Diafragma obiectivului

Diafragma lentilei (din grecescul διάφραγμα  - partiție) în instrumentele optice  - un fel de diafragmă de deschidere , care vă permite să reglați deschiderea relativă a lentilei prin modificarea diametrului fasciculelor de lumină care trec prin ea [1] . Această ajustare este utilizată pentru a controla transmisia luminii și adâncimea câmpului . Diafragma lentilei este un deflector opac cu o gaură rotundă de diametru variabil, al cărei centru coincide cu axa optică [* 1] . Reglarea diametrului găurii se poate face în trei moduri principale [2] :

Diafragma rotativă este un disc rotativ cu un set de găuri de diferite diametre și a fost utilizat pe scară largă în obiectivele camerelor de format mare de la sfârșitul secolului al XIX-lea. Mai târziu, diafragma rotativă a fost găsită în unele dintre cele mai simple camere , cum ar fi Shkolnik , precum și în instrumentele optice .

Diafragma plug- in este un set de plăci cu diferite găuri introduse în fanta cilindrului lentilei dintre lentile [3] . Ambele dintre primele tipuri oferă o secțiune transversală absolut circulară a fasciculelor de lumină, dar nu permit valori intermediare ale raportului de deschidere.

Diafragma iris este cea mai utilizată în obiectivele fotografice, de film și de televiziune, deoarece permite un raport de deschidere reglabil la infinit și are cel mai compact design [4] .

Numirea diafragmei

Scopul principal al diafragmei obiectivului este de a regla deschiderea relativă și raportul de deschidere , ceea ce este necesar pentru a controla adâncimea câmpului, precum și pentru a doza cu precizie lumina transmisă și pentru a obține expunerea corectă [5] . La ajustarea diafragmei, orificiul său este închis de la margini la centru, deoarece cea mai înaltă calitate a imaginii este oferită de partea centrală a fasciculelor de lumină.

Există deschideri relative geometrice și efective : geometric este raportul dintre diametrul pupilei de intrare a lentilei și distanța sa focală și este exprimat ca o fracție cu un numărător egal cu unu. În fotografie, în locul unității, este adesea folosită litera latină f, care specifică scopul fracției: de exemplu, o deschidere relativă de 1/5,6 este notă cu f/5,6 [* 2] . Deschiderea relativă efectivă este întotdeauna mai mică decât cea geometrică, deoarece ține cont de pierderile datorate absorbției și împrăștierii luminii în sticlă [6] . Aceste pierderi sunt reduse cu ajutorul acoperirii , dar în lentilele complexe cu mai multe lentile ele pot fi semnificative și trebuie luate în considerare, astfel încât scalele de deschidere reflectă valorile diafragmelor relative efective [5] . În optica cinematografică modernă, litera T [7] [8] este folosită pentru a desemna deschiderile relative efective . În același timp, valoarea diafragmei de limitare a unui obiectiv fotografic, indicată pe cadrul acestuia, reflectă deschiderea relativă geometrică.

Scalele de deschidere sunt gradate în numere de deschidere astfel încât fiecare diviziune adiacentă să corespundă unei schimbări de două ori a raportului de deschidere. Astfel, atunci când alegeți o valoare de scară adiacentă, expunerea se modifică întotdeauna cu o oprire de expunere . Deoarece raportul deschiderii este pătratul deschiderii relative, aceasta din urmă ar trebui să se modifice cu un factor de [5] . Prin urmare, numerele f învecinate diferă cu un factor de f/0,7; f/1; f/1,4; f/2; f/2,8; f/4; f/5,6; f/8; f/11; f/16; f/22; f/32; f/45; f/64 [9] . Pentru cea mai detaliată afișare a naturii, este necesară o adâncime mare de câmp, ceea ce este posibil cu diafragma închisă la valoarea minimă. De aceea, uniunea creativă a artiștilor foto americani , care se considerau a fi în direcția așa-numitei fotografii directe , a fost numită f/64 , care la acea vreme corespundea valorii extreme a diafragmei obiectivului de format mare. camere de luat vederi [10] .

Valorile specifice ale numerelor de deschidere utilizate de producători pentru scalele de clasificare trebuie să respecte standardul internațional ISO 517-73. În URSS, un astfel de interval de valori a fost standardizat în 1944 în conformitate cu GOST 2600-44 pentru lentile de uz general [9] [11] . Pe lângă seria principală de numere care diferă cu un pas de expunere, seria standard conține două numere auxiliare, cu valori care diferă cu pași de 1/2 și 1/3. În cele mai multe cazuri, scările de deschidere sunt marcate numai cu valorile seriei principale, dar uneori sunt permise valori intermediare [11] . În obiectivele concepute pentru camerele digitale moderne, nu există scale de deschidere, deoarece este controlată de la cameră, iar valorile diafragmei sunt afișate pe afișaj. În acest caz, pasul scalei este de obicei reglabil și poate include oricare dintre cele două rânduri auxiliare.

Numerele de deschidere, care indică deschiderea geometrică a unor lentile, pot fi luate din rândurile intermediare, deoarece reflectă limita estimată a capacităților unui anumit design, de exemplu 1.2; 4,5; 6.3. În lentilele cu zoom , raportul maxim de deschidere poate fi variabil în funcție de distanța focală. În aceste cazuri, pe cadru, printr-o liniuță sau tilde , valorile extreme ale numărului de deschidere sunt indicate, de exemplu, 3,5 ~ 5,6. Reglarea manuală a diafragmei în obiectivele fotografice moderne este posibilă numai în pași, datorită caracteristicilor de control ale camerelor SLR. Cu toate acestea, în modurile automate cu prioritate de declanșare sau program , irisul este reglabil la infinit, ca în optica de film și televiziune.

Dispozitiv Iris

Diafragma irisului (din latinescul  iris „ iris ”) este formată din mai multe (de obicei, de la 2 la 20) petale rotative (lamele) conduse de un inel rotativ pe cilindrul lentilei . Petalele pot fi de diferite forme, dar cu o diafragmă complet deschisă formează o gaură rotundă, cu una parțial închisă - un poligon, al cărui număr de laturi corespunde numărului de lamele. Acest poligon este afișat atunci când sursele punctiforme nefocalizate intră în cadru, producând „ bokeh ”. Reducerea numărului de lame de iris duce la vizibilitatea unghiurilor dintre ele. Cele mai simple deschideri automate ale camerelor video de amatori și camerelor video , constând din două lame cu decupaje triunghiulare, au oferit o imagine în formă de romb a surselor punctiforme. Diafragmele formate din 8 sau mai multe lame sunt considerate cele mai perfecte, deoarece oferă o secțiune transversală a fasciculului aproape de cerc. Astfel de fascicule creează cel mai perfect model optic.

Când se utilizează o diafragmă iris, setarea valorii relative a diafragmei se face cu un inel rotativ, a cărui scară este marcată în conformitate cu numerele diafragmei obținute . Scara irisului cu un dispozitiv clasic nu poate fi uniformă, micșorându-se pe măsură ce diafragma devine mai mică. La începutul anilor 1960 s-au răspândit mecanisme, a căror scară este uniformă datorită formei mai complexe a petalelor. Unul dintre cele mai izbitoare exemple de astfel de modernizare este lentilele sovietice Jupiter-8 și Jupiter-8M. Al doilea, care a înlocuit modelul anterior de pe transportor, are o scară uniformă a deschiderii. Acest design sporește confortul și vă permite să potriviți mecanic inelul diafragmei cu exponmetrul camerei , dar la rapoarte medii de deschidere, datorită curbiliniarității lamelelor, deschiderea își pierde forma unui cerc obișnuit. Controlul cu inel rotativ este utilizat în majoritatea echipamentelor de film, fotografice și televiziune , cu excepția camerelor reflex cu un singur obiectiv și a unor camere de cinema cu obturator reflex [12] . Vizionarea direct prin obiectivul de fotografiere forțează utilizarea unor mecanisme speciale cu diafragmă iris care vă permit să o închideți manual sau automat doar în momentul fotografierii. Această posibilitate a câștigat o importanță deosebită după răspândirea focalizării automate cu detecție de fază , care era inoperabilă când diafragma era închisă.

Presetarea diafragmei

De obicei, o astfel de antrenare a diafragmei constă din două inele, dintre care unul controlează direct deschiderea relativă, iar celălalt, inelul prestabilit, controlează poziția opritorului de rotație al primului. În acest fel, unghiul de rotație al primului inel este limitat la valoarea de funcționare aleasă de al doilea. Drept urmare, fotograful poate deschide complet diafragma pentru a focaliza și o poate închide orbește până la o diafragmă relativă prestabilită, fără a-și lua ochii de la vizor. Principiul este utilizat în camerele reflex cu un singur obiectiv, permițând focalizarea obiectivului cu diafragma complet deschisă și închiderea rapidă a diafragmei fără a se uita la scara acesteia [13] .

Acest design a fost folosit în optica străină pentru camerele SLR (de exemplu, Asahi Pentax , Miranda-D) înainte de inventarea deschiderii de săritură și mai târziu, când implementarea sa mecanică este dificilă dintr-un motiv sau altul, inclusiv în lentilele de schimbare . De exemplu, obiectivul PC-Nikkor 3.5/28 cu această deschidere a fost produs până în 2006 [14] [15] . Diafragma cu un inel prestabilit a fost utilizată pe scară largă în obiectivele sovietice pentru camerele Zenit care nu erau echipate cu mecanism cu diafragmă de împingere: Helios-44 , Jupiter-9 , Mir-1 și altele [16] . Unele lentile (" Industar-61 L / Z ", " Jupiter-37A ", " MC Volna-9 ") aveau un inel, care servea atât la setarea valorii, cât și la închiderea diafragmei [17] [13] . În acest caz, presetarea a fost efectuată după apăsarea inelului în direcția axială [18] .

Diafragma de presiune

Diafragma închisă la valoarea de lucru manual datorită forței suplimentare asupra butonului de eliberare sau a butonului cilindrului obiectivului, combinată cinematic cu butonul de eliberare [19] [20] . A precedat inventarea diafragmei de săritură și a fost folosit mai întâi în camerele Exakta , iar apoi Topcon și Miranda , în combinație cu amplasarea butonului de eliberare pe peretele frontal al carcasei [21] . În sursele străine, se numește „diafragmă automată de presiune” ( în engleză  Automatic Pressure Diaphragm ) [22] . Exemplele timpurii se bazează pe designul original al cilindrului obiectivului, cu un buton de închidere a irisului dedicat. Conform aceluiași principiu, a fost proiectat obiectivul standard Helios-44 pentru camera Start . În industria camerelor străine, diafragma de presiune a cedat rapid loc diafragmei de săritură, deoarece duce la o creștere inacceptabilă a forței pe butonul de eliberare.

În unele cazuri, tipul de deschidere este determinat nu de designul său, ci de dispozitivul de acționare din corpul camerei. De exemplu, deschiderea lentilelor de împingere Pentax M42 filetate poate fi fie împingere, fie sărită. În primul caz, acesta este închis prin forța butonului de eliberare, transmisă printr-un sistem de pârghii, iar în al doilea, printr-un mecanism special de cameră asociat obturatorului. În URSS, au fost produse o serie de camere cu un declanșator situat în interiorul corpului: Zenit-EM , Zenit-11 , precum și cele dezvoltate pe baza Zenit-TTL , inclusiv mai târziu Zenit-122 și Zenit- 412. ". În descrierea acestor camere, diafragma se numește săritură, deși, de fapt, datorită antrenării, poate fi considerată doar push. Cu toate acestea, diafragma în sine, atât împingere, cât și sărituri, diferă ca design de irisul obișnuit. Petalele sale sunt atașate de cadru doar pe o parte, în timp ce partea opusă nu are suport [23] . Designul este împrumutat de la obturatorul central, și datorită vitezei necesare.

Jumping Aperture

Cel mai sofisticat tip de unitate iris, care oferă încadrare și focalizare la diafragma maximă în camerele cu focalizare automată cu viziune și detecție de fază [* 3] . Pe lângă echipamentele SLR, diafragma de săritură a fost folosită în echipamentele de filmare cu obturator în oglindă : de exemplu, în camera de film Arriflex 16SR și lentilele Taylor Hobson [12] [24] . În acest caz, se închide automat când unitatea de bandă este pornită , asigurând o focalizare precisă înainte de aceasta. Inelul pentru setarea valorii unei astfel de diafragme modifică doar poziția mecanismului care stabilește gradul de închidere la declanșarea actuatorului.

Diafragma de săritură a apărut pentru prima dată într-o cameră Contaflex din 1953 cu un obturator central într-un obiectiv neinterschimbabil [25] . În modelele ulterioare cu o jumătate din față interschimbabilă a obiectivului, diafragma de săritură a continuat să fie o parte integrantă a camerei, complicând doar ușor designul. În echipamentele cu obturator cu plan focal , diafragma de săritură necesită actuatoare mai complexe, deoarece partea principală a mecanismului său este situată în lentile care se schimbă complet. Cele mai timpurii mișcări au fost echipate cu un arc preîncărcat , care închide orificiul respectiv după apăsarea butonului de eliberare [19] [21] . După fiecare fotografiere, diafragma nu a revenit în starea deschisă și a fost necesară armonizarea acesteia cu o pârghie pe cadru sau cu declanșatorul camerei împreună cu obturatorul [26] . Un astfel de dispozitiv numit „diafragmă automată cu arc” ( în engleză  Automatic Spring Diaphragm ) exclude forța suplimentară asupra butonului și și-a găsit aplicație atât în ​​echipamentele fotografice străine, de exemplu, lentilele semi-automate pentru Exakta, Minolta SR-2 și Contarex și în Soviet , de exemplu, în lentilele " Industar -29 " și " Vega-3 " camerele " Salyut " și " Zenith-4 " [19] [27] [28] .

Cel mai faimos obiectiv domestic cu o astfel de unitate este „ Tair-3FS ” pentru „ Photoniper ” [29] . În sursele străine, diafragma de înfășurare a fost numită „semi-automată” ( ing.  Semi Automatic Diaphragm ). Cu toate acestea, sistemul nu a fost utilizat pe scară largă din cauza introducerii unei oglinzi de vizualizare constantă în camere , care revine la poziția sa de lucru după eliberarea obturatorului. Acest lucru i-a forțat pe dezvoltatori să facă ca diafragma de sărituri să se auto-reseteze, adică să nu necesite armarea după fiecare fotografie [26] . Ca rezultat, diafragma este deschisă automat după acționare, iar vizorul afișează în mod constant o imagine luminoasă la diafragma maximă [20] [* 4] . În URSS, diafragma cu întoarcere automată a fost inițial numită „clipire”, iar în străinătate „automat” ( ing.  Fully Automatic Diaphragm, Fully Automatic Lens ) [30] . Prin urmare, lentilele străine din prima serie cu o astfel de unitate cu diafragmă conțineau adesea cuvântul „Auto” în nume: de exemplu, Nikkor Auto, Auto-Takumar etc. Optica sovietică cu o diafragmă care clipește a primit o literă suplimentară „M” în numele lor [31] .

În camere, deschiderea de săritură este închisă la valoarea de lucru printr-un mecanism special, de obicei combinat cu o oglindă. În acest caz, se folosește forța arcurilor sau un electromagnet , și nu butonul de eliberare, ceea ce elimină efectul asupra netedei coborârii [16] . De la începutul anilor 1960, aproape toate camerele SLR străine au fost echipate cu o deschidere de săritură. „SLR-urile” sovietice din seria Zenit-Avtomat și familia Almaz au avut un mecanism similar, deoarece montura K a acestor camere includea o diafragmă de săritură și unitatea sa ca parte integrantă. Dintre "camere reflexe" cu filet, Zenit-18 și Zenit-19 au fost echipate cu o diafragmă de săritură . La obiectivele moderne cu deschidere de săritură, lipsite de un inel pentru instalarea acestuia, de exemplu Canon EF , închiderea se face cu ajutorul unui electromagnet, care ajustează simultan valoarea de funcționare în conformitate cu comenzile camerei. În unele fotosisteme, de exemplu, Nikon AI-S, acționarea mecanică a diafragmei de săritură îndeplinește și funcția de a-și alege valoarea de lucru în modurile automate de prioritate a obturatorului și program [32] .

O deschidere sărită îmbunătățește confortul la fotografiere, dar îl privează pe fotograf de posibilitatea de a evalua vizual adâncimea câmpului , deoarece imaginea din vizor este vizibilă numai la diafragma maximă. Pentru controlul complet al imaginii, majoritatea camerelor SLR sunt echipate cu un repetor de deschidere, dacă este necesar, închizându-l forțat la valoarea de lucru [16] .

Mecanismul diafragmei de săritură este în multe privințe similar cu obturatorul foto central și are o viteză comparabilă. În locul dispozitivului clasic, atunci când fiecare lamelă a diafragmei irisului este ținută de două știfturi pe ambele părți, se folosește un mecanism mai rapid cu fixarea doar a unui capăt al petalei [33] . În acest caz, coroana și știfturile de antrenare sunt situate aproape unul de celălalt, iar capătul opus al tuturor lamelor diafragmei este ținut adiacent [23] . Aceste caracteristici limitează numărul de lame: lentilele ieftine sunt echipate cu o diafragmă care are 6 sau chiar 5 lame, formând un poligon distinct [34] . O astfel de secțiune transversală a fasciculelor afectează negativ natura modelului optic, astfel încât optica scumpă este echipată cu mecanisme cu mai multe foi. Când utilizați lentile echipate cu o deschidere de salt printr- un adaptor pe camerele altor sisteme foto , unitatea sa nu funcționează [* 5] .

Efectul diafragmei asupra imaginii

Pe lângă reglarea expunerii și adâncimii câmpului, modificarea raportului de deschidere cu diafragma afectează alți parametri importanți ai imaginii:

Astfel, atunci când diafragma este închisă, limitarea de difracție crește simultan cu scăderea aberațiilor [36] . Rezoluția maximă a obiectivului este atinsă la deschideri medii: f / 8-f / 11, când aberațiile și difracția sunt echilibrate.

Vezi și

Note

  1. ↑ Curs de fotografie generală, 1987 , p. 26.
  2. ↑ Curs de fotografie generală, 1987 , p. 27.
  3. ↑ Diafragma . Designul camerei . Camera Zenith. Consultat la 14 septembrie 2013. Arhivat din original la 2 aprilie 2016.
  4. ↑ Manualul proiectantului de dispozitive opto-mecanice, 1980 , p. 339.
  5. ↑ 1 2 3 Gordiychuk, 1979 , p. 152.
  6. ↑ Un scurt ghid pentru fotografi amatori, 1985 , p. 35.
  7. ↑ f-stops și t-stops . Lentile . Proiect educațional FUJIFILM (29 august 2012). Data accesului: 3 mai 2014. Arhivat din original pe 26 noiembrie 2015.
  8. ↑ T-diafragma // GLOSAR DE TERMENI CINEMATOGRAFIC . — Kodak . - S. 208. - 213 p.
  9. ↑ 1 2 Industria opto-mecanică, 1959 , p. 16.
  10. ↑ Andrei Vysokov. Pe 15 noiembrie 1932, un manifest al celebrului grup foto F64 a fost postat pe peretele Muzeului M. H. de Young din San Francisco (link inaccesibil) . photoisland.net . Insula foto. Consultat la 13 septembrie 2013. Arhivat din original la 13 aprilie 2010. 
  11. ↑ 1 2 Serii de valori numerice ale găurilor relative . Fototehnica . Camera Zenit (25 ianuarie 1982). Consultat la 19 octombrie 2013. Arhivat din original pe 19 octombrie 2013.
  12. ↑ 1 2 Gordiychuk, 1979 , p. 133.
  13. ↑ 1 2 Un scurt ghid pentru fotografi amatori, 1985 , p. 43.
  14. ↑ Ken Rockwell. Nikon 28mm PC  (engleză) . Site personal. Preluat la 4 februarie 2017. Arhivat din original la 16 decembrie 2016.
  15. ↑ Leo Foo. Obiective PC-Nikkor 28mm f/3.5  (engleză) . Fotografie în Malaezia. Data accesului: 4 februarie 2017. Arhivat din original pe 2 martie 2017.
  16. ↑ 1 2 3 Istoria „cu un ochi” . Articole . FOTOESCAPE. Consultat la 11 aprilie 2013. Arhivat din original pe 18 aprilie 2013.
  17. ↑ Foto sovietică, 1985 , p. 43.
  18. ↑ Curier foto nr. 2, 2006 , p. 24.
  19. ↑ 1 2 3 Curs general de fotografie, 1987 , p. 34.
  20. ↑ 1 2 Carte educațională despre fotografie, 1976 , p. 56.
  21. ↑ 1 2 Fotocurier Nr. 2, 2006 , p. 25.
  22. ↑ Instrucțiuni pentru camera Exakta VX 500 , p. 24.
  23. ↑ 1 2 Dispozitive fotografice moderne, 1968 , p. unsprezece.
  24. ↑ Echipament de filmare, 1988 , p. 44,99.
  25. ↑ Zeiss Ikon Contaflex - 1953  (ing.) . Camere clasice. Consultat la 23 noiembrie 2020. Arhivat din original la 15 aprilie 2018.
  26. ↑ 1 2 Camere, 1984 , p. 69.
  27. ↑ I. Arisov. Camera Salyut (devreme, cu autodeclanșator) . Fototehnica URSS. Preluat la 11 decembrie 2020. Arhivat din original la 22 ianuarie 2021.
  28. ↑ Stephen Gandy. Minolta SR-2. Primul SLR de 35 mm  al lui Minolta 1958 . CameraQuest a lui Stephen Gandy (25 noiembrie 2003). Preluat la 2 ianuarie 2020. Arhivat din original la 22 martie 2019.
  29. ↑ Știință și viață, 1966 , p. 155.
  30. ↑ Fotokinotehnică, 1981 , p. 265.
  31. ↑ Foto sovietică, 1977 , p. 38.
  32. ↑ Jurgen Becker. Diferența dintre un obiectiv AI și un obiectiv AI-S  . fundal . „Trough the F-mount” (19 februarie 2012). Consultat la 30 martie 2015. Arhivat din original la 12 martie 2015.
  33. ↑ Industria opto-mecanică, 1980 , p. 44.
  34. ↑ Camere, 1984 , p. 42.
  35. ↑ Difracția obiectivului și impactul acesteia asupra fotografiei . Articole despre fotografie . FotoMTV.ru. Preluat la 17 septembrie 2013. Arhivat din original la 6 august 2015.
  36. ↑ DIFRACȚIA LENTILELOR ȘI  FOTOGRAFIE . tutoriale . Cambridge în culoare. Consultat la 17 septembrie 2013. Arhivat din original pe 8 decembrie 2006.
  37. ↑ Curs de fotografie generală, 1987 , p. douăzeci.
Comentarii
  1. ↑ În unele cazuri, gaura poate să nu fie una și să aibă o altă formă decât un cerc
  2. ↑ În locul unei fracții, în notație se pot folosi două puncte, de exemplu 1:5.6
  3. ↑ În camerele digitale cu vizor electronic, nu este necesară o deschidere de salt, deoarece luminozitatea imaginii și performanța focalizării automate în contrast nu depind de deschiderea relativă. În camerele fără oglindă , diafragma de salt este folosită numai pentru a îmbunătăți acuratețea focalizării manuale sau eficacitatea focalizării automate hibride.
  4. ↑ Camerele SLR de format mediu folosesc în continuare așa-numita oglindă „lipicioasă”, care necesită înclinarea obturatorului pentru a reveni la poziția de vizionare. Prin urmare, deschiderea lentilelor pentru aceste camere se deschide odată cu coborârea oglinzii
  5. ↑ Excepție fac adaptoarele echipate cu mecanisme de transmisie multi-link, precum și adaptoarele scumpe cu un microprocesor încorporat care convertește comenzile de la diferite interfețe pentru diafragme electromagnetice

Literatură

Link -uri