Linssin aukko ( kreikan sanasta διάφραγμα - väliseinä) optisissa instrumenteissa - eräänlainen aukkokalvo , jonka avulla voit säätää linssin suhteellista aukkoa muuttamalla sen läpi kulkevien valonsäteiden halkaisijaa [1] . Tätä säätöä käytetään valonläpäisyn ja syväterävyyden säätämiseen . Linssin aukko on läpinäkymätön ohjauslevy, jossa on halkaisijaltaan muuttuva pyöreä reikä, jonka keskikohta osuu optiseen akseliin [* 1] . Reiän halkaisija voidaan säätää kolmella päätavalla [2] :
Pyörivä kalvo on pyörivä levy, jossa on halkaisijaltaan erikokoisia reikiä, ja sitä käytettiin laajalti 1800-luvun lopun suurikokoisten kameroiden linsseissä. Myöhemminpyörivä kalvo löydettiin joistakin yksinkertaisimmista kameroista , kuten Shkolnikista , sekä optisista laitteista .
Plug- in diafragma on sarja levyjä, joissa on erilaisia reikiä, jotka on asetettu linssin kotelon rakoon linssien välissä [3] . Molemmat ensimmäiset tyypit tarjoavat täysin pyöreän valonsäteiden poikkileikkauksen, mutta eivät salli aukkosuhteen väliarvoja.
Iriskalvo on yleisimmin käytetty valokuvaus-, elokuva- ja televisiolinsseissä, koska se mahdollistaa portaattomasti säädettävän aukkosuhteen ja sillä on kompaktin rakenne [4] .
Objektiivin aukon päätarkoituksena on säätää sen suhteellista aukkoa ja aukkosuhdetta , mikä on tarpeen syväterävyyden säätämiseksi, sekä annostella tarkasti läpäisevää valoa ja saada oikea valotus [5] . Aukkoa säädettäessä sen reikä suljetaan reunoista keskelle, koska valonsäteiden keskiosa tarjoaa parhaan kuvanlaadun.
On olemassa geometrisia ja tehokkaita suhteellisia aukkoja: geometrinen on linssin sisääntulopupillin halkaisijan suhde sen polttoväliin ja ilmaistaan murto-osana, jonka osoittaja on yksi. Valokuvauksessa yksikön sijaan käytetään usein latinalaista kirjainta f, joka määrittää murto-osan tarkoituksen: esimerkiksi suhteellinen aukko 1/5,6 on merkitty f/5,6 [* 2] . Tehokas suhteellinen aukko on aina pienempi kuin geometrinen, koska se ottaa huomioon valon absorptiosta ja sironnasta aiheutuvat häviöt [6] . Näitä häviöitä pienennetään pinnoitteen avulla , mutta monimutkaisissa monilinssisissä linsseissä ne voivat olla merkittäviä ja ne on otettava huomioon, joten aukkoasteikot heijastavat tehollisten suhteellisten aukkojen arvoja [5] . Nykyaikaisessa elokuvaoptiikassa kirjainta T [7] [8] käytetään kuvaamaan tehokkaita suhteellisia aukkoja . Samalla valokuvaobjektiivin kehykseen merkitty raja-aukon arvo heijastaa geometristä suhteellista aukkoa.
Aukon asteikot on asteikoitu aukkoluvuilla siten , että jokainen viereinen jako vastaa kaksinkertaista aukkosuhteen muutosta. Siten viereistä asteikkoarvoa valittaessa valotus muuttuu aina yhden valotuspisteen verran . Koska aukkosuhde on suhteellisen aukon neliö , jälkimmäisen pitäisi muuttua kertoimella [5] . Siksi viereiset f-luvut eroavat kertoimella 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] . Yksityiskohtaisimman luonnon näyttämiseen tarvitaan suuri syväterävyys, joka on mahdollista, kun aukko on suljettu minimiarvoon. Siksi amerikkalaisten valokuvataiteilijoiden luova liitto , joka piti itseään ns. suoran valokuvauksen suunnassa , kutsuttiin f/64 :ksi , joka vastasi tuolloin suurikokoisen objektiivin aukon ääriarvoa. kamerat [10] .
Valmistajien luokitteluasteikoissa käyttämien aukkolukujen erityisten arvojen on oltava kansainvälisen ISO 517-73 -standardin mukaisia. Neuvostoliitossa tällainen arvoalue standardoitiin vuonna 1944 GOST 2600-44:n mukaisesti yleiskäyttöisille linsseille [ 9] [11] . Yhden valotusaskeleen verran eroavien päänumerosarjojen lisäksi vakiosarja sisältää kaksi apunumeroa, joiden arvot eroavat 1/2 ja 1/3 askelta. Useimmissa tapauksissa aukon asteikot merkitään vain pääsarjan arvoilla, mutta joskus väliarvot ovat sallittuja [11] . Nykyaikaisiin digitaalikameroihin suunnitelluissa objektiiveissa ei ole aukkoasteikkoja, koska sitä ohjataan kamerasta ja aukon arvot näkyvät näytöllä. Tässä tapauksessa asteikon nousu on yleensä säädettävissä ja voi sisältää jommankumman kahdesta lisärivistä.
Aukon numerot, jotka osoittavat joidenkin objektiivien geometrisen aukon, voidaan ottaa väliriveiltä, koska ne kuvastavat tietyn mallin kykyjen arvioitua rajaa, esimerkiksi 1.2; 4,5; 6.3. Zoom - objektiivien suurin aukkosuhde voi vaihdella polttovälin mukaan. Näissä tapauksissa kehyksessä on viivan tai aaltoviivan kautta aukon numeron ääriarvot, esimerkiksi 3,5 ~ 5,6. Manuaalinen aukon säätö nykyaikaisissa valokuvauslinsseissä on mahdollista vain portaittain SLR-kameroiden ohjausominaisuuksien vuoksi. Suljinajan esivalinta- automatiikka- tai ohjelmatiloissa iiris on kuitenkin portaattomasti säädettävissä, kuten elokuva- ja televisiooptiikassa.
Iriskalvo ( latinan sanasta iris " iris ") koostuu useista (yleensä 2-20) pyörivistä terälehdistä (lamelleista), joita pyörittää linssin kotelossa oleva pyörivä rengas . Terälehdet voivat olla eri muotoisia, mutta täysin avoimella kalvolla ne muodostavat pyöreän reiän, osittain suljetun - monikulmion, jonka sivujen lukumäärä vastaa lamellien lukumäärää. Tämä monikulmio näytetään, kun tarkentamattomat pistevalolähteet tulevat kehykseen tuottaen " bokeh ". Iristerien määrän vähentäminen johtaa niiden välisten kulmien näkyvyyteen. Amatöörielokuvakameroiden ja videokameroiden yksinkertaisimmat automaattiset aukot , jotka koostuivat kahdesta terästä kolmiomaisilla leikkauksilla, antoivat vinoneliön muotoisen kuvan pistelähteistä. Kalvoja, jotka koostuvat kahdeksasta tai useammasta terästä, pidetään täydellisimpinä, koska ne tarjoavat säteen poikkileikkauksen lähellä ympyrää. Tällaiset säteet luovat täydellisimmän optisen kuvion.
Iriskalvoa käytettäessä suhteellinen aukon arvo asetetaan pyörivällä renkaalla, jonka asteikko on merkitty saatujen aukkolukujen mukaisesti . Klassisen laitteen iirisasteikko ei voi olla yhtenäinen, vaan kutistuu aukon pienentyessä. 1960-luvun alussa yleistyivät mekanismit, joiden mittakaava on yhtenäinen terälehtien monimutkaisemman muodon vuoksi. Yksi silmiinpistävimmistä esimerkeistä tällaisesta modernisoinnista on Neuvostoliiton Jupiter-8- ja Jupiter-8M-objektiivit. Toisessa, joka korvasi kuljettimen aikaisemman mallin, on tasainen aukkoasteikko. Tämä muotoilu lisää käyttömukavuutta ja antaa sinun sovittaa aukkorenkaan mekaanisesti kameran valotusmittarin kanssa , mutta keskisuurilla aukkosuhteilla aukko menettää lamellien kaarevuuden vuoksi säännöllisen ympyrän muodon. Pyörivää rengasohjausta käytetään useimmissa elokuva-, valokuvaus- ja televisiolaitteissa , poikkeuksena yksilinssiset refleksikamerat ja jotkut elokuvakamerat , joissa on heijastinsuljin [12] . Tarkkailu suoraan kuvauslinssin läpi pakottaa käyttämään erityisiä iiriskalvomekanismeja, joiden avulla voit sulkea sen manuaalisesti tai automaattisesti vain kuvaushetkellä. Tämä mahdollisuus tuli erityisen tärkeäksi vaiheentunnistuksen automaattisen tarkennuksen leviämisen jälkeen , joka ei toiminut, kun aukko suljettiin.
Tyypillisesti tällainen kalvokäyttö koostuu kahdesta renkaasta, joista toinen ohjaa suoraan suhteellista aukkoa ja toinen, esiasetettu rengas, ohjaa ensimmäisen pyörimisen pysäyttimen asentoa. Tällä tavalla ensimmäisen renkaan kiertokulma rajoitetaan toisen valitsemaan käyttöarvoon. Tämän seurauksena valokuvaaja voi avata aukon kokonaan tarkentaakseen ja sulkea sen sokeasti esiasetettuun suhteelliseen aukkoon irrottamatta silmiään etsimestä. Periaatetta käytetään yksilinssisissa refleksikameroissa, jolloin objektiivi voidaan tarkentaa aukon ollessa täysin auki ja sulkea aukko nopeasti katsomatta sen mittakaavaa [13] .
Tätä mallia käytettiin ulkomaisessa järjestelmäkameroiden optiikassa (esimerkiksi Asahi Pentax , Miranda-D) ennen hyppyaukon keksintöä ja myöhemmin, kun sen mekaaninen toteutus on syystä tai toisesta vaikeaa, mukaan lukien siirtolinssit . Esimerkiksi tällä aukolla varustettua PC-Nikkor 3.5/28 -objektiivia valmistettiin vuoteen 2006 asti [14] [15] . Esiasetetun renkaan aukkoa käytettiin laajalti Neuvostoliiton linsseissä Zenit -kameroissa , joissa ei ollut työntökalvomekanismia: Helios-44 , Jupiter-9 , Mir-1 ja muut [16] . Joissakin linsseissä (" Industar-61 L / Z ", " Jupiter-37A ", "MC Volna-9 ") oli yksi rengas, jota käytettiin sekä arvon asettamiseen että aukon sulkemiseen [17] [13] . Tässä tapauksessa esisäätö suoritettiin sen jälkeen, kun rengasta oli painettu aksiaalisuunnassa [18] .
Aukko suljettu käyttöarvoon manuaalisesti vapautuspainikkeeseen tai objektiivin kotelon painikkeeseen kohdistuvan lisävoiman vuoksi, yhdistettynä kinemaattisesti vapautuspainikkeeseen [19] [20] . Ennen hyppykalvon keksintöä, ja sitä käytettiin ensin kameroissa Exakta ja sitten Topcon ja Miranda , yhdessä vapautuspainikkeen sijainnin kanssa kotelon etuseinässä [21] . Ulkomaisissa lähteissä sitä kutsutaan "automaattiseksi painekalvoksi" ( englanniksi Automatic Pressure Diaphragm ) [22] . Varhaiset esimerkit perustuvat alkuperäiseen linssin koteloon, jossa on erillinen iiriksen sulkemispainike. Saman periaatteen mukaan suunniteltiin Start - kameran Helios-44- standardiobjektiivi . Ulkomaisessa kamerateollisuudessa painekalvo väistyi nopeasti hyppäävälle kalvolle, koska se johtaa vapautuspainikkeen voiman lisääntymiseen, jota ei voida hyväksyä.
Joissakin tapauksissa aukon tyyppiä ei määritä sen rakenne, vaan kameran rungossa oleva käyttölaite. Esimerkiksi kierteitettyjen Pentax M42 pusher -linssien aukko voi olla joko työntö tai hyppy. Ensimmäisessä tapauksessa se suljetaan vapautuspainikkeen voimalla, jonka välittää vipujärjestelmä, ja toisessa sulkimiin liittyvällä erityisellä kameramekanismilla. Neuvostoliitossa valmistettiin sarja kameroita, joissa oli rungon sisällä oleva laukaisu: Zenit-EM , Zenit-11 sekä Zenit-TTL :n perusteella kehitetyt , mukaan lukien myöhemmät Zenit-122 ja Zenit- 412 ". Näiden kameroiden kuvauksessa kalvoa kutsutaan hyppäämiseksi, vaikka itse asiassa sitä voidaan pitää ajamisen vuoksi vain työntämisenä. Itse pallea, sekä työntö- että hyppy, eroaa kuitenkin rakenteeltaan tavallisesta iiriksestä. Sen terälehdet on kiinnitetty runkoon vain toiselta puolelta, kun taas vastakkaisella puolella ei ole tukea [23] . Suunnittelu on lainattu keskussulkimelta ja tarvittavan nopeuden vuoksi.
Kehittynein iirisohjain, joka tarjoaa rajauksen ja tarkennuksen täydellä aukolla kameroissa, joissa on läpinäkyvä ja vaiheentunnistin automaattitarkennus [* 3] . SLR-laitteiden lisäksi hyppykalvoa käytettiin kuvauslaitteissa, joissa oli peilisuljin : esimerkiksi Arriflex 16SR -elokuvakamerassa ja Taylor Hobsonin objektiiveissa [12] [24] . Tässä tapauksessa se sulkeutuu automaattisesti, kun nauha-asema käynnistetään , mikä varmistaa tarkan tarkennuksen ennen sitä. Rengas tällaisen kalvon arvon asettamiseksi muuttaa vain sen mekanismin asentoa, joka asettaa sulkemisasteen, kun toimilaite laukaistaan.
Hyppyaukko ilmestyi ensimmäisen kerran vuoden 1953 Contaflex- kamerassa, jossa oli keskisuljin ei-vaihdettavassa objektiivissa [25] . Myöhemmissä malleissa, joissa oli vaihdettava objektiivin etupuoli, hyppäävä aukko oli edelleen olennainen osa kameraa, mikä vain hieman monimutkaisi suunnittelua. Polttotason suljinlaitteissa hyppykalvo vaatii monimutkaisempia toimilaitteita, koska suurin osa sen mekanismista sijaitsee kokonaan vaihtuvissa linsseissä. Varhaisimmat liikkeet varustettiin esiladatulla jousella , joka sulkee suhteellisen reiän vapautuspainikkeen [19] [21] painamisen jälkeen . Jokaisen kuvan jälkeen kalvo ei palannut avoimeen tilaan, vaan se piti virittää kehyksessä olevalla vivulla tai kameran liipaisimella yhdessä sulkimen kanssa [26] . Tällainen laite nimeltä "automatic spring diaphragm" ( englanniksi Automatic Spring Diaphragm ) sulkee pois painikkeeseen kohdistuvan lisävoiman, ja se on löytänyt sovelluksen sekä ulkomaisissa valokuvauslaitteissa, kuten Exaktan, Minolta SR-2 :n ja Contarexin puoliautomaattisissa objektiiveissa ja Neuvostoliitossa esimerkiksi linsseissä " Industar -29" ja " Vega-3 " kameroissa " Salyut " ja " Zenith-4 " [19] [27] [28] .
Tunnetuin kotimainen objektiivi, jossa on tällainen asema, on " Tair-3FS " " Photosniperille " [29] . Ulkomaisissa lähteissä käämityskalvoa kutsuttiin "puoliautomaatiksi" ( eng. Semi Automatic Diaphragm ). Järjestelmää ei kuitenkaan käytetty laajalti, koska kameroissa otettiin käyttöön jatkuva tähtäyspeili , joka palaa työasentoonsa sulkimen vapauttamisen jälkeen. Tämä pakotti kehittäjät tekemään hyppyaukon myös itsestään nollautuvan, eli ei vaadi viritystä jokaisen laukauksen jälkeen [26] . Tämän seurauksena aukko avautuu automaattisesti käytön jälkeen, ja etsin näyttää jatkuvasti kirkkaan kuvan täydellä aukolla [20] [* 4] . Neuvostoliitossa itsestään palautuvaa kalvoa kutsuttiin alun perin "vilkkuvaksi" ja ulkomailla "automaatiksi" ( eng. Fully Automatic Diaphragm, Fully Automatic Lens ) [30] . Siksi ensimmäisen sarjan ulkomaiset objektiivit, joissa oli tällainen kalvoasema, sisälsivät nimessä usein sanan "Auto": esimerkiksi Nikkor Auto, Auto-Takumar jne. Neuvostoliiton optiikka, jossa oli vilkkuva kalvo, sai ylimääräisen kirjaimen "M" heidän nimensä [31] .
Kameroissa hyppyaukko suljetaan työarvoon erityisellä mekanismilla, yleensä yhdistettynä peilikäyttöön. Tässä tapauksessa käytetään jousien tai sähkömagneetin voimaa , ei vapautuspainiketta, mikä eliminoi vaikutuksen laskeutumisen tasaisuuteen [16] . 1960-luvun alusta lähtien lähes kaikki ulkomaiset järjestelmäkamerat on varustettu hyppäävällä aukolla. Zenit-Avtomat- sarjan ja Almaz -perheen Neuvostoliiton "SLR -kameroissa" oli samanlainen mekanismi, koska näiden kameroiden K-kiinnitys sisälsi hyppäävän kalvon ja sen vetolaitteen kiinteänä osana. Kierteitetyistä "heijastuskameroista" Zenit-18 ja Zenit-19 oli varustettu hyppykalvolla . Nykyaikaisissa objektiiveissa, joissa on hyppyaukko, ilman rengasta asennusta varten, esimerkiksi Canon EF , sulkeminen tapahtuu sähkömagneetilla, joka samanaikaisesti säätää käyttöarvoa kameran komentojen mukaisesti. Joissakin valokuvajärjestelmissä, esimerkiksi Nikon AI-S:ssä, hyppäävän aukon mekaaninen käyttö suorittaa myös toiminta-arvon valitsemisen automaattisissa suljinprioriteetti- ja ohjelmatiloissa [32] .
Hyppyinen aukko parantaa kuvausmukavuutta, mutta riistää valokuvaajalta mahdollisuuden visuaalisesti arvioida syväterävyyttä , koska etsimessä oleva kuva näkyy vain täydellä aukolla. Täydellistä kuvanhallintaa varten useimmat järjestelmäkamerat on varustettu aukon toistimella, joka tarvittaessa sulkee sen väkisin käyttöarvoon [16] .
Hyppykalvon mekanismi on monessa suhteessa samanlainen kuin keskellä olevan valokuvasulkimen mekanismi ja sen nopeus on vertailukelpoinen. Klassisen laitteen sijaan, kun iiriskalvon jokaista lamellia pidetään kiinni kahdella tapilla molemmilta puolilta, käytetään nopeampaa mekanismia, jossa kiinnitetään vain terälehden toinen pää [33] . Tässä tapauksessa kruunu ja käyttötapit sijaitsevat lähellä toisiaan, ja kaikkien kalvon siipien vastakkainen pää pidetään vierekkäin [23] . Nämä ominaisuudet rajoittavat terien määrää: halvat linssit on varustettu kalvolla, jossa on 6 tai jopa 5 terää, jotka muodostavat erillisen monikulmion [34] . Tällainen säteiden poikkileikkaus vaikuttaa negatiivisesti optisen kuvion luonteeseen, joten kallis optiikka on varustettu monilehtisillä mekanismeilla. Käytettäessä objektiiveja, joissa on hyppyaukko sovittimen kautta muiden valokuvajärjestelmien kameroissa , sen asema ei toimi [* 5] .
Valotuksen ja syväterävyyden säätämisen lisäksi aukkosuhteen muuttaminen aukolla vaikuttaa muihin tärkeisiin kuvaparametreihin:
Siten, kun kalvo suljetaan, diffraktiorajoitus kasvaa samanaikaisesti aberraatioiden vähenemisen kanssa [36] . Objektiivin suurin resoluutio saavutetaan keskisuurilla aukoilla: f / 8-f / 11, kun poikkeamat ja diffraktio ovat tasapainossa.