Предмет - это совокупность точек, из которых выходят лучи, попадающие в оптическую систему.
Вся возможная совокупность точек образует пространство предметов. Оптическая система делит все пространство на пространство предметов и пространство изображений, которые могут быть действительными или мнимыми. Для центрированных систем поверхности предмета и изображения считаются плоскостями, перпендикулярными оси, а поле на предмете и изображении - кругами.
Описывать размеры и положение предмета и изображения одним способом во всех ситуациях не всегда корректно. Рассмотрим это описание для двух типов предмета и изображения - ближнего и дальнего.
Ближний тип - предмет или изображение расположены на конечном расстоянии. Считается, что от таких предметов исходят расходящиеся пучки лучей. В этом случае полное описание предмета (изображения) представляет собой вектор линейных координат, которые измеряются в мм (таблица 3.1).
Дальний тип - предмет или изображение расположены в бесконечности. Считается, что от таких предметов исходят параллельные пучки лучей. В этом случае полное описание предмета (изображения) представляет собой вектор угловых координат, то есть тангенсы углов, под которыми виден предмет (изображение) из центра зрачка (таблица 3.1).
Термины «конечное расстояние» и «бесконечность» достаточно условны и соответствуют лишь более или менее близкому расположению предмета (изображения) по отношению к оптической системе.
Обычно при описании предмета и изображения используют вектор координат , но в центрированной оптической системе (обладающей симметрией вращения относительно оптической оси) достаточно одной координаты У.
В зависимости от конкретного типа предмета и изображения возможны четыре различных типа оптических систем.
Если предмет и изображение относятся к дальнему типу, то система называется телескопической. Ее основное назначение - наблюдение удаленных объектов. Если предмет - дальнего типа, а изображение - ближнего, то такая система называется фотографической, хотя в действительности изображение может формироваться не только на поверхности фотоматериала, но и на поверхности любого другого приемника изображения. Если предмет -ближнего типа, а изображение - дальнего, то это система микроскопа (к этим системам относятся также лупы и окуляры). Репродукционные системы имеют дело как с предметом, так и с изображением ближнего типа.
Обобщенные размеры поля предмета и изображения (2 max, 2 max) -это удвоенные максимальные размеры предмета и изображения. Так же, как и величины предмета (изображения), обобщенные поля для ближнего типа -линейные величины и измеряются в мм, а для дальнего типа - угловые величины и измеряется в угловой мере.
Передний и задний отрезки (S, S') - указывают положение предмета (изображения) по отношению к оптической системе.
Для ближнего типа передний отрезок измеряется как расстояние от первой поверхности оптической системы до предмета, а задний отрезок измеряется как расстояние от последней поверхности до изображения (в мм). Для дальнего типа передний и задний отрезки измеряются в обратных миллиметрах (кдптр) относительно входного (выходного) зрачка (таблица 3.1).
Согласно правилу знаков, принятому в оптике (см. Приложение Б), осевые расстояния считаются положительными, если они измеряются по направлению распространения света, то есть слева направо. Поэтому обычно передний отрезок отрицательный S' < 0, а задний положительный S' > 0 .