Правила, по которым формируются изображения, подчиняются простым законам оптики и геометрии. Для создания изображения необходимо как минимум два луча и три простых правила:
- объекты, съёмка которых ведётся с различных дистанций, должны одним из краёв пересекаться с оптической осью
- все лучи, проходящие через центр линзы, не изменяют своего направления, то есть в центре линзы она ведёт себя как плоское стекло, перпендикулярное направлению луча, и преломления не происходит
- все лучи, параллельные оптической оси, проходят через фокус
По вот этой формуле можно рассчитать количество света достигающего сенсора камеры:
1/D + 1/d = 1/f, где D - расстояние от объекта до объектива, d - расстояние от объектива до изображения (обратите внимание, что оно относится к изображению, не находящемуся в бесконечности, поэтому эта величина превышает f, за исключением изображений объектов, находящихся в бесконечности), f - фокусное расстояние объектива.
Обратите внимание на положение изображений объектов, находящихся на разных расстояниях от объектива. Фокусировка объектива достигается изменением расстояния между объективом и плоскостью изображения (в камерах это фоточувствительная поверхность сенсора). Для бесконечно удалённого объекта у сфокусированного объектива плоскость изображения совпадает с фокальной плоскостью. Во всех прочих случаях расстояние между объективом и изображением превышает фокусное расстояние (объектив отодвигается от сенсора).
Следует также отметить, что на практике объектив состоит из нескольких оптических элементов (помните, да?), и его принято представлять в виде эквивалентного одноэлементного объектива (ну как будто нет внутри объектива набора линз разной формы и цели). Объектив, состоящий из нескольких оптических элементов (одиночных тонких линз) имеет две главные точки, называемые первичной и вторичной. У однолинзового объектива эти точки совпадают с геометрическим центром.
Главные плоскости это те которые проходят через главные точки! А не то что вы могли подумать! А главные точки, напомню, это те самые точки, которые, в многосоставных объективах называются первичной и вторичной. Так вот, главные плоскости характеризуются:
- луч, падающий на первичную главную плоскость параллельно оптической оси, выйдет из вторичной главной плоскости на той же самой высоте, направляясь к точке фокуса.
- луч, падающий под углом к оптической оси и проходящий через первичную главную точку, выйдет из вторичной главной точки под тем же углом.
- фокусным расстоянием такого объектива является расстояние от вторичной главной точки до точки фокуса
Учитывая эти свойства, мы можем построить геометрию изображения, так же, как при использовании однолинзового объектива. Кстати, вторичная главная точка может находится за пределами оптической группы, так обстоит дело у короткофокусных объективов. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше оптических элементов приходится использовать для коррекции всякого рода искажений, и это существенно удорожает объективы. По мере уменьшения физических размеров фоточувствительных сенсоров (от 2/3 к 1/2дюймовым, а теперь уже и 1/4) приходится использовать объективы со всё меньшим фокусным расстоянием, чтобы сохранить столь же широкий угол зрения, как у камер с большими размерами сенсоров. Это, в свою очередь, привело к тому, что отрасль оказалась вынуждена уменьшить присоединительный размер 17,5-милиметровых объективов типа С для того, чтобы иметь возможность использовать более простую, малоразмерную и дешёвую оптику. Новый формат получил название CS, а его присоединительный размер был уменьшен до 12,5 миллиметров.
Базовый фокальный отрезок (до фланца) у объектива с креплением С - 17,526мм, а у CS - 12,5мм.