřenou na „nekonečno“ se úhlové pole vypočítá pomocí následujícího vzorce [7] [5] :

kde:  - polovina úhlového pole v daném směru;  je velikost okna rámu odpovídající směru;  je zadní hlavní ohnisková vzdálenost objektivu. Například pro malý formát úhlopříčky rámečku 43,27 mm je úhlové pole běžného objektivu s ohniskovou vzdáleností 50 mm 46° 50'. Každá čočka s pevnou ohniskovou vzdáleností má pevné úhlové pole. Stejný parametr se u zoomových objektivů mění současně s ohniskovou vzdáleností.

Při zaostřování na konečnou vzdálenost se úhlové pole v důsledku prodloužení čočky zmenšuje . Ve většině případů však lze tento pokles zanedbat, protože jeho velikost je nevýznamná [8] . Pokles úhlového pole je patrný pouze v případě makrofotografie , kdy je vysunutí objektivu srovnatelné s jeho ohniskovou vzdáleností.

Úhlové pole v prostoru obrázku

Úhlové pole v prostoru objektů odpovídá úhlovému poli v prostoru obrazu . Posledním je úhel mezi čarami spojujícími střed výstupní pupily s krajními body rámového okna. V zahraničních zdrojích se objevuje plný úhel , zatímco v ruštině a sovětu je obvyklé používat dvojitý úhel mezi optickou osou a okrajem okna rámu. Podobně úhel zorného pole, nacházející se v prostoru objektů, odpovídá úhlu obrazového pole [2] .

Poměr úhlových polí v prostorech objektů a obrazů závisí na indexech lomu prostředí v každém z prostorů a také na lineárním nárůstu vstupní a výstupní zornice [9] . V případě homogenního média v obou prostorech a se symetrickým designem čočky jsou úhlová pole stejná. U čoček speciálních konstrukcí může úhlové pole v prostoru objektu překročit stejný parametr v prostoru obrazu nebo být menší než tento parametr.

Nejznámějšími příklady různých úhlových polí jsou širokoúhlé objektivy typu teleobjektiv a retrofocus určené pro jednooké zrcadlovky a kinofilmy se zrcadlovkou . Všechny teleobjektivy mají úhlové pole v prostoru objektu, které je mnohem menší než v prostoru obrazu. U širokoúhlých objektivů je poměr obrácený. V prvním případě konstrukce čočky umožňuje zachovat malé rozměry jejích čoček a rámečků ve velkém měřítku obrazu. Retrofocus širokoúhlé umožňují zachovat prostor za objektivem pro pohyblivé zrcadlo s dostatečně širokým úhlovým polem [10] .

Úhlová pole různých prostorů se také neshodují v telecentrických čočkách , kde je jedna z zornic v „nekonečnu“.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Příručka konstruktéra opticko-mechanických zařízení, 1980 , str. 75.
  2. ↑ 1 2 Fotokinotechnika, 1981 , s. 339.
  3. ↑ Teorie optických systémů, 1992 , str. 97.
  4. ↑ 1 2 3 Obecný kurz fotografie, 1987 , s. 17.
  5. ↑ 1 2 Kameramanova příručka, 1979 , str. 146.
  6. ↑ Volosov, 1978 , s. padesáti.
  7. ↑ Fotografická technika, 1973 , s. 28.
  8. ↑ Kameramanova příručka, 1979 , str. 147.
  9. ↑ Teorie optických systémů, 1992 , str. 98.
  10. ↑ Volosov, 1978 , s. 369.

Literatura