Входной зрачок

Входной и выходной зрачки являются изображениями апертурной (диафрагмы), образуемыми соответственно частями оптической системы объектива, расположенными перед диафрагмой или позади её. Относятся к конструктивным оптическим характеристикам объектива.

Схема строения диафрагмы с указанием входного зрачка

Если (апертурная диафрагма) располагается спереди или сзади объектива, то она и является соответственно входным или выходным (зрачком).

Размеры зрачков связаны через линейное увеличение в зрачках: ${\displaystyle \beta p={\frac {D'}{D}}}$. От размера входного зрачка зависит (угловой размер) конуса пучка лучей, проходящего через объектив, следовательно, и освещенности изображения, образуемого объективом. Положение входного и выходного зрачков задаются расстояниями, откладываемыми от главных плоскостей H и H'.

Входной зрачок и передача перспективы

Положение входного зрачка может оказывать серьёзное влияние на передачу перспективы отображаемого пространства. В большинстве объективов его положение варьируется, но не выходит за пределы промежутка между предметом и «бесконечностью» (пространства изображений). Объективы с таким входным зрачком дают привычную перспективу, получившую в оптике название «энтоцентрической».

В случае расположения входного зрачка в «бесконечности» (пространства предметов), объектив даёт искажённую (телецентрическую) перспективу, при которой любые объекты отображаются в масштабе, не зависящем от расстояния, на котором они расположены от объектива. (Угол поля зрения) такого объектива равен нулю, а границы отображаемого пространства определяются диаметром передней линзы. Независимость масштаба от расстояния применима в измерительных микроскопах и системах машинного зрения, в которых используются такие (телецентрические объективы).

В случае, когда входной зрачок расположен между объектами съёмки и «бесконечностью» пространства предметов, объектив создаёт «гиперцентрическую» перспективу, при которой более удалённые предметы отображаются крупнее более близких.

В цифровой фотографии

Понятие выходного зрачка в фотографии и кинематографе приобрело актуальность с появлением цветных многослойных плёнок с внутренним цветоделением. Сильный наклон боковых пучков, выходящих из объектива, особенно широкоугольного, приводит к ошибкам цветоделения и ухудшению резкости в углах кадра из-за большой толщины сложной (фотоэмульсии). Такой же эффект наблюдался на (фотокатодах) телевизионных передающих трубок с толстым фотопроводящим слоем. Проблема устранима при телецентричном ходе пучков, который достигается в объективах с вынесенным в «бесконечность» выходным зрачком.

С появлением цифровой фотографии угол падения света оказался ещё более критичным для (ПЗС)- и (КМОП)-матриц. Они могут эффективно поглощать свет только под определенным углом, и особенно это касается современных сенсоров с (микролинзами). Проблема также решается телецентричностью выходных пучков или уменьшением их расхождения вынесением выходного зрачка как можно дальше вперёд.

Примечания

1. Фотокинотехника, 1981, с. 55, 58.
2. Волосов, 1978, с. 60.
3. Теория оптических систем, 1992, с. 94.

Литература

• (Д. С. Волосов). Фотографическая оптика. — 2-е изд. — М.,: «Искусство», 1978. — С. 123—131. — 543 с.

• Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В. И. Кузичев. Глава VI. Ограничение пучков лучей в оптических системах // Теория оптических систем / Т. В. Абивова. — М.: «Машиностроение», 1992. — С. 92—102. — 448 с. — 2300 экз. — .

• (Е. А. Иофис). Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.,: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 55, 58. — 447 с.