Диафрагма (оптика) | это… Что такое Диафрагма (оптика)?
У этого термина существуют и другие значения, см. Диафрагма.
Диафрагма (от греч. διάφραγμα — перегородка) — оптический прибор, непрозрачная преграда, ограничивающая поперечное сечение световых пучков в оптических системах (микроскоп, фотоаппарат, телескоп, дальномер и др.).
Содержание
|
Виды диафрагм
Названия видов диафрагм определяются тем, в какой части оптической системы они используются и какую часть пучка света ограничивают.
Как правило, если вид диафрагмы не уточняется, имеется в виду апертурная диафрагма.
Апертурная диафрагма
Основная статья: Диафрагма (фото)
Апертурная диафрагма, действующая диафрагма — специально установленная диафрагма или оправа одной из линз, которая ограничивает пучки лучей, выходящие из точек предмета, расположенных на оптической оси и проходящих через оптическую систему.
Часто, располагается вблизи центра формирующей оптическое изображение оптической системы. Её изображение, сформированное предшествующей (по ходу лучей) частью оптической системы, определяет входной зрачок системы. Сформированное последующей частью — выходной зрачок.
Входной зрачок ограничивает угол раскрытия пучков лучей, идущих от точек объекта; выходной зрачок играет ту же роль для лучей, идущих от изображения объекта.
С увеличением диаметра входного зрачка (действующего отверстия оптической системы) растёт освещённость изображения.
Уменьшение до известного предела действующего отверстия оптической системы (диафрагмирование) улучшает качество изображения, так как при этом из пучка лучей устраняются краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказываются аберрации.
Диафрагмирование увеличивает также глубину резкости (глубину резко изображаемого пространства). В то же время, уменьшение действующего отверстия снижает, из-за дифракции света на краях диафрагмы, разрешающую способность оптической системы. В связи с этим апертура оптической системы должна иметь оптимальное значение.
Полевая диафрагма
Полевая диафрагма, диафрагма поля зрения — непрозрачная преграда, ограничивающая линейное поле оптической системы в пространстве предметов или в пространстве изображений.
Располагается в непосредственной близости от одного из фокусов оптической системы (в системах с оборачивающими элементами может располагаться в одном из промежуточных фокусов). Может иметь форму круга (в микроскопах, телескопах). В спектральных приборах имеет форму щели.
Определяет, какая часть пространства может быть изображена оптической системой.
Из центра входного зрачка диафрагма поля зрения видна под наименьшим углом.
Применения
- Кадровая рамка в фото- и киноаппаратах, фотоувеличителях также является полевой диафрагмой.
- Кадрирующая рамка и рамки-виньетки, используемые при печати фотоснимков, также являются разновидностью полевой диафрагмы.
- При макросъёмке иногда применяется полевая диафрагма в виде рамки, окружающей объект и служащей своеобразным «видоискателем».
- Примером изменяемой полевой диафрагмы в съёмочной аппаратуре являются дополнительные шторки, ограничивающие кадровое окно по вертикали в плёночном фотоаппарате Pentax Z1P для получения снимка с панорамным соотношением сторон кадра.
- Изменение с помощью кадрового окна размеров кадра в процессе съёмки или монтажа фильма позволяет создавать вариоскопическое кино (наиболее известны фильмы «Нетерпимость» 1916 года, «Дверь в стене» 1956 года).
Бленды
Основная статья: Бленда
Другие диафрагмы, имеющиеся в оптической системе, главным образом препятствуют прохождению через систему лучей, расположенных в стороне от главной оси оптической системы. Аналог внешней диафрагмы, находящийся перед оптической системой кино- и фотоаппаратов, называют светозащитной блендой или просто блендой.
Точную границу между блендой и полевой диафрагмой провести невозможно, однако часто считается, что если изображение границ перегородки, сформированное оптической системой, является или может быть получено резким (в процессе фокусировки), эта перегородка является полевой диафрагмой. В противном случае речь идёт о бленде.
Устройство и некоторые применения диафрагм
Роль диафрагмы часто играют зачернённые элементы оправы линз, призм, зеркал и др. оптических деталей, зрачок глаза, границы освещённого предмета, в спектроскопе — щелевая диафрагма, в фотоаппаратах — ирисовая или ступенчатая диафрагма.
Размер и положение диафрагмы определяют поле зрения, освещённость и качество изображения, глубину резкости и разрешающую способность оптической системы.
Управляемые диафрагмы
В съёмочной оптике
Основная статья: Диафрагма (фото)#Автоматика
В системах растрирования
Основная статья: электромагнитная диафрагма
В полиграфии, в системах электронного растрирования полутоновых изображений, применялась электрически управляемая диафрагма (электромагнитная или электрическая), являющаяся разновидностью полевой диафрагмы и формирующая размер и форму светового пятна в элементе растра в зависимости от подаваемого сигнала.
Развитие цифровых методов печати привело к вытеснению такого оборудования из-за ограниченности быстродействия механической части устройства.
Литература
- Волосов Д. С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
- Ландсберг Г. С. Оптика, 4 изд., М., 1957
- Слюсарев Г. Г. Геометрическая оптика, М. — Л., 1946;
- Тудоровский А. И. Теория оптических приборов, 2 изд., т. 1-2, М. — Л., 1948-1952.
- Апертурная диафрагма // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
- Полевая диафрагма // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
- Высоцкий, М. З. Вариоскопическое кино // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
- Яковлев М. Ф. Учись фотографировать. М., «Искусство», 1977.
- Pentax Z1P. Описание.
6.
Диафрагмы: апертурная, полевая, винъетирующая.Диафрагмой называется любое препятствие, встречающееся на пути лучей оптической системы от входа до плоскости изображений. В оптических системах такими препятствиями являются:
Непрозрачные оправы оптических деталей.
Естественные края оптических деталей.
Экраноы, помещенные на пути лучей специально.
Влияние диафрагм на работу оптических систем
Диафрагмы влияют на:
Величину светового потока осевых и наклонных пучков, которые формируют изображение и попадают на фотоприемник.
Освещенность плоскости изображений в центре и на периферии.
Величину (размеры) поля зрения оптической системы.
Качество изображения и внеосевых предметных точек.
Дифракционный предел разрешения оптической системы.
Глубину «резко» изображаемого пространства.
Классификация диафрагм
Все диафрагмы оптических систем разделяют на три вида:
— апертурные;
— полевые;
— виньетирующие.
Апертурная диафрагма
Апертурная диафрагма (апертура — отверстие) – важная диафрагма оптической системы, от которой зависит:
Световые потоки формирующие изображение.
Освещенность плоскости изображения в центре и по всей площади.
Аберрационное качество изображений.
Дифракционный предел разрешения оптической системы.
Глубина резко изображаемого пространства.
Свойства апертурной диафрагмы
Апертурная диафрагма всегда присутствует в оптических системах.
Из осевой точки плоскости предметов (изображений*) апертурная диафрагма сама или ее изображение** будет видно среди всех диафрагм.
* Второе прочтение определения.
**
Изображение диафрагмы в пространстве
предметов называется действительным
или мнимое изображение диафрагмы,
которое формируется частью оптической
системы или всей системой.
Второе свойство используется для поиска апертурной диафрагмы в оптической системе.
Алгоритм поиска апертурной диафрагмы
К началу поиска должны бить известны:
— конструктивные параметры оптической системы или кардинальные параметры компонентов оптической системы и их взаимное расположение;
— положение плоскости предмета или плоскости изображения; — размер и положение всех диафрагм в системе.
2. Используя сами диафрагмы как некие предметы, направляют лучи от них в сторону пространства предмета (изображения) и оттискивают аналитически или графически положение и размеры изображений всех диафрагм в пространстве предметов (изображений)*.
3. Из осевой точки плоскости предметов (изображений), проводят лучи к краям изображений всех диафрагм.
4. То изображение
диафрагмы, которое из осевой точки
плоскости предметов (изображений)
«видно» под наименьшим углом, принадлежит
апертурной диафрагме. Эти изображения
апертурной диафрагмы в пространстве
предметов (изображений), называются
входным (выходным) зрачком оптической
системы.
Примечание. Если между диафрагмой и плоскостью предметов (изображений), оптические компоненты отсутствуют, то изображение диафрагмы совпадает с самой диафрагмой.
* Изображение диафрагмы, относящееся к пространству предметов (изображений) определяется направлением лучей от диафрагмы, в которых формируется ее изображение. Если изображение получено в лучах идущих в сторону плоскости предметов (изображений), то оно называется изображением в пространстве плоскости предметов (изображений).
2σА – входной апертурний угол оптических систем.
Если построить ход лучей от диафрагмы 1, которая является апертурной в пространстве изображений, то изображение этой диафрагмы есть выходной зрачок оптической системы.
2σ‘А – выходной апертурний угол оптической системы.
Лучи проходящие
через края входного зрачка из осевой
точки плоскости предметов в систему
пройдут через края апертурной диафрагмы,
а также края выходного зрачка. Плоскости
входного зрачка апертурной диафрагмы
и выходного зрачка оптически сопряжены.
| Освещение по Кёлеру: интерактивные учебные пособияАпертурная диафрагма конденсатораКонтроль контраста образца Апертурная диафрагма действует в основном как регулятор разрешения и контраста в оптической микроскопии. Чтобы увидеть, как это влияет на изображения образцов, используйте ползунок, чтобы открывать и закрывать апертурную диафрагму конденсора. Слишком широкое открытие диафрагмы приводит к бликам и потере контраста, а слишком широкое ее закрытие приводит к усилению дифракции и потере разрешения. Оптимальным является промежуточное положение, которое соответствует размеру отверстия от 60 до 9 мм.0 процентов. Изображение диафрагмы конденсора под микрофотографией показывает, как изображение диафрагмы конденсора выглядит в задней фокальной плоскости объектива. Соавторы Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747. Мэтью Дж. Пэрри-Хилл и Майкл В. Дэвидсон – Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 г., восток Пол Дирак Доктор, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310. ВЕРНУТЬСЯ К АНАТОМИИ МИКРОСКОПА Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.© 1998-2022 автор Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения владельцев авторских прав. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми правовыми положениями и условиями, изложенными владельцами.Этот веб-сайт поддерживается нашей командойGraphics & Web Programming Team . в сотрудничестве с Optical Microscopy в Национальной лаборатории сильного магнитного поля. Последнее изменение: понедельник, 10 сентября 2018 г., 12:29Количество обращений с 12 августа 1998 г.: 69340Для получения дополнительной информации о производителях микроскоповиспользуйте кнопки ниже для перехода на их веб-сайты: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gif»>
Путем изменения размера отверстия диафрагмы изменяется конус освещения, проецируемый в объектив.
Работа с апертурной диафрагмой конденсора
Апертурная диафрагма конденсора (или ирисовая диафрагма) используется для управления контрастностью и разрешением изображения.
В этой статье объясняется использование диафрагмы.
>>> США Магазин | Германия Магазин | Великобритания Магазин | Canada Shop <<<
Как партнер Amazon, я получаю комиссию, но это не стоит вам больше.
Неправильная настройка апертурной диафрагмы конденсора (особенно при больших увеличениях) может стать причиной большого разочарования как преподавателей, так и студентов.
- Учащиеся могут попытаться найти фокус с полностью открытой апертурной диафрагмой конденсора. Это затруднительно, если образец очень тонкий или слабо окрашен или микроскоп не оснащен парфокальными объективами. Помните, что открытая апертурная диафрагма конденсора приводит к малой глубине резкости.
- Студенты могут вообще ничего не видеть при работе с большим увеличением, потому что изображение слишком темное. В этом случае диафрагма закрыта слишком сильно. Диафрагма не должна использоваться для контроля количества света, но для некоторых образцов или увеличений это может быть просто невозможно, особенно если лампа не очень мощная.
Многие новички придают слишком большое значение увеличению. Многие думают, что способны видеть больше при большем увеличении. Но особенно при больших увеличениях возрастает роль диафрагмы конденсора.
Я рекомендую следующие шаги:
- Попросите учащихся полностью закрыть апертурную диафрагму конденсора перед началом работы с микроскопом.
- Затем они должны повернуть объектив с малым увеличением (4x) в нужное положение и найти фокус с помощью ручки грубой фокусировки. Большая глубина резкости и более высокая контрастность облегчают учащимся фокусировку на образце.
- При переключении на большее увеличение учащиеся должны начать постепенно открывать апертурную диафрагму конденсора, чтобы наблюдать различия в качестве изображения. В то же время они должны регулировать интенсивность света с помощью диммера, чтобы предотвратить блики.
- Студенты должны знать, что апертурная диафрагма конденсора должна быть отрегулирована в соответствии с числовым значением апертуры, напечатанным на объективе.Апертурная диафрагма это: Диафрагма (оптика) | это… Что такое Диафрагма (оптика)?
