3. Роль диафрагм в образовании изображения. Входной и выходной зрачки. Апертурная диафрагма. Апертурный угол. Глубина резкости. Глубина резко изображаемого пространства.

Диафрагма (от греч. διάφραγμα — перегородка) — оптическое устройство, компонентоптической системы (а также анатомическое образование, элемент глаза позвоночных) - непрозрачная преграда, ограничивающая поперечное сечение световых пучков воптических устройствах (микроскоп, зрачок, фотоаппарат, телескоп, дальномер и др.).

Вследствие ограниченного размера любой оптической системы большая часть лучей, выходящих из светящегося объекта по всем направлениям, проходит мимо системы и не может участвовать в образовании изображения. Всякая преграда, ограничивающая проходящие через оптическую систему лучи, называется диафрагмой. В случае простой линзы диафрагмой служит обычно ее оправа. Однако можно часть линзы закрыть, например, поставив перед ней лист картона, в котором вырезано отверстие; в этом случае диафрагмой служит данное отверстие в картоне. При этом надо иметь в виду, что любая часть линзы (если она достаточно хорошо исправлена *)) образует то же изображение, что и вся линза; поэтому наличие диафрагмы не меняет ни размера, ни вида изображения; только освещенность этого изображения соответственно уменьшается, ибо уменьшается световой поток, пропускаемый при наличии диафрагмы. Можно, например, закрыть половину линзы куском картона — изображение останется тем же, но освещенность его в этом случае уменьшится в два раза, так как в образовании изображения будет участвовать только половина пучка.

Таким образом, для хорошо исправленной системы роль диафрагмы прежде всего сводится к изменению светового потока, участвующего в образовании изображения. Диафрагма определяет также поле зрения прибора, т. е. максимальную часть объекта, изображение которого может дать прибор. Значение диафрагмы для получения изображений протяженных предметов (глубины фокусировки) мы не будем рассматривать; о влиянии диафрагмы на разрешающую способность оптических приборов см. в гл. XIV.

Входной зрачок

Входной и выходной зрачки являются изображениями апертурнойдиафрагмы, образуемыми соответственно частями оптической системыобъектива, расположенными перед диафрагмой или позади её. Относятся к конструктивным оптическим характеристикам объектива.

Если апертурная диафрагма располагается перед или сзади объектива, то она является одновременно и входным, и выходным зрачком.

Размеры зрачков связаны через линейное увеличение в зрачках: . 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'.

Влияние размера входного зрачка на изображение

Известно, что при съёмке светосильным объективом с очень близкого расстояния может быть заметен дефект изображения, связанный с конечными (не точечными) размерами его входного зрачка.

Объясняется это тем, что из разных точек входного зрачка изображаемый предмет виден под несколько разными углами, но всё это соединяется в одном изображении. Хотя накладываемые изображения совпадают геометрически (без учётагеометрических аберраций), они отличаются друг от друга распределением светового потока. При этом могут изображаться также грани предмета, не видимые одновременно из одной точки. В результате, например, знакомые лица могут выйти на фотографии неузнаваемыми.

Строго говоря, такая особенность изображения пространственных предметов не является дефектом оптической системы. Она остаётся даже при идеальном ходе лучей. Тем не менее, при определённых условиях съёмки она приводит к тому, что изображение искажается. Уменьшается диафрагмированием.

Так же, данное явление следует отличать от искажений перспективы, когда передний план выглядит излишне увеличенным по сравнению с задним.