Воскресенье, 25.06.2017, 20:22
Меню сайта
Категории раздела
Каталог узлов и деталей бронетранспортёра БТР-60П
Военное издательство министерства обороны СССР Москва-1963г.
Бытовая приёмно-усилительная радиоаппаратура
Справочник Ю.П. Алексеев
Зеркальный фотоаппарат как система
А.И. Трачун Издательство "Искусство", 1986 г.
Реклама
Форма входа
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Все книги онлайн

Главная » Книги » Техническая литература » Зеркальный фотоаппарат как система

Видоискатель
 Видоискатель представляет собой устройство для определения границ кадра в пространстве. Он используется для наблюдения за предметом съемки, для композиционного построения кадра.

 Видоискатель современного фотоаппарата - многоцелевое устройство. Как правило, он применяется также для оценки резкости изображения предмета, контроля глубины резко изображаемого пространства, получения информации об основных функциональных характеристиках фотоаппарата. 

 К видоискателю предъявляют следующие требования. 

 1. Соответствие поля зрения видоискателя, т. е. наблюдаемого участка пространства предметов, изображению в кадровом окне. Степень соответствия характеризуется коэффициентом поля зрения видоискателя, представляющим отношение сторон поля зрения видоискателя к соответствующим сторонам поля изображения в кадре фотоаппарата. В зеркальном фотоаппарате поле зрения видоискателя составляет 80 - 100% поля кадра. 

 2. Получение конгруэнтного (прямого) изображения. 

 3. В фотоаппарате со сменными объективами один и тот же видоискатель должен обеспечивать возможность работы с любым из объективов. 

 4. Удобство работы, обеспечиваемое характеристиками оптической системы (увеличение, пропускание света, распределение освещенности, разрешающая способность, допустимые аберрации, точность оценки резкости, положение выходного зрачка и др.). 

 Как правило, видоискатель используется либо для съемки с уровня глаз, либо с уровня пояса. Тип видоискателя определяется назначением, формой, размерами фотоаппарата, характером выполняемой задачи. 

 Видоискатели подразделяются на постоянные (жестко встроенные в корпус фотоаппарата) и сменные, причем к сменным относят и видоискатель, в котором сменяется лишь какая-либо часть (исключая съемочный объектив). Применение сменного видоискателя расширяет функциональные возможности фотоаппарата. 

 В группу видоискателя входят: 

 непосредственно видоискатель (призменный и др.); 

 устройство для рассматривания изображения (линза Френеля, светозащитная шахта с лупой и др.); 

 элементы для оценки резкости (матированная поверхность, микрорастр и др.). 

Типы видоискателей 

 Зеркальный видоискатель представляет собой беспараллаксную афокальную оптическую систему, состоящую из объектива, образующего изображение, оборачивающей системы и окуляра, т. е. является трубой Кеплера с зеркально-призматической оборачивающей системой. В качестве окуляра, как правило, используется склеенный просветленный ахромат. 
 


Рис. 54. Видоискатели: а, б - призменный видоискатель прямого зрения для съемки с уровня глаз, в - видоискатель для визирования под углом 45, г - лупа-насадка, д - светозащитная шахта с лупой

 В зеркальных фотоаппаратах применяют следующие типы видоискателей (рис. 54):

 призменный видоискатель, у которого прямое незеркальное изображение образуется посредством призменной системы; 

 призменный видоискатель типа TTL, представляющий собой сменный призменный видоискатель со встроенным экспонометрическим устройством. 

 В зависимости от используемой оптической системы видоискателя ось окуляра либо параллельна оси съемочного объектива, либо наклонена к ней под углом 45°. Последнее удобно при фотомикрографии, репродуцировании. 

 Известен сменный призменный видоискатель, у которого окуляр, снабженный дополнительной призмой, может быть повернут на угол до 360°. Благодаря этому видоискатель можно использовать с уровня глаз или уровня пояса. 

 Оригинальна угловая насадка переменного увеличения, которая устанавливается на байонет окуляра фотоаппарата. Она предназначена для работы с уровня пояса (рис. 55). Оптическая схема ее состоит из объектива, зеркала и окуляра. Она имеет поворотное устройство, обеспечивающее поворот на 360° (с фиксацией через каждые 90°), селектор увеличения изображения (1,2х и 2,5х), диоптрийную коррекцию (от минус 7 до +3 м-1), резиновый наглазник. Все это обеспечивает широкую область использования видоискателя, вплоть до так называемой съемки из-за угла. 
 


Рис. 55. Угловая окулярная насадка переменного увеличения: 1 - окуляр, 2 - фокусировочное кольцо, 3 - подвижное соединение, 4 - выбор увеличения, 5 - присоединительный байонет прямоугольной формы 

 В фотоаппаратах, рассчитанных на применение кассет, вмещающих большое количество фотопленки, используется призменный видоискатель с вынесенным окуляром. 

 Окуляр может быть постоянный или сменный легкосъемный (байонетное крепление), может отличаться диапазоном диоптрийной коррекции (от +3 до минус 4 м-1). 

 На фокусирующем экране зеркального фотоаппарата увеличение изображения в основном составляет 0,8 - 1,0х, а при использовании окуляра - 3х

 Видоискатель комплектуется наглазником, защищающим от попадания постороннего света, особенно при расположении фотоприемника в видоискателе, а среднеформатные фотоаппараты - набором масок, ограничивающих поле зрения. 

Элементы видоискателя для рассматривания изображения 

 Для рассматривания изображения в видоискателе применяются: матовое стекло, полевая линза, линза Френеля, светозащитная шахта, лупа-насадка. 

 Матовое стекло служит для наблюдения изображения, образуемого объективом. Оно представляет собой плоскопараллельную пластину, одна из поверхностей которой имеет нерегулярную зернистость для диффузного рассеяния пропущенных и отраженных лучей света. Такая поверхность называется матированной и используется для оценки резкости изображения. 

 Особенностью работы с матированной поверхностью является то, что при наблюдении за изображением используют не только зрение, но и память (фотограф выбирает наиболее резкое изображение объекта съемки). 

 Матовое стекло матированной поверхностью обращают к объективу, либо к плоскости фотоматериала (студийный фотоаппарат), либо к плоскости, эквивалентной ей. Это позволяет наблюдать действительное перевернутое в горизонтальной плоскости изображение предмета. 

 Не следует смешивать понятия «матовое стекло» и «матированная поверхность». Матовое стекло определяет не материал, а назначение оптической детали. Матированную поверхность характеризует качество поверхности; она может быть нанесена не только на плоскопараллельное матовое стекло, но и на линзу Френеля. 

 Характеристики матового стекла (яркость) и матированной поверхности (точность оценки резкости, глубина резко изображаемого пространства) определяются качеством рабочей поверхности. Крупная зернистость позволяет получить яркое изображение, но затрудняет оценку резкости (за счет уменьшения диффузии,что приводит к увеличению пропускания света). Кроме того, уменьшение диффузии света увеличивает глубину резко изображаемого пространства в видоискателе по сравнению с глубиной в кадровом окне, что вносит дополнительные ошибки при оценке резкости. Естественно, что точность оценки резкости зависит от фокусного расстояния и относительного отверстия объектива. 

 При увеличении диффузии наблюдаются обратные явления. 

 Оптимальным считается компромиссное решение комбинации яркостной и точностной (для оценки резкости) характеристик. 

 Матированную поверхность можно получить физическим (полировка) или химическим (травление) способом. В последнее время нашли распространение стекла, изготовленные с применением лазерной техники, что позволило одновременно повысить яркость и точность оценки резкости. 

 Яркость матированной поверхности пропорциональна яркости изображения на фотоматериале, что-позволяет определять световые условия съемки при расположении фотоприемника в видоискателе. 

 Матовое стекло предпочтительнее при работе с нормальным и длиннофокусным объективами, так как последние дают крупное изображение объекта съемки, меньшую глубину резко изображаемого пространства. 

 Полевая линза. Известно, что яркость матового стекла резко падает на краю поля. Для устранения этого недостатка применяли полевую линзу. 

 Полевая линза, или коллектив, представляет собой положительную линзу или систему линз, располагаемую в (вблизи) плоскости действительного изображения. Применение полевой линзы позволяло уменьшить размеры входного зрачка окуляра, исключить виньетирование наклонного пучка лучей и тем самым снизить потери света в оптической системе. 

 Линза Френеля. В 60-х гг. полевую линзу заменили линзой Френеля, представляющей собой ступенчатую преломляющую поверхность, формируемую на одной из сторон тонкой пластины. Линза имеет кольцевые элементы переменного профиля, причем угол выступов увеличивается к краю. 

 Применение линзы Френеля позволило значительно уменьшить толщину и массу детали по сравнению с полевой линзой. 

 Светозащитная шахта (см. рис. 54) применяется в основном в среднеформатных фотоаппаратах («Киев-60 TTL»). Светозащитная шахта дает возможность работы с уровня пояса, с уровня глаз (при использовании откидного зеркала), может быть применена в качестве рамочного видоискателя; увеличивает точность оценки резкости за счет применения откидной лупы, компактна в сложенном состоянии. 

 Лупа-насадка (рис. 54) представляет собой нескладывающееся устройство со встроенной лупой, имеющей диоптрийную коррекцию. Она устанавливается на фотоаппарат («Киев-88»). При съемке с уровня пояса используется в качестве видоискателя и отличается значительным увеличением (4 - 6х), при съемке с близкого расстояния (макросъемке) - для наблюдения и оценки резкости. 

Элементы видоискателя для оценки резкости 

 Для оценки резкости изображения в видоискателе используются матированная поверхность, фокусировочные клинья, микрорастр и фокусирующий экран, представляющий собой комбинацию элементов. 

 Фокусировочные клинья. Известно, что глаз человека лучше воспринимает смещение линий, чем нерезкость точки. Вот почему в основу оптической системы положен принцип разделения изображения. При несфокусированном положении объектива клинья формируют изображение, на котором одна часть предмета съемки смещена относительно другой, при сфокусированном положении разделенные части сводятся в одно цельное изображение. 

 Фокусировочные клинья представляют собой оптическую поверхность, состоящую из системы клиньев. Клинья выполнены из двух цилиндрических призм, встроенных в центральной части фокусирующего экрана. Линия раздела может быть горизонтальной, вертикальной, наклонной (45°) и даже крестообразной, что облегчает оценку резкости предметов любой конфигурации. 

 К недостаткам способа определения резкости с помощью фокусировочных клиньев относятся: трудность оценки резкости малоконтрастных объектов, текстурных поверхностей, не имеющих четких контуров; невозможность контроля глубины резкости; виньетирование, зависящее от фокусного расстояния применяемого объектива; трудность оценки резкости при небольшом относительном отверстии объектива. Это объясняется тем, что при малом угле падения лучей уменьшается пучок лучей, попадающих в глаз. А так как диаметр выходного зрачка оптической системы мал, то незначительное перемещение глаза вызывает затемнение всего клина или его части. В зависимости от используемого диафрагменного числа объектива предельные углы клиньев следующие: 9,5 - 6°, 8 - 7°, 7 - 8°, 6,3 - 9° и 5,6 - 10°. Для устранения рассматриваемого эффекта можно уменьшить предельный угол клина,, однако это приведет к большей степени расхождения между двумя изображениями и, соответственно, к снижению точности оценки резкости. Данный вопрос был решен в 70-х гг., когда разработали клинья, рабочие грани которых представляют собой ломаные поверхности с крутым и пологим участками. При большом относительном отверстии следует использовать крутой участок, при меньшей светосиле - пологий. 

 Микрорастр. Известно, что человек воспринимает изображение предмета поэлементно посредством колбочек и палочек, расположенных на сетчатке глаза. Однако видит человек слитное изображение, поскольку каждый элемент рассматривается под углом, не превышающим предел разрешения глаза (1'). Аналогичный принцип используется в оптической растровой системе, где изображение предмета также передается поэлементно (выходной зрачок каждого элемента строит малый участок формируемого изображения). 

 Микрорастр представляет собой оптическую поверхность с регулярной структурой в виде трех-четырехгранных пирамид или микролинз высотой не более 0,05 мм (меньше предела разрешения глаза), которые характеризуются шагом и фокусным расстоянием. Растровая система формируется методом прессования или литья на одной из сторон прозрачной пластины из полимерного материала. 

 Если объектив дает изображение, не совпадающее с плоскостью, которая проходит через вершины пирамид, то каждая грань призмы отклоняет лучи света, дает свое изображение, что приводит к нерезкости. При совпадении изображение становится безрастровым, резким. 

 Использование микрорастра позволяет получить изображение более яркое, чем на матированной поверхности, увеличить точность оценки резкости статических объектов. 

 Недостатки микрорастра в основном аналогичны недостаткам, присущим фокусировочнгям клиньям. Для увеличения яркости изображения при работе с объективами разной светосилы предложены растровые системы (сменные фокусирующие экраны), позволяющие при малом относительном отверстии использовать микрорастр с призмами меньшей высоты. 

 Фокусирующий экран. Зеркальный фотоаппарат позволяет кроме обычных видов съемки осуществлять макрофотографию, фотомикрографию в научных исследованиях, съемку архитектуры и др. Это требует применения оперативных и, точных элементов для оценки резкости, а также обеспечения их взаимозаменяемости. 

 Стандартный фокусирующий экран малоформатного фотоаппарата имеет три основных элемента: матированную поверхность по полю (часто с использованием линзы Френеля); центрально-расположенное кольцо микрорастра, внутри которого помещены фокусировочные клинья. Такой набор позволяет производить оценку резкости либо по матированной поверхности всего поля, либо по микрорастру, либо по клиньям. 

 Рассмотрим основные типы фокусирующих экранов (рис. 56). 
 


Рис. 56. Типы фокусирующих экранов

 Экраны для обычных видов съемки (1, 2, 3) имеют: линзу Френеля с матированной поверхностью, кольцо микрорастра, фокусировочные клинья. Такой экран используют при работе с большинством объективов. При диафрагменном числе n > 5,6 оценка резкости производится по матированной поверхности (1); 

 линзу Френеля с матированной поверхностью и контрольной окружностью в центре, фокусировочные клинья. Такой экран удобен для быстрой и точной оценки резкости (2); 

 линзу Френеля с матированной поверхностью и контрольной окружностью в центре. Рекомендован для съемки с телеобъективом, имеющим малую светосилу (3). 

 Экран для фотомикрографии, астрофотографии и других видов съемок (4), обеспечивающий большое увеличение для параллаксной или воздушной фокусировки. Поле видоискателя - матированная поверхность с перекрестием и контрольной окружностью в центре. Используется с видоискателем, оснащенным лупой. 

 Экран для съемки со сверхтелеобъективом, фотографирования с близкого расстояния (5). Поле видоискателя - матированная поверхность. 

 Экран для архитектурной и репродукционной съемок, макрофотографии, повторной съемки на один кадр (6) имеет: линзу Френеля с матированной поверхностью и контрольной окружностью в центре; координатную сетку для обеспечения точного расположения предмета и определения его масштаба. Этот экран реализуется с макросъемочным объективом, сверхтелеобъективом, объективом, который допускает наклон оптической оси. 

 Экран для работы в условиях низкой освещенности имеет: линзу Френеля с микрорастром в центре. Известны три модификации экрана для работы со следующими объективами: широкоугольным и нормальным, нормальным и телеобъективом, сверхтелеобъективом, n > 11 (7). 

 Экран для съемки движущихся объектов в условиях низкой освещенности (8): 

 линзу Френеля с микрорастром по всему полю. 

 Экран для обычных видов съемки (9) с линзой Френеля с матированной поверхностью, контрольной окружностью и микрорастром в центре. 

 Экран для фотомикрографии, съемки с близкого расстояния и других видов работ, требующих большого увеличения (10): линза Френеля со свободным прозрачным участком в центре, где расположено двойное перекрестие шкал, нанесенных на двух взаимно перпендикулярных осях. Данный фокусирующий экран позволяет оценить резкость по методу воздушной фокусировки, т. е. изображение, сформированное в плоскости экрана, контролируется только лупой.

 Штрихи перекрестия определяют плоскость, в которую должно быть приведено правильно сфокусированное изображение. Лупу вначале наводят на штрихи и фиксируют в данном положении. Затем объективом изображение фокусируют в упомянутую плоскость. Если изображение вне фокуса, то при поперечном перемещении глаза относительно выходного зрачка изображение будет смещаться относительно штриха. Если изображение в фокусе, то предмет и штрихи неподвижны. 

 При съемке с близкого расстояния (при небольшом увеличении) оценка резкости производится по матированной поверхности. 

 Наиболее полным набором сменных фокусирующих экранов снабжен малоформатный фотоаппарат (свыше 30 наименований), несколько меньшим - среднеформатный. 

 Из сказанного видно, что различные элементы для оценки резкости отличаются относительной яркостью. Зависимость яркости от относительного отверстия используемого объектива представлена на рис. 57. 
 


Рис. 57. Зависимость относительной яркости элементов для оценки резкости от относительного отверстия объектива: 1 - фокусировочные клинья, 2 - матированная поверхность с нерегулярной структурой, 3 - матированная поверхность с регулярной структурой («Минолта Экс Д-7»)

 Дальнейшее развитие фокусирующих экранов предполагает разработку компромиссного сочетания высокой яркости изображения с удобством и точностью оценки его резкости. Предложен экран с переменной асимметричной диффузией света. Структура экрана представляет собой совокупность микролинз в форме эллипсоида, т. е. с разной кривизной в направлениях длинной и короткой сторон поля видоискателя. Это позволяет улучшить распределение яркости в краевой области без снижения точности оценки резкости. 



Категория: Зеркальный фотоаппарат как система | Добавил: Talabas07 (20.01.2015)
Просмотров: 677 | Теги: фото | Рейтинг: 0.0/0


Ещё по этой теме: