Классификационные признаки репродукционных фотоаппаратов

 

Классификационный признак	Виды аппаратов		№ схемы на рис. 4.1
По расположению оптиче-	Горизонтальные		1—8
ской оси	Вертикальные		9—11
По характеру установки	Устанавливаемые на	полу	1—4, 7, 8
штативов	Подвесные		1 5, 6
По числу занимаемых ком-	Однокомнатные		! 1—4, 6, 8,
нат (самой конструкцией и
при ее эксплуатации)	Двухкомнатные		5, 7, 10
По характеру групп переме-	С перемещающимися	ориги-	3, 4, 7
щающихся частей аппарата	налодержателем и	стойкой
при изменении масштаба съем-	объектива
ки и наводке на резкость	С перемещающимися	короб-	8, 11
	кой матового стекла и кой объектива	стой-
	С перемещающимися	короб-	5, 10
	кой матового стекла и налодержателем	ориги-
	С перемещающимися частями аппарата	тремя

Ь настоящее время широко применяются как фоторепро­дукционные камеры простейшей конструкции с ручным управле­нием, так и высокоавтоматизированные камеры с компьютерным

Рис. 4.1. Основные разновидности фоторепродукционных ап­паратов

управлением и денситометрической приставкой для оценки плот­ностей оригинала и ввода соответствующей программы.

Независимо от назначения фотоаппараты отличаются лишь кинематикой и конструкцией основных элементов, а принципы построения и методы расчетов для всех видов фоторепродукци­онных систем одинаковые.

4.1. Оптические системы репродукционных фотоаппаратов и их основные характеристики

Основной частью любого репродукционного фотоаппарата является оптическая система, состоящая из многолинзового объектива, оборачивающей системы, растра и светофильтров.

³ Зак. 1076 65

^ Фотографическим объективом называют такую оптическую ¹ систему, которая служит для получения действительного изобра­жу жения наблюдаемого объекта на светочувствительном материа-\ ле. Скрытое изображение, образованное фотообъективом на фо-! томатериале, превращается в видимое негативное изображение / в результате последующей химической обработки. С негативного / изображения методом контактного или проекционного копиро-I вания можно получить позитивное изображение.

Репродукционный объектив, в связи с особенностями фото­репродукционного процесса, отличается по некоторым показате­лям от обычных фотографических объективов: он предназначен для получения крупноформатных изображений при условии со­хранения точности воспроизведения оригинала.

Строгой классификации объективов не существует. Наибо­лее целесообразно их группировать по следующим признакам: оптическим характеристикам, назначению, конструкции, коррек­ции оптической системы и т. д.

Для репродукционных работ в полиграфической промыш­ленности выпускаются фоторепродукционные апохроматические объективы типа РФ и О, которые позволяют производить съемки штриховых черно-белых оригиналов с мелкой структурой, раз­личных цветных оригиналов для многоцветного воспроизведе­ния, а также полутоновых оригиналов через растр.

Репродукционные объективы — апохроматы типа РФ и О характеризуются исправлением:

сферической аберрации, благодаря чему задние фокальные отрезки объектива для разных отверстий диафрагмы практиче­ски совпадают;

хроматической аберрации увеличения и положения, что не обходимо для получения изображения одинакового масштаба и хорошей резкости на всех негативах, снятых с цветного ориги­нала через разные светофильтры;

дисторсии при точных картографических работах.

Конструкция объектива типа РФ показана на рис. 4.2. Лин­зы объектива 7, 4_У 9 и 10 укреплены соответственно в оправах €_у 5, И и 7, ввинчивающихся в корпус 2. На корпусе имеется резьба для крепления объектива к фланцу 8, который привинчи­вается к объективной доске фотокамеры и служит для крепле­ния объектива. Объектив снабжен ирисовой диафрагмой 12, вмонтированной в корпус, и вставными диафрагмами, вдвигае­мыми в паз корпуса. На передней части объектива находится кольцо 5, на которое надевается защитный колпачок.

Основными оптическими характеристиками фотообъектива являются фокусное расстояние /, относительное отверстие D/f и угловое поле оптической системы 2со.

Для характеристики объективов, оценки их технологических возможностей и выявления их влияния на конструкцию и метри­ческую характеристику аппаратов используются следующие по­нятия.

Оптическая ось объектива (рис. 4.3) — общая ось вращения поверхностей, составляющих центрированную оптическую си­стему.

Рис. 4.2. Репродукционный объектив РФ-5

Передняя главная плоскость — плоскость в пространстве предметов, сопряженная с плоскостью в пространстве изобра­жении, Для которой линейное увеличение равно +1 6п*™»„ ^{главная} плоскость - плоскость в пространстве изо­бражения, сопряженная с плоскостью в пространстве предметов для которой линейное увеличение равно +1.

n^J°^{4KH пе}Р^{есечени}* Н я Н' главных плоскостей с оптической осью есть главные точки системы.

ctrp *?^едний Фокус — точка F на оптической оси в простран-

рас^ложГ_ц™^{В> соп}Р^{яженная} с бесконечно удаленной точкой,

З^и^Т ^{На оптической} оси в пространстве изображений. изображен^⁰°,?^С~^{ТОЧКа F} > °™^еск°й оси в пространстве положенной н^°_п^^{ЯЖенная с} бесконечно удаленной точкой, рас-

SeoSL M оптической оси в пространстве предметов.

з*

Ры11тпы^?^{УСНОе расстояние} ff^=f~ расстояние от пе- Р Дней главной точки до переднего фокуса F. Этот параметр

объектива определяет размеры изображения при данном рас­стоянии а от объектива до объекта. Чем больше фокусное рас­стояние, тем при условии a=const больше размеры изображе­ния.

Заднее фокусное расстояние H'F'=f' — расстояние от зад­ней главной точки до заднего фокуса F'.

Рис. 4.3. Построение изображений в оптической системе

Передняя и задняя фокальные плоскости — плоскости, пер­пендикулярные к оптической оси и проходящие соответственно через фокусы F и F^r.

Точки 0 и 0^Г пересечения оптической оси с внешними сфери­ческими поверхностями крайних линз называются вершинами преломляющих поверхностей. Расстояние от этих точек до глав­ных фокусов называют фокальными отрезками, соответственно передним S_F и задним Sf>.

При известной суммарной толщине d линз объектива рас­стояние между главными плоскостями объектива b определяется следующим образом:

b = S_F+S'_F'+d-(t+n. (4.1)

Введение понятия главных плоскостей, в которых как бы сосредоточивается все преломляющее действие объектива, поз-

воляет условно заменить все фактические преломления световых лучей, происходящие на поверхности каждой его линзы, одним фиктивным преломлением в соответствующей главной плоскости, не меняя конечного результата. Это дает возможность сущест­венно упростить картину и рассматривать оптическую систему объектива как бы состоящей из двух главных плоскостей, отно­сительно которых можно проводить все необходимые построения и расчеты. Конструктивную привязку объектива к деталям его закрепления определяет указываемый обычно в паспорте так называемый рабочий отрезок — расстояние от опорного буртика корпуса до задней фокальной плоскости.

Относительное отверстие и светосила фотообъектива. Лучи света при прохождении через объектив частично задерживаются оправой объектива, а также кромками самих линз. В итоге по­лучаемое изображение не имеет одинаковой освещенности по всему полю, а наблюдается убывание ее от центра к краям. Яв--ление уменьшения освещенности изображения, обусловленное действием оправы, в оптике называют геометрическим виньети­рованием. В каждом фотообъективе имеется апертурная диа­фрагма. Обычно она расположена внутри между линзами объ­ектива и имеет переменный диаметр. Каждый объектив характе­ризуется предельным действующим отверстием, через которое проходит световой пучок. Отверстие объектива, видимое из пространства предметов, называют входным зрачком, видимое же из пространства изображение — выходным зрачком.

При симметричной конструкции оптической системы фото­объектива апертурная диафрагма расположена посередине объ­ектива, а его входной и выходной зрачки будут лежать в глав­ных плоскостях и иметь равные диаметры, т. е. в этом случае увеличение в зрачках V—1 и /) = /)'.

Относительное отверстие объектива численно равно отноше­нию диаметра входного зрачка к фокусному расстоянию /' объектива. Обычно числитель и знаменатель отношения D/f де­лят на D и относительное отверстие записывают в таком виде:

JЈ-=-^_. (4.2)

/' Г ID

На оправе объектива указывается максимальное относи­тельное отверстие, которое можно уменьшить при помощи диа­фрагмы. Каждое деление шкалы диафрагмы обозначено циф­рой— диафрагменным числом К (или индексом диафрагмы).

 

где индекс К указывает, что величины Dlf и D не максимальные, а относятся к данной диафрагме.

Величину, равную квадрату относительного отверстия, на­зывают геометрической светосилой объектива: (D/f')²=(l/K)². Эффективной или физической светосилой называют произведе­ние коэффициента пропускания на геометрическую светосилу, т. е. произведение т (£>//')²- Изменение светосилы осуществляют путем изменения диаметра апертурной диафрагмы.

Угловое поле оптической системы в пространстве предметов. Объектив воспроизводит изображение не всего находящегося перед ним пространства, а лишь части его, заключенной в те-

Рис. 4.4. Угловое поле оптической системы

лесный угол 2со, называемый угловым полем в пространстве предметов. На рис. 4.4 показана схема охвата пространства объ­ективом с угловым полем 2со. Угловое поле 2со фотообъектива характеризует ту часть пространства предметов, которая может быть воспроизведена фотообъективом на светочувствительном слое с достаточно хорошим качеством изображения и допусти­мым падением освещенности от центра до краев снимка. Угло­вое поле — важный параметр объектива, определяющий возмож­ность его использования для репродукционных работ.

В пространстве изображения, т. е. внутри аппарата, с углом 2о) сопряжен угол 2о/, называемый угловым полем оптической системы в пространстве изображений. Телесный угол 2о/ заклю­чает в себя поле изображения, или круг резкого изображения, в пределах которого получается качественное, достаточно четкое изображение. Из схемы рис. 4.4 имеем

D_Ma = 2tgfi>^fa'=2tg<o70+VO, (4.4)

где V — линейное увеличение (масштаб съемки).

Диаметр круга резкого изображения имеет особо важное значение, так как он характеризует диагональ пленки, которая может быть вписана в этот круг, т. е. определяет технологиче­ские возможности фотоаппарата.

Все объективы по углу поля зрения делят на широкоуголь­ные (2<о>60—70°), с нормальным объективным углом поля (2(0=40—45°) и узкоугольные, или длиннофокусные (2со<45°). Широкоугольные объективы позволяют получать изображения больших объектов с близких расстояний, но при этом искажа­ется перспектива и появляется большая разница освещенностей в центре и по краям поля изображения.

В тех случаях, когда к равномерности освещенности поля изображения предъявляются особо жесткие требования, применя­ют длиннофокусные объективы, как, в частности, в репродукци­онной фотографии. Однако применение длиннофокусных объек­тивов влечет за собой существенное увеличение габаритов фото­аппаратов.

Поскольку поле изображения бывает неравномерным по ос­вещенности и по резкости, не все его следует использовать для получения фотографического изображения. Та часть поля, на которой целесообразно получить фотографическое изображение, называется полем полезного изображения.

Разрешающая способность объектива — это его способность раздельно передавать штрихи оригиналов. Численно разрешаю­щую способность выражают максимальным числом различимых линий на 1 мм изображения. Максимальная разрешающая спо­собность находится в центре объектива, а по мере удаления от главной оптической оси разрешающая способность уменьшается. Разрешающая способность объектива определяется по специ­альным тестам (мирам).

Глубина резкого изображения характеризуется допустимым интервалом смещения светочувствительной поверхности, при ко­тором геометрическая точка представляется размытой до диа­метра 0,1 мм. Нарушение резкости приводит не только к ухудше­нию общего зрительного впечатления от изображения, но в пер­вую очередь — к падению контраста в мелких деталях изобра­жения, а при большой резкости — к их потере.

Глубина резкости зависит от размера применяемой при фо­тографировании диафрагмы. С уменьшением диафрагмы (до определенного предела) глубина резкости возрастает.

Качество фотообъективов определяет также такой параметр^ как коэффициент пропускания света, равный отношению свето­вого потока, проходящего через объектив Ф₀'б, к световому потоку, упавшему на фотообъектив:

т = Фоб/Фоб- (4.5)

Для проведения репродукционных работ в полиграфической промышленности применяют апохроматические шестилинзовые объективы типа РФ и О.

Конструктивная схема объектива при его разработке полу­чает наименование — тип объектива. Наряду с величинами /, D/f\ 2o) тип относится к числу характеристик объектива (О и РФ — репродукционные объективы, ОКСн — киносъемочные и т. д.). В табл. 4.2 приведены технические характеристики основных репродукционных объективов.