Материал: 2423

E E0 cos4 .

Например, при угле зрения 120 освещенность на краю изображения падает в 16 раз, поэтому уменьшение потерь света в оптических системах является одной из основных задач при их создании.

Относительное отверстие объектива характеризует количество проходящего через него света и, следовательно, его способность создавать изображение с определенной степенью яркости. Величина

30

ность воспроизводить раздельно мелкие детали изображения. Теоретически возможная разрешающая способность объектива Rоб вычисляется по следующей формуле, полученной на основе дифракционной теории света:

где d – диаметр действующего отверстия объектива.

Коэффициент 1480 применяется, когда раздельно воспринимаемые элементы изображения различаются по яркости на 25 %; при использовании для обработки изображений оптических приспособлений этот коэффициент может достигать 1800.

Найденная по формуле (1.7) теоретическая разрешающая способность объектива при d = 4 4,5 мм может колебаться в пределах

300–400 линий на 1 мм.

Фактическая разрешающая способность, определяемая путем фотографирования специального теста (миры) на оптической скамье, существенно ниже теоретической разрешающей способности из-за влияния различного рода искажений и доходит до 40–60 линий на 1 мм. Лучшие современные аэрофотосъемочные камеры имеют разрешение 100–150 линий на 1 мм.

Качественные показатели получаемого с помощью объектива изображения зависят от качества составляющих его линз и их конструктивного сочетания. Последним, как известно, присущи оптические недостатки, называемые аберрациями.

Хроматическая аберрация вызывается неодинаковым преломлением лучей с различной длиной волны. Наиболее преломляемыми лучами являются синие (их фокус ближе), а наименее – красные. Хроматическая аберрация устраняется подбором линз с различными коэффициентами преломления.

Сферическая аберрация вызывается несовпадением коэффициентов преломления линзы в точках, различно удаленных от главной оптической оси. Устраняется комбинацией выпуклых и вогнутых линз и отсечением крайних лучей с помощью диафрагмы.

Астигматизм возникает из-за несоответствия точек фокуса для горизонтальных и вертикальных лучей и устраняется подбором линз по кривизне, толщине и коэффициенту преломления.

Кривизна поля изображения проявляется в том, что фокальная поверхность линзы представляет собой не плоскость, а искривленную поверхность сложной формы. Степень кривизны этой поверхности определяется конструктивными особенностями объектива.

32

Дисторсия является следствием нарушения подобия (ортоскопии) построенного объективом изображения объекта, расположенного в плоскости, перпендикулярной к главной оптической оси. Эти нарушения приводят к смещению точек изображения как в радиальном направлении (радиальная дисторсия), так и перпендикулярно к ней (тангенциальная дисторсия). Лучшие современные объективы имеют дисторсию, не превышающую 2 мкм.

Все виды аберраций, кроме дисторсии, ухудшают разрешающую способность объектива, и их стремятся уменьшить или свести к минимуму путем подбора линз. Такие объективы, к которым относятся и аэрофотосъемочные, называют анастигматами.

К объективам предъявляется ряд требований специального характера. К ним относится высокая разрешающая способность, достаточные углы зрения и изображения, высокая точность в части подобия изображений объектам местности (ортоскопия), минимальная дисторсия и все виды аберраций, достаточная светосила и постоянство показателей при колебании температуры окружающей среды от

–50 до + 60 .

Четкой классификации объективов, основанной на каком-либо признаке, не существует. Однако известны характерные группы объективов, различающиеся некоторыми параметрами и имеющие определенную область применений (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Сверхширокоугольные объективы удобны для обзорных съемок и пригодны для высокоточного изображения рельефа местности, широкоугольные и нормальноугольные объективы – при контурных съемках, а узкоугольные – при съемках с больших высот.

1.4. Светочувствительные слои и их основные показатели

Фотопластинки, фотопленки и фотобумаги получают в результате нанесения на соответствующую подложку (стекло, целлулоид или бумагу) фотографической светочувствительной эмульсии, пред-

33

ставляющей собой водный раствор желатина. Желатин несет в себе во взвешенном состоянии чувствительные к свету зерна галоидных солей серебра – бромистого, хлористого или йодистого.

Светочувствительные слои характеризуются зернистостью и связанной с ней разрешающей способностью, цветопередачей и др.

Зернистость. Фотографическое изображение, кажущееся невооруженному глазу непрерывным, на самом деле состоит из массы отдельных точек – светочувствительных зерен, число которых на 1 мм2 поверхности колеблется от 0,5 до 5 млн. и более, а размер – от 0,1 до 8 мкм, иногда достигая 35 мкм. По этой причине с увеличением фотоизображения снижается его резкость.

Разрешающая способность фотографической эмульсии определяется максимальным числом линий, раздельно изображаемых на протяжении одного миллиметра плоскости изображения. Она выражается числом линий на миллиметр или расстоянием между этими линиями в мкм, и зависит от размера светочувствительных зерен. Считают, что разрешающая способность фотоэмульсии Rэ связана с размером зерен (в мм) зависимостью

RЭ 0,25 0,33

и для современных аэропленок составляет 400 и более линий на 1 мм.

Рис. 1.8. Спектральная чувствительность глаза и несенсибилизированной фотоэмульсии

34