У самой простой камеры меньше всего аберраций. Это в буквальном смысле «камера с булавочным отверстием». Все, что нужно для ее изготовления, – это коробка из-под обуви, немного черной липкой ленты, алюминиевая фольга и кусок пленки. Вырежьте отверстие на одном конце коробки и поверх него приклейте лентой кусочек алюминиевой фольги. В фольге проколите отверстие булавкой. В темной комнате поместите пленку на противоположном конце коробки и затем заклейте лентой крышку. Булавочное отверстие тоже можно закрыть кусочком ленты, пока вы не поставили камеру в положение для съемки. Поскольку выдержка при съемке освещенной Солнцем сцены может занять более пяти минут, нет нужды проявлять особую заботу о том, как открывать и закрывать булавочное отверстие. С помощью такого устройства можно получить исключительно резкие фотографии неподвижных сцен, лишенные каких бы то ни было искажений.

Простая геометрия лучей в этой камере показана на рисунке. Каждый точечный источник света фотографируемого объекта образует на пленке пятно, имеющее форму булавочного отверстия. Рисунок изображения состоит из множества таких пятен. Никакой наводки на резкость не требуется. Благодаря такой прямолинейной геометрии все предметы, находящиеся перед отверстием, изображаются в фокусе и без искажений.

Можно подумать, что для получения более резких фотографий с помощью такой булавочной камеры нужно уменьшать размер булавочного отверстия. Но такой способ работает лишь до определенного предела. Ясно, что когда отверстие имеет диаметр 1 см, изображение представляет собой монтаж из сантиметровых дисков, наползающих друг на друга (даже в таких обстоятельствах фотография передает некоторое сходство). Однако при уменьшении отверстия за пределы некоторого размера отдельное пятно изображения начинает увеличиваться в размерах.

Почему так происходит?
Уменьшение размеров булавочного отверстия приводит также к уменьшению энергии света, достигающего пленки. При уменьшении диаметра в 2 раза световой поток уменьшается в 4 раза. Для получения приемлемого изображения время экспозиции пришлось бы увеличить в 4 раза. Для практической фотографии нужен способ, который давал бы возможность послать больше света на пленку, не увеличивая размера пятна.
Эта проблема получает решение, если булавочное отверстие заменить линзой. Любой удаленный источник света можно сфокусировать на пленку, помещенную в главную фокальную плоскость линзы. Более того, весь падающий на линзу свет от каждой удаленной точки фокусируется в определенном месте изображения. Мы сильно увеличили размер «булавочного отверстия», но при этом сохранили маленький размер пятна на изображении. Естественно, что в этой схеме есть некоторые недостатки. Прежде всего, только объекты, находящиеся на одном и том же расстоянии от линзы, образуют резкие изображения в плоскости пленки. Если пленку поместить в фокальную плоскость, такое расположение будет правильным для всех объектов, находящихся по существу на бесконечном расстоянии. Однако это требование может оказаться не слишком жестким. Например, у типичной недорогой камеры фокусное расстояние объектива, а следовательно, и расстояние от объектива до пленки могут составлять всего лишь 4 или 5 см. Почти любо,й объект на расстоянии, превышающем 2 м, будет получаться почти в фокусе, как можно видеть из основной формулы линзы.

Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”