Насадочная линза

Наса́дочная ли́нза (ма́кроли́нза при положительном фокусном расстоянии, ) — дополнительное приспособление к объективу, изменяющее величину его фокусного расстояния (угла изображения). Она заключена в оправу и надевается непосредственно на объектив, обычно, накручиваясь как светофильтр. Положительная линза уменьшает фокусное расстояние (увеличивает угол изображения), а отрицательная увеличивает (уменьшает угол изображения). Наиболее распространены обычные однолинзовые, сферические макролинзы без просветления, но существуют и намного более дорогие ахроматические — двухлинзовые, с просветлением, и асферические.

Описание 
Визуально насадочная линза представляет собой тонкую линзу в оправе со стандартным резьбовым креплением на объектив таким же, как и у светофильтров. 
Форма линз обычно выпукло-вогнутая, выпуклой стороной от объектива — такая форма предпочтительна для короткофокусных широкоугольных объективов, но встречаются плоско-выпуклые, и макролинзы с наружной вогнутой стороной — при такой форме сферическая аберрация минимальна, что особенно хорошо для телеобъективов.

Насадочные линзы выпускаются как производителями объективов, например, Canon, Nikon, Sony, КМЗ, ЛЗОС, ЛОМО, так и сторонними фирмами ИПЗ, Marumi, и многими другими.

Макролинза используется в фотографии для съёмки небольших объектов крупным планом без применения специализированного макрообъектива (см. Макросъёмка). Макролинзы работают подобно лупе или очкам для чтения, приближая изображение к основному объективу.

Основным преимуществом такого решения является невысокая, по сравнению со специализированным макрообъективом, цена, а также возможность совершать макросъёмку аппаратом с несменной оптикой. Однако и результат получается несколько хуже, особенно заметна потеря резкости по краям изображения.

Влияние на прочие характеристики объектива 

 Непросветлённые насадочные линзы могут вносить блики.
 При неправильном изготовлении (вытачивании) корпуса макролинзы или корпуса объектива — более чем за одно закрепление в шпинделе, неизбежны смещения оптической оси (которые не должны превышать 1 мкм), центрировка сбивается и изображение ухудшается.
 Насадочная линза, как правило, ухудшает коррекцию (аберрации) объектива, и тем больше, чем сильнее изменяется фокусное расстояние системы объектив + насадочная линза.
 Чем сильнее макролинза, тем больше вносимые ею искажения, причём они растут нелинейно, поэтому использование, например, двух слабых макролинз +1 Дптр вместо одной сильной +2 Дптр даст лучший результат. Современные макролинзы с меньшей светосилой чем +1 Дптр (как советские F=1738 от КМЗ, и +0.5 Дптр от ИПЗ), не выпускаются.
 При одновременном использовании нескольких макролинз, более слабые должны находится перед более сильными (т.е ближе к объекту), в этом случае искажения будут меньше.
 В простых схемах объективов (триплет, тессар, планар, зоннар) при использовании для макросъёмки линз с фокусным расстоянием порядка 1/20 и менее, от фокусного расстояния объектива, резкость изображения возрастает, так как сферическая аберрация вносимая слабой макролинзой будет меньше, чем таковая у объектива, сфокусированного на МДФ.
 Обычные, не ахроматические линзы, привносят в получаемое изображение сильную радужную окраску, из-за не коррегированной хроматической аберрации. Двухэлементные ахроматические макролинзы этого недостатка лишены, но они выпускаются только с большой оптической силой (от +2 у Canon 500D, +3 у Marumi, +3 у Nikon N3T, +4 у АЛ-4 «Точприбор»), и у них проявляются другие аберрации.

 Положительная насадочная линза:
 Увеличивает относительное отверстие системы (незначительно).
 Уменьшает минимальную дистанцию фокусировки объектива.
 Увеличивает масштаб съёмки при неизменном выдвижении объектива.
 Уменьшает расстояние до резко изображаемого объекта при неизменном выдвижении объектива.
 Отрицательная насадочная линза:
 Уменьшает относительное отверстие системы (незначительно).
 Увеличивает минимальную дистанцию фокусировки объектива.
 Уменьшает масштаб съёмки при неизменном выдвижении объектива.
 Увеличивает расстояние до резко изображаемого объекта при неизменном выдвижении объектива.

Расчёт общего фокусного расстояния 
Фокусное расстояние системы объектив + насадочная линза определяется по формуле:

 ,

где  — искомое фокусное расстояние;  — фокусное расстояние объектива;  — фокусное расстояние насадочной линзы;  — расстояние между задней главной плоскостью насадочной линзы и передней главной плоскостью объектива. Фокусное расстояние положительной линзы обозначается знаком плюс, а отрицательной — знаком минус.

Задняя главная плоскость отрицательной насадочной линзы, когда она надета на объектив, проходит около вершины объектива.

При применении положительной насадочной линзы к расстоянию от вершины передней линзы объектива до его передней главной плоскости надо добавить толщину линзы в центре, так как у мениска задняя главная плоскость проходит около его вершины.

Насадочная линза изменяет фокусное расстояние объектива, отчего меняется и его относительное отверстие. Это надо учитывать и при самостоятельном расчёте выдержки производить пересчёт шкалы диафрагмы.

Диоптрийное исчисление 
Выбирать насадочную линзу легче с помощью диоптрийного исчисления. Такое исчисление основано на понятии оптической силы линзы, которая тем больше, чем меньше её фокусное расстояние, то есть оптическая сила линзы и величина её фокусного расстояния находятся в обратной зависимости. Поэтому величину, обратную фокусному расстоянию , принимают за меру оптической силы D линз, то есть

 

Оптическая сила собирающих и рассеивающих линз и фотографических объективов измеряется в диоптриях. Наиболее распространёнными являются насадочные линзы +1, +2, +4, +10 диоптрий.

Расчёт оптической силы насадочной линзы 
При учёте расстояния между главными задними плоскостями объектива и насадочной линзы , выраженного в метрах, необходимая сила насадочной линзы может быть найдена из выражения:

 

Фокусное расстояние  в метрах системы объектив с фокусным расстоянием  метров + насадочная линза силой  диоптрий определяется по формуле:

Дополнительный объектив как насадочная линза 
Макросъёмка может производиться составным объективом — двумя объективами, соединёнными передними линзами с помощью реверсивных (оборачивающих) колец. Реверсивные (оборачивающие) кольца имеют две наружные резьбы. Два объектива оказываются соединёнными передними линзами друг к другу, один из объективов присоединён к камере обычным способом. Дополнительный объектив фактически становится насадочной линзой.

См. также 
 Удлинительные кольца

Литература 
 
 

Геометрическая оптика
Фототермины
Аксессуары объектива
Линзы