Масштабные передаточные характеристики описывают передачу оптической системой размеров и формы предмета, то есть преобразование координат на предмете в координаты на изображении.
Обобщенное увеличение - это отношение величины изображения к величине предмета:
. (3.1)
Обобщенное увеличение также связывает между собой входные и выходные апертуры:
. (3.2)
Увеличение для изображающих приборов каждого типа из-за различного смысла величины предмета и изображения имеет разные размерность и название (таблица 3.2). Обобщенное увеличение в телескопических системах безразмерное и называется угловым увеличением, так как размеры и предмета, и изображения в этом случае угловые. Обобщенное увеличение фотографических систем измеряется в мм (отношение линейной величины изображения к угловой величине предмета) и определяется передним фокусным расстоянием. Обобщенное увеличение микроскопов измеряется в обратных мм и определяется обратным задним фокусным расстоянием. Обобщенное увеличение репродукционных систем безразмерное и называется поперечным увеличением.
Тип | Предмет | Изображени е | Обобщенное увеличение | Размерност ь |
телескопическая система | угловой | угловое | угловое увеличение β | _ |
фотографический | угловой | линейное | переднее фокусное | |
объектив | расстояние | мм | ||
обратное заднее | ||||
микроскоп | линейный | угловое | фокусное расстояние 1/f’ | |
репродукционная система | линейный | линейное | поперечное увеличение υ | _ |
Таблица 3.2. Обобщенное увеличение
В реальных оптических приборах увеличения в различных точках предмета не одинаковы. Это явление называется дисторсией. Наличие дисторсии приводит к искажению прямых линий, не проходящих через
ось. В этом случае изображение квадратного предмета имеет выпуклые или вогнутые стороны.
Допустимая относительная дисторсия (то есть дисторсия, которая при восприятии глазом не вызывает ощущения, что изображение искажено) - около 5-10%. Более точное исправление дисторсии важно в измерительных приборах, так как наличие дисторсии приводит к нелинейной ошибке измерений. Например, в проекционных системах для производства микросхем допуск на абсолютную дисторсию не
превышает 20 нм.
Кроме обобщенного увеличения для некоторых приборов, работающих с глазом (телескопов, микроскопов, луп и окуляров), существует понятие видимого увеличения.
Видимое увеличение - это отношение тангенса угла, под которым предмет наблюдается через оптическую систему, к тангенсу угла, под которым предмет наблюдается невооруженным глазом.