Clona objektivu

Clona čočky (z řeckého διάφραγμα  - přepážka) v optických přístrojích  - druh aperturní clony , která umožňuje upravit relativní clonu čočky změnou průměru světelných paprsků , které jí procházejí [1] . Toto nastavení se používá k ovládání propustnosti světla a hloubky ostrosti . Clona objektivu je neprůhledná přepážka s kulatým otvorem proměnného průměru, jehož střed se shoduje s optickou osou [* 1] . Nastavení průměru otvoru lze provést třemi hlavními způsoby [2] :

Otočná membrána je rotační disk se sadou otvorů různých průměrů a byla široce používána v objektivech velkoformátových fotoaparátů konce 19. století. Později byla otočná membrána nalezena v některých nejjednodušších fotoaparátech , jako je Shkolnik , a také v optických přístrojích .

Zásuvná clona je sada destiček s různými otvory vloženými do štěrbiny tubusu objektivu mezi čočky [3] . Oba první typy poskytují absolutně kruhový průřez světelných paprsků, ale neumožňují střední hodnoty poměru clony.

Irisová clona je nejpoužívanější u fotografických, filmových a televizních objektivů, protože umožňuje plynule nastavitelný poměr clony a má nejkompaktnější konstrukci [4] .

Jmenování clony

Hlavním účelem clony objektivu je upravit jeho relativní clonu a poměr clony , což je nezbytné pro řízení hloubky ostrosti, stejně jako přesné dávkování procházejícího světla a získání správné expozice [5] . Při nastavování clony je její otvor uzavřen od okrajů ke středu, protože nejvyšší kvalitu obrazu poskytuje středová část světelných paprsků.

Existují geometrické a efektivní relativní apertury: geometrické je poměr průměru vstupní pupily čočky k její ohniskové vzdálenosti a je vyjádřen jako zlomek s čitatelem rovným jedné. Ve fotografii se místo jednotky často používá latinské písmeno f, které upřesňuje účel zlomku: např. relativní clona 1/5,6 se značí f/5,6 [* 2] . Efektivní relativní apertura je vždy menší než geometrická, protože zohledňuje ztráty v důsledku absorpce a rozptylu světla ve skle [6] . Tyto ztráty jsou redukovány pomocí povrchové úpravy , ale u složitých vícečočkových objektivů mohou být značné a je třeba s nimi počítat, takže stupnice clony odrážejí hodnoty efektivních relativních clon [5] . V moderní kinematografické optice se písmeno T [7] [8] používá k označení efektivních relativních otvorů . Zároveň hodnota limitní clony fotografického objektivu, uvedená na jeho rámu, odráží geometrickou relativní clonu.

Stupnice clony jsou odstupňovány v clonových číslech tak, že každý sousední dílek odpovídá dvojnásobné změně poměru clony. Při volbě sousední hodnoty stupnice se tedy expozice vždy změní o jeden expoziční krok . Protože poměr clony je druhou mocninou relativní clony, měla by se tato hodnota změnit faktorem [5] . Proto se sousední f-čísla liší faktorem 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] . Pro co nejdetailnější zobrazení přírody je potřeba velká hloubka ostrosti, což je možné při cloně uzavřené na minimální hodnotu. Proto se tvůrčí spojení amerických foto umělců , kteří se považovali za směr tzv. přímé fotografie , nazývalo f/64 , což v té době odpovídalo extrémní hodnotě světelnosti velkoformátových objektivů . kamery [10] .

Konkrétní hodnoty clonových čísel používané výrobci pro klasifikační stupnice musí odpovídat mezinárodní normě ISO 517-73. V SSSR byl takový rozsah hodnot standardizován v roce 1944 v souladu s GOST 2600-44 pro univerzální objektivy [9] [11] . Kromě hlavní řady čísel, které se liší o jeden expoziční krok, obsahuje standardní řada dvě pomocná čísla, jejichž hodnoty se liší o 1/2 a 1/3 kroku. Ve většině případů jsou stupnice clony označeny pouze hodnotami hlavní řady, ale někdy jsou povoleny střední hodnoty [11] . V objektivech určených pro moderní digitální fotoaparáty neexistují žádné stupnice clony, protože je řízena z fotoaparátu a hodnoty clony jsou zobrazeny na displeji. V tomto případě je rozteč stupnice obvykle nastavitelná a může zahrnovat jednu ze dvou pomocných řad.

Clonová čísla, která udávají geometrickou aperturu některých čoček, mohou být převzata z meziřadých řad, protože odrážejí odhadovaný limit schopností konkrétního designu, například 1,2; 4,5; 6.3. U objektivů se zoomem může být maximální poměr clony proměnný v závislosti na ohniskové vzdálenosti. V těchto případech jsou na rámu přes pomlčku nebo vlnovku vyznačeny extrémní hodnoty clonového čísla, například 3,5 ~ 5,6. Manuální nastavení clony u moderních fotografických objektivů je díky ovládacím funkcím zrcadlovek možné pouze po krocích. V režimech automatické závěrky nebo programu je však clona plynule nastavitelná, jako u filmové a televizní optiky.

Zařízení Iris

Irisová clona (z latinského  iris " iris ") se skládá z několika (obvykle 2 až 20) rotačních plátků (lamel) poháněných otočným prstencem na tubusu objektivu . Okvětní lístky mohou být různého tvaru, ale s plně otevřenou bránicí tvoří kruhový otvor, s částečně uzavřeným - mnohoúhelník, jehož počet stran odpovídá počtu lamel. Tento mnohoúhelník se zobrazí, když do záběru vstoupí nezaostřené bodové zdroje světla a vytvoří „ bokeh “. Snížení počtu lamel duhovky vede k viditelnosti úhlů mezi nimi. Nejjednodušší automatické clony amatérských filmových kamer a videokamer , sestávající ze dvou čepelí s trojúhelníkovými výřezy, poskytovaly kosočtvercový obraz bodových zdrojů. Membrány sestávající z 8 nebo více lopatek jsou považovány za nejdokonalejší, protože poskytují průřez paprsku blízký kruhu. Takové paprsky vytvářejí nejdokonalejší optický vzor.

Při použití irisové clony se nastavení relativní hodnoty clony provádí otočným kroužkem, jehož stupnice je označena podle získaných clonových čísel . Stupnice clony u klasického přístroje nemůže být stejnoměrná, s menší clonou se zmenšuje. Počátkem 60. let se rozšířily mechanismy, jejichž měřítko je jednotné díky složitějšímu tvaru okvětních lístků. Jedním z nejvýraznějších příkladů takové modernizace jsou sovětské čočky Jupiter-8 a Jupiter-8M. Druhý, který nahradil dřívější model na dopravníku, má jednotnou stupnici clony. Tato konstrukce zvyšuje pohodlí a umožňuje mechanicky sladit clonový kroužek s expozimetrem fotoaparátu , ale při středních clonových poměrech kvůli zakřivenosti lamel clona ztrácí tvar pravidelného kruhu. Otočné prstencové ovládání se používá ve většině filmových, fotografických a televizních zařízení, s výjimkou jednookých zrcadlovek a některých kinofilmových fotoaparátů se zrcadlovkou [12] . Zaměřování přímo přes snímací čočku si vynucuje použití speciálních mechanismů irisové clony, které umožňují ruční nebo automatické zavírání pouze v době fotografování. Tato možnost nabyla zvláštní důležitosti po rozšíření autofokusu s fázovou detekcí , který byl při zavření clony nefunkční.

Přednastavená clona

Typicky se takový membránový pohon skládá ze dvou kroužků, z nichž jeden přímo ovládá relativní otvor a druhý, předem nastavený kroužek, ovládá polohu otočné zarážky prvního. Tímto způsobem je úhel natočení prvního kroužku omezen na provozní hodnotu zvolenou druhým. V důsledku toho může fotograf plně otevřít clonu, aby zaostřil, a naslepo ji zavřít na přednastavenou relativní clonu, aniž by spustil oči z hledáčku. Princip se používá u jednookých zrcadlovek umožňující zaostření objektivu s plně otevřenou clonou a rychlé uzavření clony bez pohledu na její stupnici [13] .

Tento design se používal v zahraniční optice pro zrcadlovky (například Asahi Pentax , Miranda-D) před vynálezem skokové clony a později, když je její mechanická implementace z toho či onoho důvodu obtížná, včetně posuvných objektivů . Například objektiv PC-Nikkor 3,5/28 s touto světelností se vyráběl do roku 2006 [14] [15] . Clona s přednastaveným prstencem byla široce používána u sovětských objektivů pro fotoaparáty Zenit , které nebyly vybaveny mechanismem tlačné membrány: Helios-44 , Jupiter-9 , Mir-1 a další [16] . Některé objektivy (" Industar-61 L/Z ", " Jupiter-37A ", "MC Volna-9 ") měly jeden prstenec, který sloužil jak k nastavení hodnoty, tak k uzavření clony [17] [13] . V tomto případě bylo přednastavení provedeno po stlačení kroužku v axiálním směru [18] .

Tlaková membrána

Clona se uzavřela na pracovní hodnotu ručně díky dodatečné síle na uvolňovací tlačítko nebo tlačítko tubusu objektivu, kinematicky kombinované s uvolňovacím tlačítkem [19] [20] . Předcházela vynálezu skokové membrány a byla poprvé použita u fotoaparátů Exakta a poté Topcon a Miranda v kombinaci s umístěním spouštěcího tlačítka na přední stěně pouzdra [21] . V zahraničních zdrojích se nazývá "automatická tlaková membrána" ( anglicky  Automatic Pressure Diaphragm ) [22] . První příklady jsou založeny na původním designu tubusu objektivu s vyhrazeným tlačítkem zavírání clony. Podle stejného principu byl navržen i standardní objektiv Helios-44 pro kameru Start . V zahraničním průmyslu fotoaparátů tlaková membrána rychle ustoupila membráně skokové, protože to vede k nepřijatelnému zvýšení síly na spouštěcí tlačítko.

V některých případech není typ clony určen její konstrukcí, ale hnacím zařízením v těle fotoaparátu. Například clona u nasunutých čoček Pentax M42 se závitem může být tlačená nebo skoková. V prvním případě se zavírá silou spouštěcího tlačítka, přenášenou soustavou pák, a ve druhém speciálním kamerovým mechanismem spojeným se závěrkou. V SSSR byla vyrobena řada fotoaparátů se spouští umístěnou uvnitř těla: Zenit-EM , Zenit-11 , stejně jako ty, které byly vyvinuty na základě Zenit-TTL , včetně pozdějších Zenit-122 a Zenit- 412. ". V popisu těchto kamer se membrána nazývá jumping, i když ve skutečnosti ji lze vzhledem k pohonu považovat pouze za tlačnou. Samotná membrána, tlačná i skoková, se však od běžné clony liší svým provedením. Jeho okvětní lístky jsou k rámu připevněny pouze z jedné strany, zatímco opačná strana nemá žádnou oporu [23] . Design je vypůjčen z centrální závěrky a kvůli potřebné rychlosti.

Skákací clona

Nejsofistikovanější typ pohonu clony, který poskytuje kompozici a zaostření při plné cloně ve fotoaparátech s průchozím okem a automatickým ostřením s fázovou detekcí [* 3] . Kromě zařízení pro zrcadlovky se skoková membrána používala ve filmovacích zařízeních se zrcadlovou závěrkou : například ve filmové kameře Arriflex 16SR a objektivech Taylor Hobson [12] [24] . V tomto případě se automaticky zavře při spuštění páskové jednotky , což zajistí přesné zaostření ještě předtím. Kroužek pro nastavení hodnoty takové membrány pouze mění polohu mechanismu, který nastavuje stupeň uzavření při spuštění akčního členu.

Skákací clona se poprvé objevila u fotoaparátu Contaflex z roku 1953 s centrální závěrkou v nevyměnitelném objektivu [25] . U pozdějších modelů s vyměnitelnou přední polovinou objektivu byla skoková clona i nadále nedílnou součástí fotoaparátu, jen mírně komplikovala design. V zařízení s ohniskovou rovinou závěrky vyžaduje skoková membrána složitější akční členy, protože hlavní část jejího mechanismu je umístěna v čočkách, které se zcela mění. Nejstarší strojky byly vybaveny předpjatou pružinou , která po stisknutí uvolňovacího tlačítka uzavře příslušný otvor [19] [21] . Po každém výstřelu se membrána nevrátila do otevřeného stavu a bylo nutné ji natáhnout páčkou na rámu nebo spouští fotoaparátu spolu se závěrkou [26] . Takové zařízení s názvem "automatická pružinová clona" ( anglicky  Automatic Spring Diaphragm ) vylučuje další sílu na tlačítko a našlo uplatnění jak v zahraničním fotografickém vybavení, například poloautomatické objektivy pro Exakta, Minolta SR-2 a Contarex , a v sovětském , například v objektivech " Industar -29" a " Vega-3 " kamery " Salyut " a " Zenith-4 " [19] [27] [28] .

Nejznámější tuzemský objektiv s takovým pohonem je „ Tair-3FS “ pro „ Photosniper “ [29] . V zahraničních zdrojích se navíjecí membráně říkalo "poloautomatická" ( ang.  Semi Automatic Diaphragm ). Systém však nebyl široce používán kvůli zavedení stálého zaměřovacího zrcátka ve fotoaparátech , které se po uvolnění závěrky vrátí do své pracovní polohy. To donutilo vývojáře, aby se skoková clona také sama přenastavila, to znamená, že nevyžadovala natažení po každém výstřelu [26] . V důsledku toho se po aktivaci automaticky otevře clona a hledáček neustále zobrazuje jasný obraz při plné cloně [20] [* 4] . V SSSR se samovratná clona původně nazývala "blikající" a v zahraničí "automatická" ( angl.  Fully Automatic Diaphragm, Fully Automatic Lens ) [30] . Zahraniční objektivy první řady s takovým membránovým pohonem proto často obsahovaly v názvu slovo „Auto“: například Nikkor Auto, Auto-Takumar atd. Sovětská optika s blikající clonou dostala v r přídavné písmeno „M“. jejich jména [31] .

U fotoaparátů se skoková clona uzavírá na pracovní hodnotu speciálním mechanismem, obvykle kombinovaným se zrcadlovým pohonem. V tomto případě se používá síla pružin nebo elektromagnetu a nikoli uvolňovací tlačítko, čímž se eliminuje vliv na plynulost klesání [16] . Od začátku 60. let jsou téměř všechny zahraniční zrcadlovky vybaveny skokovou clonou. Sovětské „zrcadlovky“ řady Zenit-Avtomat a rodiny Almaz měly podobný mechanismus, protože držák K těchto fotoaparátů obsahoval jako nedílnou součást skokovou membránu a její pohon. Ze závitových „reflexních kamer“ byly Zenit-18 a Zenit-19 vybaveny skokovou membránou . U moderních objektivů se skokovou clonou, bez kroužku pro její instalaci, například Canon EF , se zavírání provádí elektromagnetem, který současně upravuje provozní hodnotu podle příkazů fotoaparátu. U některých fotosystémů, například Nikon AI-S, plní mechanický pohon skokové clony také funkci volby její pracovní hodnoty v automatickém režimu s prioritou závěrky a v programovém režimu [32] .

Prudká clona zlepšuje komfort fotografování, ale zbavuje fotografa možnosti vizuálně posoudit hloubku ostrosti , protože obraz v hledáčku je viditelný pouze při plné cloně. Pro plnou kontrolu obrazu je většina zrcadlovek vybavena opakovačem clony, v případě potřeby ji násilně přivře na pracovní hodnotu [16] .

Mechanismus skokové membrány je v mnoha ohledech podobný centrální fotospouště a má srovnatelnou rychlost. Místo klasického zařízení, kdy je každá lamela irisové clony držena dvěma čepy na obou stranách, je použit rychlejší mechanismus s upevněním pouze jednoho konce okvětního lístku [33] . V tomto případě jsou korunka a hnací čepy umístěny blízko sebe a opačný konec všech lopatek membrány je držen vedle sebe [23] . Tyto vlastnosti omezují počet lamel: levné čočky jsou vybaveny clonou, která má 6 nebo dokonce 5 lamel, tvořících zřetelný mnohoúhelník [34] . Takový průřez paprsků negativně ovlivňuje povahu optického vzoru, proto jsou drahé optiky vybaveny vícelistovými mechanismy. Při použití objektivů vybavených skokovou clonou přes adaptér na fotoaparátech jiných fotosystémů nefunguje její pohon [* 5] .

Vliv clony na obraz

Kromě úpravy expozice a hloubky ostrosti ovlivňuje změna poměru clony s clonou další důležité parametry obrazu:

Když je tedy membrána uzavřena, omezení difrakce se zvyšuje současně s poklesem aberací [36] . Maximálního rozlišení objektivu je dosaženo při středních clonách: f / 8-f / 11, kdy jsou aberace a difrakce vyváženy.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. 26.
  2. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. 27.
  3. ↑ Membrána . Design fotoaparátu . Fotoaparát Zenith. Získáno 14. září 2013. Archivováno z originálu 2. dubna 2016.
  4. ↑ Příručka konstruktéra opticko-mechanických zařízení, 1980 , str. 339.
  5. ↑ 1 2 3 Gordiychuk, 1979 , str. 152.
  6. ↑ Krátká příručka pro amatérské fotografy, 1985 , str. 35.
  7. ↑ f-stopy a t-stopy . Objektivy . Vzdělávací projekt FUJIFILM (29. 8. 2012). Datum přístupu: 3. května 2014. Archivováno z originálu 26. listopadu 2015.
  8. ↑ T-bránice // SLOVNÍK KINEMATOGRAFICKÝCH POJMŮ . — Kodak . - S. 208. - 213 s.
  9. ↑ 1 2 Opticko-mechanický průmysl, 1959 , str. 16.
  10. ↑ Andrej Vysokov. 15. listopadu 1932 byl na zeď M. H. de Young Museum v San Franciscu vyvěšen manifest slavné fotoskupiny F64 (nepřístupný odkaz) . photoisland.net . Foto ostrov. Získáno 13. září 2013. Archivováno z originálu 13. dubna 2010. 
  11. ↑ 1 2 Řada číselných hodnot relativních děr . Fototechnika . Kamera Zenit (25. ledna 1982). Získáno 19. října 2013. Archivováno z originálu 19. října 2013.
  12. ↑ 1 2 Gordiychuk, 1979 , s. 133.
  13. ↑ 1 2 Krátká příručka pro amatérské fotografy, 1985 , str. 43.
  14. ↑ Ken Rockwell. Nikon 28mm PC  (anglicky) . Osobní stránky. Získáno 4. února 2017. Archivováno z originálu 16. prosince 2016.
  15. ↑ Leo Foo. Objektivy PC-Nikkor 28 mm f/3,5  (anglicky) . Fotografování v Malajsii. Datum přístupu: 4. února 2017. Archivováno z originálu 2. března 2017.
  16. ↑ 1 2 3 Historie „jednookého“ . Články . FOTOÚNIK. Získáno 11. dubna 2013. Archivováno z originálu 18. dubna 2013.
  17. ↑ Sovětská fotografie, 1985 , str. 43.
  18. ↑ Fotokurýr č. 2, 2006 , str. 24.
  19. ↑ 1 2 3 Obecný kurz fotografie, 1987 , s. 34.
  20. ↑ 1 2 Naučná kniha o fotografii, 1976 , s. 56.
  21. ↑ 1 2 Fotokurýr č. 2, 2006 , str. 25.
  22. ↑ Návod pro kameru Exakta VX 500 , str. 24.
  23. ↑ 1 2 Moderní fotografické přístroje, 1968 , s. jedenáct.
  24. ↑ Natáčecí zařízení, 1988 , str. 44,99.
  25. ↑ Zeiss Ikon Contaflex - 1953  (anglicky) . Klasické fotoaparáty. Získáno 23. listopadu 2020. Archivováno z originálu 15. dubna 2018.
  26. ↑ 1 2 Fotoaparáty, 1984 , str. 69.
  27. ↑ I. Arisov. Kamera Saljut (brzy, se samospouští) . Fototechnika SSSR. Staženo 11. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 22. ledna 2021.
  28. ↑ Stephen Gandy. Minolta SR-2. První 35mm zrcadlovka  Minolta z roku 1958 . CameraQuest Stephena Gandyho (25. listopadu 2003). Staženo 2. ledna 2020. Archivováno z originálu dne 22. března 2019.
  29. ↑ Věda a život, 1966 , s. 155.
  30. ↑ Fotokinotechnika, 1981 , s. 265.
  31. ↑ Sovětská fotografie, 1977 , str. 38.
  32. ↑ Jurgen Becker. Rozdíl mezi objektivem AI a objektivem AI-S  . pozadí . "Trough the F-mount" (19. února 2012). Získáno 30. března 2015. Archivováno z originálu 12. března 2015.
  33. ↑ Opticko-mechanický průmysl, 1980 , s. 44.
  34. ↑ Fotoaparáty, 1984 , str. 42.
  35. ↑ Difrakce objektivu a její vliv na fotografii . Články o fotografování . FotoMTV.ru. Získáno 17. září 2013. Archivováno z originálu 6. srpna 2015.
  36. ↑ DIFRAKCE OBJEKTIVU A  FOTOGRAFIE . tutoriály . Cambridge v barvě. Získáno 17. září 2013. Archivováno z originálu 8. prosince 2006.
  37. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. dvacet.
Komentáře
  1. ↑ V některých případech nemusí být otvor jeden a může mít jiný tvar než kruh
  2. ↑ Místo zlomku lze v zápisu použít dvojtečku, například 1:5,6
  3. ↑ U digitálních fotoaparátů s elektronickým hledáčkem není skoková clona nutná, protože jas obrazu a kontrast autofokusu nezávisí na relativní cloně. U bezzrcadlovek se skoková clona používá pouze ke zlepšení přesnosti manuálního ostření nebo účinnosti hybridního automatického ostření.
  4. ↑ Středoformátové zrcadlovky stále používají tzv. "lepivé" zrcadlo, které vyžaduje natažení závěrky pro návrat do zaměřovací polohy. Proto se clona v objektivech těchto fotoaparátů otevírá spolu se sklopením zrcátka
  5. ↑ Výjimkou jsou adaptéry vybavené vícečlánkovými přenosovými mechanismy, stejně jako drahé adaptéry s vestavěným mikroprocesorem , který převádí příkazy z různých rozhraní pro elektromagnetické membrány

Literatura

Odkazy