Что это значит — «навести на резкость»?

14

А. Дозоров

Что это значит — «навеси на резкость»?

Наводить на резкость, то есть добавиться резкого изображения, — приходилось всем. Во многих случаях смысл этого действия прост и понятен. Например, при фотографировании на резкость означает, что изображение, создаваемое объектным фотоаппарата, нужно поместить точно на эмульSIONный слой пленки. В кинозале требование публики добавится резкость изображения на экране сводится к требованию совместить изображение кадра фильма с плоскостью экрана.

Смысл наводки на резкость несколько затушевывает, если при наблюлении не требуется экран, например, если предмет рассматривается невооруженным глазом. Давайте проведем небольшой эксперимент. Посмотрите в окно. Удаленные предметы видны достаточно резко. Телерпосмотрите на предметы, находящиеся на расстоянии нескольких метров. Они тоже видны резко. Наконец, читая эту страницу, вы видите резкое изображение текста. Все это происходит потому, что глаз «автоматически» наводит на резкость. Управляет этой процедурой аккомодированный мускул глаза, который соответствует образом деформарует хрусталик глаза. В результате изображение предмета попадает точно на сетчатку глаза (так сказать, на экран) — изображение получается резким (рис. 1).

Другими словами, при изменении расстояния $d$ от предмета до наблюдаателя (точнее, до глаза наблюдаателя) расстояние $f$ от хрусталка глаза (лины) до сетчатки (экрана) остается неизменным. Это возможно лишь в том случае, если фокусное расстояние

16

Рис. 3. Влияние ширины светового лучка на глубину резкости изображения. Чем уже пучки, тем меньше резкости изображения точек А и С на экране.

ния. При этом, если удалить глаз от окуляра, не все лучи, выходящие из окуляра, попадут в глаз наблюдаются практические точки (видно резкое изображение), если угол зреня α, под которым виден кружок, порядка $1' \approx 3 \cdot 10^{-4}$ рад. Obviously мы рассматрием изображение с расстояния на лучшего зреня $l_0 = 25$ см. Тогда допустимый диаметр кружка

$$2r = l_0 \text{tg} \alpha \approx l_0 \alpha \approx 75 \cdot 10^{-4} \text{ см} = 0,075 \text{ мм.}$$

Пусть точки A и C (см. рис. 3) в плоскости экрана изображаются кружками рассеяния одного и того же радиуса r. В этом случае геометрическая глубина резкого изображения (расстояние между плоскостями, в которых получаются резкие изображения точек A и C) равна

$$l_1 + l_2 \approx \frac{2rL}{D} \approx \frac{Ll_0 \alpha}{D},$$

где L — расстояние от линии до экрана, D — диаметр линии. Отсюда неоспредственно видно, что глубина резкости действительно связана с шириной световых лучков.

Поскольку различные точки представляются не точками, а кружками рассеяния, важно, чтобы эти кружки не накладывались друг на друга. Если два соседних кружка рассеяния не перекрываются, они воспринимаются глазом разрешением.

В таком случае говорят, что оптическая система разрешаем эти две точки. Если кружки накладываются друг на друга, в изображении получается одно светлое пятно, то есть точки представляют системой не разрешаются. С уменьшением размеров линзы уменьшаются размеры кружков рассеяния и, следовательно, увеличивается разрешация способность. Если диаметр линзы велик, то разрешация способность становится низкой и вместе четкого изображения получается размаzanное пятно. Таким образом, ограничение лучка света, идущего от предмета, является принципиальным.