ГЛУБИНА ИЗОБРАЖАЕМОГО ПРОСТРАНСТВА

Глубиной изображаемого пространства называется измеренное вдоль оптической оси расстояние между точками пространства предметов, определяющим границы его резкого изображения оптической системой в данной плоскости. Различают глубину в пространстве предметов (глубина изображаемого пространства) и глубину в пространстве изображений (глубина резкости). В основе их лежат одинаковые представления, а именно: способность глаза человека видеть изображения, образованные кружками рассеяния, в виде резких точечных изображений.

Рассмотрим оптическую систему, изображенную в (виде зрачков входа и выхода (рис. 31).

Допустим, что плоскость М' оптически сопряжена с плоскостью М. Точки Р1 и Р2 проектируются на плоскость изображения М' в виде кружков рассеяния (sigma'). Если глаз человека, имеющий определенную разрешающую способность, не сможет увидеть кружки рассеяния из-за их малости, то вместе с предметами, расположенными в плоскости М, он будет видеть резко точки P1 и Р2. Глубина в пространстве предметов определяется формулой

Геометрическая оптика. Глубина в пространстве предмета.

Кружки рассеяния δ’ видны, если их угловые размеры превосходят разрешающую силу глаза. Кружку рассеяния δ’ соответствует в плоскости предметов М кружок рассеяния δ. Между δ и δ’ для случая бесконечно удаленных предметов существует простая зависимость:

Найденное расстояние до плоскости наводки р=-D/tgψ, при котором задняя глубина Т2=∞ называется гиперфокальным фокусным расстоянием. В этом случае все предметы, расположенные от объектива на расстоянии от Pi=-D/2tgψ до бесконечности, изображаются в плоскости изображения резко. Расстояние p1 и следует именовать "началам бесконечности".

Преобразуем формулы (31,2) и (31,3), заменив в них величины (sigma) и D следующими выражениями:

Мы получили рабочие формулы для расчета глубины изображаемого пространства.

Пример 16. Найти глубину изображаемого пространства для фотографического объектива с фокусным расстоянием 50 мм и относительным отверстием 1:3,5 при наводке на плоскость, расположенную от объектива на расстоянии 5 м, если разрешающая способность объектива 25 штр/мм.