Диафрагма (оптика)
В оптике диафрагма представляет собой тонкую непрозрачную структуру с отверстием ( апертурой ) в центре. Роль диафрагмы состоит в том, чтобы остановить прохождение света, за исключением света, проходящего через апертуру . Поэтому его также называют диафрагмой ( диафрагмой , если она ограничивает яркость света, достигающего фокальной плоскости, или диафрагмой или диафрагмой для других применений диафрагм в объективах). Диафрагма располагается на пути света объектива или объектива , а размер апертуры регулирует количество света, проходящего через объектив. Центр апертуры диафрагмы совпадает с оптической осью линзовой системы.
В большинстве современных камер используется тип регулируемой диафрагмы, известный как ирисовая диафрагма , и часто называемый просто ирисовой диафрагмой .
См. статьи об диафрагме и числе f, чтобы узнать о фотографическом эффекте и системе количественной оценки изменения открытия диафрагмы.
Ирисовые диафрагмы по сравнению с другими типами
[ редактировать ]
Естественная оптическая система, имеющая диафрагму и апертуру, — это человеческий глаз . – Радужная оболочка диафрагма, зрачок – апертура. В человеческом глазу радужная оболочка может как сужаться, так и расширяться, что влияет на размер зрачка. Неудивительно, что фотообъектив с возможностью плавного изменения размера апертуры (отверстия в середине кольцевой структуры) известен как ирисовая диафрагма.
Ирисовая диафрагма может уменьшить количество света, попадающего на детектор, за счет уменьшения апертуры, обычно с помощью «листьев» или «лопастей», образующих круг. [ 2 ]
На заре фотографии объектив мог быть оснащен одной из сменных диафрагм. [ 3 ] часто в виде латунных полос, известных как упоры Уотерхауза или диафрагмы Уотерхауза. Ирисовая диафрагма в большинстве современных фото- и видеокамер регулируется с помощью подвижных лепестков, имитирующих радужную оболочку глаза.
Диафрагма имеет от двух до двадцати лепестков (большинство объективов сегодня имеют от пяти до десяти лепестков), в зависимости от цены и качества устройства, в котором она используется. Прямые лопасти обеспечивают многоугольную форму отверстия диафрагмы, а изогнутые лопасти улучшают округлость отверстия диафрагмы. По фотографии о количестве лепестков, которые имеет ирисовая диафрагма, можно догадаться, посчитав количество дифракционных пиков, сходящихся от источника света или яркого отражения. Для нечетного числа лезвий шипов в два раза больше, чем лезвий.
В случае четного количества лепестков два шипа на лопасть будут перекрывать друг друга, поэтому количество видимых шипов будет равно количеству лепестков в используемой диафрагме. Это наиболее заметно на фотографиях, сделанных в темноте с небольшими яркими пятнами, например ночных городских пейзажей. Однако в некоторых камерах, таких как Olympus XA , или таких объективах, как MC Zenitar-ME1, используется двухлепестковая диафрагма с прямоугольными лепестками, создающими квадратную диафрагму.
Аналогично, точки света, находящиеся вне фокуса ( круги нерезкости ), выглядят как многоугольники с таким же количеством сторон, сколько у диафрагмы лепестков. Если размытый свет имеет круглую форму, то можно сделать вывод, что апертура либо круглая, либо изображение было снято «на широко открытой диафрагме» (лепестки утоплены в боковые стороны объектива, что позволяет внутреннему краю оправы объектива эффективно стань ирисом).
Форма отверстия радужной оболочки напрямую связана с появлением размытых областей вне фокуса на изображении, называемых боке . Более округлое отверстие создает более мягкие и естественные области вне фокуса.
В некоторых объективах используются диафрагмы специальной формы для создания определенных эффектов. Сюда входят диффузионные диски или ситовая апертура объективов Rodenstock Tiefenbildner -Imagon , Fuji и Sima мягкофокусных , секторная апертура Seibold 's Dreamagon или фильтр круговой аподизации в объективах Minolta / Sony Smooth Trans Focus или Fujifilm APD .
Некоторые современные автоматические «мыльницы» вообще не имеют диафрагмы и имитируют изменение диафрагмы с помощью автоматического ND-фильтра . В отличие от настоящей диафрагмы, это не влияет на глубину резкости . глубины резкости Настоящая диафрагма, когда она более закрыта, приводит к увеличению (т. е. фон и объект одновременно кажутся более сфокусированными), а если диафрагма снова открыта, глубина резкости уменьшится. (т. е. фон и передний план будут все меньше и меньше находиться в одной фокальной плоскости). [ 4 ]
История
[ редактировать ]В своей работе 1567 года «La Pratica della Perspettiva» венецианский дворянин Даниэле Барбаро (1514–1570) описал использование камеры-обскуры с двояковыпуклой линзой в качестве вспомогательного средства для рисования и отметил, что изображение будет более ярким, если линзу прикрыть настолько, чтобы оставить окружность посередине. [ 5 ]
в 1762 году Леонард Эйлер [ 6 ] В отношении телескопов говорится, что «необходимо также снабдить внутреннюю часть трубы одной или несколькими диафрагмами с небольшим круглым отверстием, чтобы лучше исключить весь посторонний свет».
В 1867 году Дезире ван Монкховен в одной из первых книг по фотооптике [ 7 ] проводит различие между диафрагмами и диафрагмами в фотографии, но не в оптике, говоря:
- «Давайте посмотрим, что происходит, когда стопор отодвигается от объектива на нужное расстояние. В этом случае стопор становится диафрагмой.
- * В оптике диафрагма и диафрагма — синонимы. Но в фотографической оптике они таковы только из-за неудачной путаницы языков. Стопор уменьшает объектив до центральной апертуры; диафрагма, наоборот, позволяет действовать всем сегментам линзы, но только на разные излучающие точки, расположенные симметрично и концентрично по отношению к оси линзы или системы линз (осью которой является притом во всех случаях общее)».
Уолла 1889 года Это различие было сохранено в «Словаре фотографии» (см. рисунок), но исчезло после того, как Эрнста Аббе теория остановок объединила эти понятия.
По словам Рудольфа Кингслейка , [ 8 ] изобретатель ирисовой диафрагмы неизвестен. Другие приписывают создание этого устройства Жозефу Нисефору Ньепсу , датированному примерно 1820 годом. Дж. Х. Браун, член Королевского микроскопического общества , по-видимому, изобрел популярную улучшенную ирисовую диафрагму к 1867 году. [ 9 ]
У Кингслейка есть более определенная история некоторых других типов диафрагм, таких как регулируемая диафрагма «кошачий глаз » М. Нотона с двумя скользящими квадратами в 1856 году и стопоры Уотерхауса Джона Уотерхауса в 1858 году.
В Гамбургской обсерватории -Бергедорфе был установлен Большой рефрактор с апертурой 60 см (~ 23,6 дюйма) от Reposold and Steinheil (Lenses). [ 10 ] Уникальной особенностью Hamburg Great Refractor является ирисовая диафрагма, позволяющая регулировать апертуру от 5 до 60 см. [ 11 ] Этот телескоп был активирован в начале 1910-х годов. [ 11 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Луи Дерр, Фотография для студентов-физиков и химиков, Лондон: The Macmillan Co., 1906 г.
- ^ «Ирисовые диафрагмы - Ирисовая диафрагма | Edmund Optics» . www.edmundoptics.com . Проверено 4 ноября 2019 г.
- ^ Дерр, Луи (1906). «Фотография для студентов-физиков и химиков» .
- ^ Стивен Ашер; Эдвард Пинкус (2007). Справочник кинорежиссера: всеобъемлющее руководство для цифровой эпохи . Шлейф. п. 154 . ISBN 978-0-452-28678-8 .
- ^ Иларди, Винсент (2007). Видение эпохи Возрождения от очков к телескопам . Американское философское общество. п. 220 . ISBN 9780871692597 .
Cardano De subtilitate libri camera obscura.
- ^ Леонард Эйлер, «Меры предосторожности при изготовлении телескопов. Необходимость чернения внутренней части трубок. Диафрагмы». 1762 г., в «Письмах Эйлера по различным вопросам физики и философии». Адресовано немецкой принцессе , Vol. II, Генри Хантер, Д.Д. (редактор), Лондон, 1802 г.,
- ^ Дезире ван Монкховен, Фотооптика: включая описание линз и увеличительного аппарата , английский перевод, Лондон: Роберт Хардвик, 1867 г.
- ^ Рудольф Кингслейк, История фотографического объектива , Лондон: Academic Press, 1989.
- ^ Дж. Хенле, В. Кеферштейн и Г. Мейснер, отчет о прогрессе анатомии и физиологии в 1867 году , Liepzip: CF Winter'sche Verlagshandlung, 1868.
- ^ «КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ГАМБУРГСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ» . www.hs.uni-hamburg.de . Проверено 4 ноября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Гамбургская обсерватория» (PDF) .