м головних площин F і F 'фокусів F і F'. З точки В проведемо промені: 1, паралельний оптичній осі, і 2, проходить через передній фокус F об'єктива. Перший в просторі зображень пройде через задній фокус F ' (L '), а другий буде поширюватися паралельно оптичній осі (2 '). Їх перетин В 'утворює зображення (сполучену точку) відповідної точки В сцени. Зображення точки А, лежачої на оптичній осі, можна отримати, провівши з точки В ' перпендикуляр до оптичної осі: точка А 'буде зображенням точки Л.
Знайти її можна також шляхом графічного побудови. Виберемо довільний промінь 3. Цей промінь перетне передню головну площину. Через передній фокус F проведемо перпендикуляр до оптичної осі об'єктива і з точки С перетину його з променем 3 побудуємо лінію (пунктир 4), паралельну оптичній осі, до перетину її з задньої головною площиною. Якщо точку С вважати джерелом світла, який знаходиться, як видно з рис.1.3, в передній фокальній площині, то уявний промінь 4 пройде через задній фокус F ', а промінь, що поширюється з точки С по дорозі 3, в просторі зображень буде паралельний променю 4 ' (Так як промінь 3 і уявний промінь 4 виходять з однієї точки С, що лежить в передній фокальній площині), тобто це промінь 3 '. Його перетин з оптичною віссю і буде зображенням точки А.
Таким чином, площина, що проходить перпендикулярно оптичній осі системи і включає відрізок А'В ', буде площиною різкого зображення сцени (площиною фокусування), яка містить зображення відрізка АВ.
В
Рис 2. Кардинальні точки оптичної системи
Для визначення положення площини фокусування зображення або відповідних сполучених точок щодо переднього і заднього фокусів можна скористатися аналітичними співвідношеннями, витікаючими з рівняння Ньютона.
Для визначення фокусних відстаней і положення головних площин складної оптичної системи розглянемо вхідний промінь 2, паралельний оптичній осі, і простежимо, як зазначено вище, його проходження через складну оптичну систему. Позначимо відстань променя 2 від оптичної осі h 2 . У результаті побудови встановимо, що на виході цей промінь перетне оптичну вісь у точці F. Ця точка і визначить заднє фокусна відстань F - еквівалентний заднє фокусна відстань розглянутої оптичної системи.
Для визначення переднього фокусної відстані f x , положення точки фокусу Fx і передньої головної площини Н ь слід справити побудова ходу променів у зворотному напрямку.
Таким чином, розглянута складна оптична система може бути зведена до еквівалентної, визначено її параметри, які можуть бути використані для побудови зображення.
Вище розглядалося побудова зображення плоскої сцени. У процесі аналізу формування зображення об'ємної сцени вводять поняття про глибину зображуваного простору.
Якщо врахувати, що світлочутливі елементи перетворювача зображення ТВС мають кінцеві розміри, наприклад 5 х 5, то точки 1,2,3 і всі елементи сцени, що лежать між площинами Н 2 і H 3 , будуть передані практично з однаковою різкістю, якщо будуть виконані умови, тобто якщо гуртки розсіювання не перевищать розміри елемента розкладання перетворювача зображення. Площині H 2 і H 3 обмежуватимуть простір об'єктів, переданих із заданою чіткістю.
В
Рис. 3. До визначення поля зору оптичної системи
Можна показати, що глибина простору А 3 (Убік до об'єктиву) менше, ніж у бік віддалення від площині наведення (А2). Глибина зображуваного простору збільшується з збільшенням відстані а до переданого об'єкта і зі зменшенням діаметра діафрагми D, що обмежує вхідний світловий потік. p> Роль діафрагми, що обмежує світловий потік, істотна в формуванні зображення не тільки щодо глибини простору, відображуваного із заданою різкістю. Діафрагми визначають і ту частину сцени в напрямку, перпендикулярному оптичній осі, яка може бути відображена на зображенні, тобто визначають поле зору оптичної системи.
Покладемо, що D (рис.3) - дійсна діафрагма, яка обмежує пучок світлових променів, що беруть участь у формуванні зображення, - апертурная діафрагма, D x uD 2 - Зображення цієї діафрагми в передній і задній частинах оптичної системи. Якщо Dy або D 2 замінити реальними діафрагмами, то вони обмежуватимуть світловий потік так само, як діафрагма D. На підставі цього в оптиці вводять поняття про вхідному зіниці Di - дійсному отворі або його зображенні, яке обмежує падаючий світловий пучок. Вихідним зіницею D 2 називають зображення вхідної зіниці всій системою.
Вхідне вічко визначає пучок світлових променів, що беруть участь у формуванні зображення. Однак не всі світлові промені, пройшли через вхідний зіницю, пройдуть через оптичну систему. Дійсно, пучок від точки Е мине активну частину оптичної системи і, як видно з...
