Objektiv bländare

Linsöppning (från grekiskan διάφραγμα  - partition) i optiska instrument  - ett slags bländare , som låter dig justera linsens relativa bländare genom att ändra diametern på ljusstrålarna som passerar genom den [1] . Denna justering används för att kontrollera ljustransmission och skärpedjup . Linsöppningen är en ogenomskinlig baffel med ett runt hål med variabel diameter, vars centrum sammanfaller med den optiska axeln [* 1] . Justering av håldiametern kan göras på tre huvudsakliga sätt [2]:

Det roterande membranet är en roterande skiva med en uppsättning hål med olika diametrar och användes flitigt i linserna till storformatskameror i slutet av 1800-talet. Senare hittades det roterande membranet i några av de enklaste kamerorna , såsom Shkolnik , såväl som i optiska instrument .

Plug -in membranet är en uppsättning plattor med olika hål insatta i spåret på linshylsan mellan linserna [3] . Båda de första typerna ger ett absolut cirkulärt tvärsnitt av ljusstrålarna, men tillåter inte mellanliggande värden för bländarförhållandet.

Irisbländaren är den mest använda i fotografiska, film- och tv-objektiv, eftersom den tillåter ett oändligt justerbart bländarförhållande och har den mest kompakta designen [4] .

Utnämning av bländare

Huvudsyftet med objektivets bländare är att justera dess relativa bländare och bländarförhållande , vilket är nödvändigt för att kontrollera skärpedjupet, samt noggrant dosera det genomsända ljuset och erhålla korrekt exponering [5] . Vid justering av bländaren stängs dess hål från kanterna till mitten, eftersom den högsta bildkvaliteten tillhandahålls av den centrala delen av ljusstrålarna.

Det finns geometriska och effektiva relativa bländare: geometrisk är förhållandet mellan diametern på linsens ingångspupill och dess brännvidd och uttrycks som en bråkdel med en täljare lika med ett. Inom fotografering används ofta den latinska bokstaven f i stället för enheten, som anger syftet med bråket: till exempel betecknas en relativ bländare på 1/5,6 med f/5,6 [* 2] . Den effektiva relativa bländaren är alltid mindre än den geometriska, eftersom den tar hänsyn till förlusterna på grund av absorption och spridning av ljus i glaset [6] . Dessa förluster reduceras med hjälp av beläggning , men i komplexa flerlinslinser kan de vara betydande och måste tas i beaktande, så bländarskalorna återspeglar värdena för effektiva relativa bländare [5] . I modern kinematografisk optik används bokstaven T [7] [8] för att beteckna effektiva relativa bländare . Samtidigt återspeglar värdet på den begränsande bländaren för en fotografisk lins, indikerad på dess ram, den geometriska relativa bländaren.

Bländarskalor är graderade i bländartal på ett sådant sätt att varje intilliggande uppdelning motsvarar en dubbel förändring i bländarförhållande. När man väljer ett intilliggande skalvärde ändras alltså exponeringen alltid med ett exponeringsstopp . Eftersom bländarförhållandet är kvadraten på den relativa bländaren, bör den senare ändras med en faktor [5] . Därför skiljer sig angränsande f-nummer med en faktor 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] . För den mest detaljerade visningen av naturen krävs ett stort skärpedjup, vilket är möjligt med bländaren stängd till minimivärdet. Det var därför den kreativa föreningen av amerikanska fotokonstnärer , som ansåg sig vara i riktning mot den så kallade direktfotograferingen , kallades f/64 , vilket på den tiden motsvarade det extrema värdet av objektivets bländare i storformat . kameror [10] .

De specifika värdena för bländartal som används av tillverkare för betygsskalor måste överensstämma med den internationella standarden ISO 517-73. I Sovjetunionen standardiserades ett sådant värdeintervall 1944 i enlighet med GOST 2600-44 för linser för allmänna ändamål [9] [11] . Förutom huvudserien med nummer som skiljer sig med ett exponeringssteg, innehåller standardserien två hjälpnummer, med värden som skiljer sig med 1/2 och 1/3 steg. I de flesta fall är bländarskalor endast markerade med värdena för huvudserien, men ibland tillåts mellanliggande värden [11] . I objektiv designade för moderna digitalkameror finns det inga bländarskalor, eftersom de styrs från kameran och bländarvärdena visas på displayen. I det här fallet är skalans stigning vanligtvis justerbar och kan inkludera endera av två hjälprader.

Bländartal, som indikerar den geometriska bländaren för vissa linser, kan tas från mellanliggande rader, eftersom de återspeglar den uppskattade gränsen för kapaciteten för en viss design, till exempel 1,2; 4,5; 6.3. I zoomobjektiv kan det maximala bländarförhållandet varieras beroende på brännvidden. I dessa fall, på ramen, genom ett streck eller tilde , indikeras extremvärdena för bländarnumret, till exempel 3,5 ~ 5,6. Manuell bländarjustering i moderna fotografiska objektiv är endast möjlig i steg på grund av kontrollfunktionerna hos SLR-kameror. I slutarautomatik eller programlägen är irisen dock steglöst justerbar, som i film- och tv-optik.

Iris-enhet

Irisbländaren (från latin  iris " iris ") består av flera (vanligtvis från 2 till 20) roterande kronblad (lameller) som drivs av en roterande ring på linscylindern . Kronbladen kan ha olika former, men med ett helt öppet membran bildar de ett runt hål, med ett delvis stängt - en polygon, vars antal sidor motsvarar antalet lameller. Denna polygon visas när ofokuserade punktljuskällor kommer in i bilden och producerar " bokeh ". Att minska antalet irisblad leder till synlighet av vinklarna mellan dem. De enklaste automatiska bländarna för amatörfilmskameror och videokameror , bestående av två blad med triangulära utskärningar, gav en diamantformad bild av punktkällor. Membran som består av 8 eller fler blad anses vara de mest perfekta, eftersom de ger ett stråltvärsnitt nära en cirkel. Sådana strålar skapar det mest perfekta optiska mönstret.

När du använder en irisbländare görs inställning av det relativa bländarvärdet med en roterande ring, vars skala är markerad i enlighet med de erhållna bländartal . Irisskalan med en klassisk enhet kan inte vara enhetlig, den krymper när bländaren blir mindre. I början av 1960-talet blev mekanismer utbredda, vars skala är enhetlig på grund av kronbladens mer komplexa form. Ett av de mest slående exemplen på sådan modernisering är de sovjetiska Jupiter-8- och Jupiter-8M-linserna. Den andra, som ersatte den tidigare modellen på transportören, har en enhetlig bländarskala. Denna design ökar bekvämligheten och gör att du mekaniskt kan matcha bländarringen med kamerans exponeringsmätare , men vid medelstora bländarförhållanden, på grund av lamellernas krökning, tappar bländaren formen av en vanlig cirkel. Roterande ringstyrning används i de flesta film-, foto- och tv- utrustningar, med undantag för enlinsreflexkameror och vissa biokameror med reflexslutare [12] . Siktning direkt genom fotograferingslinsen tvingar användningen av speciella irisbländarmekanismer som gör att du manuellt eller automatiskt kan stänga den endast vid fotograferingstillfället. Denna möjlighet fick särskild betydelse efter spridningen av fasdetekteringsautofokus , som var inoperabel när bländaren var stängd.

Bländarförinställning

Typiskt består en sådan membrandrivning av två ringar, av vilka den ena direkt styr den relativa öppningen och den andra, den förinställda ringen, styr läget för rotationsstoppet för den första. På detta sätt begränsas den första ringens rotationsvinkel till det driftsvärde som valts av den andra. Som ett resultat kan fotografen öppna bländaren helt för att fokusera och blint stänga ner den till en förinställd relativ bländare utan att ta blicken från sökaren. Principen används i enlinsreflexkameror, vilket gör att objektivet kan fokuseras med bländaren helt öppen, och att snabbt stänga bländaren utan att titta på dess skala [13] .

Denna design användes i utländsk optik för SLR-kameror (till exempel Asahi Pentax , Miranda-D) före uppfinningen av hoppöppningen, och senare, när dess mekaniska implementering är svår av en eller annan anledning, inklusive i skiftlinser . Till exempel producerades PC-Nikkor 3.5/28-objektivet med denna bländare fram till 2006 [14] [15] . Bländare med en förinställd ring användes flitigt i sovjetiska objektiv för Zenit -kameror som inte var utrustade med en tryckbländaremekanism: Helios-44 , Jupiter-9 , Mir-1 och andra [16] . Vissa objektiv (" Industar-61 L / Z ", " Jupiter-37A ", " MC Volna-9 ") hade en ring, som tjänade både till att ställa in värdet och för att stänga bländaren [17] [13] . I detta fall utfördes förinställningen efter att ringen pressats i axiell riktning [18] .

Tryckmembran

Bländaren stängd till arbetsvärdet manuellt på grund av ytterligare kraft på frigöringsknappen eller linscylinderknappen, kinematiskt kombinerad med frigöringsknappen [19] [20] . Föregick uppfinningen av hoppmembranet och användes först i kamerorna Exakta , och sedan Topcon och Miranda , i kombination med läget för frigöringsknappen på väskans främre vägg [21] . I utländska källor kallas det "automatic pressure diaphragm" ( engelska  Automatic Pressure Diaphragm ) [22] . Tidiga exempel är baserade på den ursprungliga linshylsdesignen med en dedikerad irisstängningsknapp. Enligt samma princip designades standardobjektivet Helios-44 för Start - kameran . I den utländska kameraindustrin gav tryckmembranet snabbt vika för det hoppande membranet, eftersom det leder till en oacceptabel ökning av kraften på frigöringsknappen.

I vissa fall bestäms typen av bländare inte av dess design, utan av drivenheten i kamerahuset. Till exempel kan bländaren på gängade Pentax M42 pusher-linser vara antingen push eller jump. I det första fallet stängs den av kraften från utlösningsknappen, överförd av ett system med spakar, och i det andra av en speciell kameramekanism som är associerad med slutaren. I Sovjetunionen producerades en serie kameror med en avtryckare placerad inuti kroppen: Zenit-EM , Zenit-11 , såväl som de som utvecklats på basis av Zenit-TTL , inklusive de senare Zenit-122 och Zenit-412 ". I beskrivningen av dessa kameror kallas membranet för att hoppa, även om det faktiskt, på grund av drivningen, bara kan betraktas som push. Men själva membranet, både push och jump, skiljer sig i design från den vanliga irisen. Dess kronblad är fästa vid ramen endast på ena sidan, medan den motsatta sidan inte har något stöd [23] . Designen är lånad från den centrala slutaren, och på grund av den nödvändiga hastigheten.

Jumping Aperture

Den mest sofistikerade typen av irisenhet, ger inramning och fokusering med full bländare i kameror med genomsyn och fasdetektering autofokus [* 3] . Förutom SLR-utrustning användes det hoppande membranet i filmutrustning med en spegelslutare : till exempel i Arriflex 16SR -filmkameran och Taylor Hobson-objektiv [12] [24] . I det här fallet stängs den automatiskt när bandenheten startas , vilket säkerställer noggrann fokusering innan dess. Ringen för att ställa in värdet på ett sådant membran ändrar endast positionen för mekanismen som ställer in graden av stängning när manöverdonet utlöses.

Den hoppande bländaren dök upp först i en Contaflex- kamera från 1953 med en central slutare i en icke-utbytbar lins [25] . I senare modeller med en utbytbar främre halva av objektivet fortsatte hoppöppningen att vara en integrerad del av kameran, vilket bara komplicerade designen något. I fokalplansslutarutrustning kräver det hoppande membranet mer komplexa ställdon, eftersom huvuddelen av dess mekanism är placerad i linser som förändras helt. De tidigaste rörelserna var utrustade med en förladdad fjäder , som stänger det relativa hålet efter att ha tryckt på frigöringsknappen [19] [21] . Efter varje tagning återgick inte membranet till öppet tillstånd och det var nödvändigt att spänna det med en spak på ramen eller med kamerans avtryckare tillsammans med slutaren [26] . En sådan anordning som kallas "automatic spring diaphragm" ( engelska  Automatic Spring Diaphragm ) utesluter ytterligare kraft på knappen, och har funnit tillämpning både i utländsk fotoutrustning, till exempel halvautomatiska linser för Exakta, Minolta SR-2 och Contarex , och i sovjetiska, till exempel, i linserna " Industar -29" och " Vega-3 " kameror " Salyut " och " Zenith-4 " [19] [27] [28] .

Det mest kända inhemska objektivet med en sådan enhet är " Tair-3FS " för " Photosniper " [29] . I utländska källor kallades lindningsmembranet "semi-automatic" ( eng.  Semi Automatic Diaphragm ). Systemet användes dock inte i stor utsträckning på grund av införandet av en konstant siktspegel i kameror , som återgår till sitt arbetsläge efter att slutaren har släppts. Detta tvingade utvecklarna att göra hoppöppningen också självåterställande, det vill säga att den inte krävde spänning efter varje skott [26] . Som ett resultat öppnas bländaren automatiskt efter aktivering, och sökaren visar hela tiden en ljus bild med full bländare [20] [* 4] . I Sovjetunionen kallades det självåtervändande membranet ursprungligen "blinkande", och i utlandet "automatiskt" ( eng.  Helautomatiskt membran, Helautomatiskt objektiv ) [30] . Därför innehöll utländska linser i den första serien med en sådan membrandrift ofta ordet "Auto" i namnet: till exempel Nikkor Auto, Auto-Takumar, etc. Sovjetisk optik med ett blinkande membran fick en extra bokstav "M" i deras namn [31] .

I kameror stängs hoppöppningen till arbetsvärdet med en speciell mekanism, vanligtvis kombinerad med en spegeldrift. I det här fallet används kraften från fjädrarna eller en elektromagnet , och inte frigöringsknappen, vilket eliminerar effekten på sänkningens jämnhet [16] . Sedan början av 1960-talet har nästan alla utländska SLR-kameror utrustats med en hoppande bländare. De sovjetiska "SLRs" i Zenit-Avtomat- serien och Almaz -familjen hade en liknande mekanism, eftersom K-fästet på dessa kameror inkluderade ett hoppande membran och dess drivning som dess integrerade del. Av de gängade "reflexkamerorna" var Zenit-18 och Zenit-19 utrustade med ett hoppande membran . I moderna linser med en hoppande bländare, utan en ring för installationen, till exempel Canon EF , görs stängning av en elektromagnet, som samtidigt justerar driftsvärdet i enlighet med kamerakommandon. I vissa fotosystem, till exempel Nikon AI-S, utför den mekaniska drivningen av hoppöppningen också funktionen att välja dess arbetsvärde i automatiska slutarprioritets- och programlägen [32] .

En hoppig bländare förbättrar fotograferingskomforten, men berövar fotografen möjligheten att visuellt bedöma skärpedjupet , eftersom bilden i sökaren endast syns med full bländare. För full bildkontroll är de flesta SLR-kameror utrustade med en bländarrepeater, om nödvändigt, som tvångsstänger den till arbetsvärdet [16] .

Mekanismen för det hoppande membranet liknar i många avseenden den centrala fotoslutaren och har en jämförbar hastighet. Istället för den klassiska anordningen, när varje lamell av irismembranet hålls av två stift på båda sidor, används en snabbare mekanism med fastsättning av endast ena änden av kronbladet [33] . I detta fall är kronan och drivstiften placerade nära varandra, och den motsatta änden av alla membranblad hålls intill [23] . Dessa funktioner begränsar antalet blad: billiga linser är utrustade med ett membran som har 6 eller till och med 5 blad, som bildar en distinkt polygon [34] . Ett sådant tvärsnitt av strålarna påverkar det optiska mönstrets karaktär negativt, så dyr optik är utrustad med flerbladsmekanismer. När du använder objektiv utrustade med en hoppöppning genom en adapter på kameror i andra fotosystem , fungerar inte dess enhet [* 5] .

Effekt av bländare på bilden

Förutom att justera exponeringen och skärpedjupet, påverkar ändring av bländarförhållandet med bländaren andra viktiga bildparametrar:

Sålunda, när membranet är stängt, ökar diffraktionsbegränsningen samtidigt med minskningen av aberrationer [36] . Objektivets maximala upplösning uppnås vid medelstora bländare: f / 8-f / 11, när aberrationer och diffraktion är balanserade.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 26.
  2. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 27.
  3. ↑ Diafragma . Kameradesign . Zenith kamera. Hämtad 14 september 2013. Arkiverad från originalet 2 april 2016.
  4. ↑ Handbok för designern av optisk-mekaniska anordningar, 1980 , sid. 339.
  5. ↑ 1 2 3 Gordiychuk, 1979 , sid. 152.
  6. ↑ En kort guide för amatörfotografer, 1985 , sid. 35.
  7. ↑ f-stopp och t-stopp . Linser . FUJIFILM utbildningsprojekt (29 augusti 2012). Tillträdesdatum: 3 maj 2014. Arkiverad från originalet 26 november 2015.
  8. ↑ T-diafragma // ORDLISTA ÖVER KINEMATOGRAFISKA TERMER . — Kodak . - S. 208. - 213 sid.
  9. ↑ 1 2 Optisk-mekanisk industri, 1959 , sid. 16.
  10. ↑ Andrey Vysokov. Den 15 november 1932 sattes ett manifest från den berömda fotogruppen F64 upp på väggen på M. H. de Young Museum i San Francisco (otillgänglig länk) . photoisland.net . Foto Island. Hämtad 13 september 2013. Arkiverad från originalet 13 april 2010. 
  11. ↑ 1 2 Serie av numeriska värden för relativa hål . Fototeknik . Zenit Camera (25 januari 1982). Hämtad 19 oktober 2013. Arkiverad från originalet 19 oktober 2013.
  12. ↑ 1 2 Gordiychuk, 1979 , sid. 133.
  13. ↑ 1 2 En kort guide för amatörfotografer, 1985 , sid. 43.
  14. ↑ Ken Rockwell. Nikon 28mm PC  (engelska) . Personlig sida. Hämtad 4 februari 2017. Arkiverad från originalet 16 december 2016.
  15. ↑ Leo Foo. PC-Nikkor-objektiv 28mm f/3.5  (engelska) . Fotografering i Malaysia. Tillträdesdatum: 4 februari 2017. Arkiverad från originalet 2 mars 2017.
  16. ↑ 1 2 3 De "enögdas" historia . Artiklar . PHOTOESCAPE. Hämtad 11 april 2013. Arkiverad från originalet 18 april 2013.
  17. ↑ Sovjetiskt foto, 1985 , sid. 43.
  18. ↑ Fotobud nr 2, 2006 , sid. 24.
  19. ↑ 1 2 3 Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 34.
  20. ↑ 1 2 Utbildningsbok om fotografi, 1976 , sid. 56.
  21. ↑ 1 2 Fotobud nr 2, 2006 , sid. 25.
  22. ↑ Instruktioner för kameran Exakta VX 500 , sid. 24.
  23. ↑ 1 2 Moderna fotografiska apparater, 1968 , sid. elva.
  24. ↑ Filmutrustning, 1988 , sid. 44,99.
  25. ↑ Zeiss Ikon Contaflex - 1953  (eng.) . Klassiska kameror. Hämtad 23 november 2020. Arkiverad från originalet 15 april 2018.
  26. ↑ 1 2 Cameras, 1984 , sid. 69.
  27. ↑ I. Arisov. Kamera Salyut (tidig, med självutlösare) . Fototeknik i Sovjetunionen. Hämtad 11 december 2020. Arkiverad från originalet 22 januari 2021.
  28. ↑ Stephen Gandy. Minolta SR-2.  Minoltas första 35 mm SLR 1958 . Stephen Gandys CameraQuest (25 november 2003). Hämtad 2 januari 2020. Arkiverad från originalet 22 mars 2019.
  29. ↑ Vetenskap och liv, 1966 , sid. 155.
  30. ↑ Photokinotechnics, 1981 , sid. 265.
  31. ↑ Sovjetiskt foto, 1977 , sid. 38.
  32. ↑ Jurgen Becker. Skillnaden mellan ett AI-objektiv och ett AI-S-objektiv  . bakgrund . "Trough the F-mount" (19 februari 2012). Hämtad 30 mars 2015. Arkiverad från originalet 12 mars 2015.
  33. ↑ Optisk-mekanisk industri, 1980 , sid. 44.
  34. ↑ Cameras, 1984 , sid. 42.
  35. ↑ Linsdiffraktion och dess inverkan på fotografi . Artiklar om fotografering . FotoMTV.ru. Hämtad 17 september 2013. Arkiverad från originalet 6 augusti 2015.
  36. ↑ LINSDIFFRAKTION &  FOTOGRAFI . handledningar . Cambridge i färg. Hämtad 17 september 2013. Arkiverad från originalet 8 december 2006.
  37. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. tjugo.
Kommentarer
  1. ↑ I vissa fall kanske hålet inte är ett och har en annan form än en cirkel
  2. ↑ Istället för en bråkdel kan ett kolon användas i notationen, till exempel 1:5.6
  3. ↑ I digitalkameror med en elektronisk sökare är en hoppande bländare inte nödvändig, eftersom bildens ljusstyrka och kontrast autofokusprestanda inte beror på relativ bländare. I spegellösa kameror används hoppöppning endast för att förbättra noggrannheten i manuell fokus eller effektiviteten hos hybrid autofokus.
  4. ↑ SLR -kameror i medelformat använder fortfarande den så kallade "klibbiga" spegeln, som kräver att slutaren spänns för att återgå till siktpositionen. Därför öppnas bländaren i objektiven för dessa kameror tillsammans med spegelsänkningen
  5. ↑ Undantaget är adaptrar utrustade med flerlänksöverföringsmekanismer, samt dyra adaptrar med en inbyggd mikroprocessor som omvandlar kommandon från olika gränssnitt för elektromagnetiska membran

Litteratur

Länkar