Kantet linsefelt

Linsens vinkelfelt i objektrummet  er en flad vinkel mellem to stråler, der passerer gennem midten af ​​linsens indgangspupil til de punkter på objektet, der er længst fra den optiske akse i objektrummet , vist på modsatte kanter af rammevinduet ( feltblænde ) [1] [2] . For en ortoskopisk linse med en fast størrelse af rammevinduet er vinkelfeltet omvendt proportionalt med brændvidden [3] .

Det maksimale vinkelfelt er altid mindre end synsfeltet , som er lig med den flade vinkel mellem linjerne, der forbinder midten af ​​linsens indgangspupil med punkterne længst fra den optiske akse, vist med acceptabel skarphed og acceptabel vignettering [4] . Således anvendes den mest kvalitative del af billedfeltet , som forringes fra midten til kanterne på grund af aberrationer og vignettering [5] . Værdien af ​​synsfeltsvinklen bestemmes af designet af det optiske system [6] .

Værdien af ​​vinkelfeltet

Ved praktisk fotografering bestemmer størrelsen af ​​linsens vinkelfelt den skala , som motiverne vises i. Jo mindre vinkelfeltet er, jo større bliver motivet vist. Små vinkelfelter er almindelige med tele- og teleobjektiver . Samtidig kan store objekter, såsom bygninger, kun optages helt på nært hold med et vidvinkelobjektiv med et tilstrækkeligt stort vinkelfelt. Normale objektiver , som de fleste kameraer er udstyret med, har et vinkelfelt inden for 45-60° langs diagonalen af ​​billedet [4] .

For de fleste linser, som almindeligvis kaldes ortoskopiske på grund af deres ubetydelige forvrængning , er vinkelfeltet unikt udtrykt ved forholdet mellem brændvidden og størrelsen af ​​rammevinduet. For forvrængende linser (for eksempel fiskeøjetypen ) er beregningen af ​​vinkelfeltet meget vanskeligere på grund af behovet for at tage højde for forvrængninger [4] . Vinklen, der definerer synsfeltet, kan ligge både i det vandrette plan og i det lodrette eller i det diagonale plan af rammevinduet. Ved fotografering beregnes det diagonale vinkelfelt oftest som det største af alle, og bestemmer den mindst nødvendige synsvinkel for objektivet. I film og tv betragtes rammevinduets proportioner som vigtigere, og derfor tages vandrette og lodrette vinkelfelter i betragtning.

I russisk og sovjetisk litteratur er vinkelfeltet udtrykt som det dobbelte af vinklen mellem den optiske akse og linjen, der forbinder udgangspupillen med det ekstreme viste punkt [1] . I udenlandske kilder bruges den fulde vinkel mellem linjer, der forbinder modsatte yderpunkter, oftere. For en ortoskopisk linse fokuseret på "uendeligt", beregnes vinkelfeltet ved hjælp af følgende formel [7] [5] :

hvor:  - halvdelen af ​​vinkelfeltet i en given retning;  er størrelsen af ​​rammevinduet svarende til retningen; er objektivets hovedbrændvidde  på bagsiden . For eksempel, for en billeddiagonal i lille format på 43,27 mm, er vinkelfeltet for et normalt objektiv med en brændvidde på 50 mm 46° 50'. Hver linse med fast brændvidde har et fast vinkelfelt. Den samme parameter for zoomobjektiver ændres samtidig med brændvidden.

Når der fokuseres på begrænsede afstande, falder vinkelfeltet som følge af linsens forlængelse . Men i de fleste tilfælde kan dette fald negligeres, da dets størrelse er ubetydelig [8] . Faldet i vinkelfeltet bliver kun mærkbart i tilfælde af makrofotografering , når linsens forlængelse er sammenlignelig med dens brændvidde.

Vinkelfelt i billedrum

Et vinkelfelt i objektrum svarer til et vinkelfelt i billedrum . Den sidste er vinklen mellem linjerne, der forbinder midten af ​​udgangspupillen med rammevinduets yderpunkter. I udenlandske kilder vises den fulde vinkel , mens det i russisk og sovjetisk er sædvanligt at bruge en dobbelt vinkel mellem den optiske akse og kanten af ​​rammevinduet. Tilsvarende svarer vinklen på synsfeltet, placeret i objektets rum, til vinklen på billedfeltet [2] .

Forholdet mellem vinkelfelter i objekters og billeders rum afhænger af mediets brydningsindeks i hvert af rummene, såvel som af den lineære stigning i indgangs- og udgangspupillerne [9] . Ved et homogent medium i begge rum og med et symmetrisk linsedesign er vinkelfelterne de samme. I linser med specielle designs kan vinkelfeltet i objektrummet overskride den samme parameter i billedrummet eller være mindre end det.

De bedst kendte eksempler på forskellige vinkelfelter er vidvinkelobjektiver af telefoto- og retrofokus-typen designet til reflekskameraer med enkelt objektiv og biografkameraer med refleksudløser . Alle teleobjektiver har et vinkelfelt i objektrummet, der er meget mindre end i billedrummet. For vidvinkelobjektiver er forholdet omvendt. I det første tilfælde gør objektivets design det muligt at holde dimensionerne af dets linser og rammer små i en stor billedskala. Retrofokusvidvinkler gør det muligt at holde plads bag objektivet til et bevægeligt spejl med et tilstrækkeligt bredt vinkelfelt [10] .

Vinkelfelterne i forskellige rum passer heller ikke sammen i telecentriske linser , hvor en af ​​pupillerne er på "uendelighed".

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 Håndbog for designeren af ​​optisk-mekaniske anordninger, 1980 , s. 75.
  2. ↑ 1 2 Photokinotechnics, 1981 , s. 339.
  3. ↑ Theory of Optical Systems, 1992 , s. 97.
  4. ↑ 1 2 3 Almindelig fotografiforløb, 1987 , s. 17.
  5. ↑ 1 2 Cameraman's Handbook, 1979 , s. 146.
  6. ↑ Volosov, 1978 , s. halvtreds.
  7. ↑ Fotografiteknik, 1973 , s. 28.
  8. ↑ Cameraman's Handbook, 1979 , s. 147.
  9. ↑ Theory of Optical Systems, 1992 , s. 98.
  10. ↑ Volosov, 1978 , s. 369.

Litteratur