Относительное отверстие

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Число диафрагмы»)
Перейти к: навигация, поиск

Относительное отверстие объектива — оптическая мера светопропускания объектива. Различают геометрическое и эффективное относительные отверстия. Геометрическим отверстием считается отношение диаметра входного зрачка объектива к его заднему фокусному расстоянию[1]. Эффективное относительное отверстие всегда меньше, чем геометрическое, поскольку учитывает потери света при его прохождении через стекло и рассеянии на границах с воздухом и деталях оправы.

Зависимость светопропускания объектива от относительного отверстия

Расчёт относительного отверстия[править | править вики-текст]

Геометрическое относительное отверстие выражают в виде дроби[2]:

,

где обозначает диаметр входного зрачка, а — заднее фокусное расстояние. Относительное отверстие принято обозначать соотношением двух цифр, написанных через двоеточие. При этом, первая цифра всегда принимается за единицу, например 1:5,6. В современной литературе более широкое распространение получило обозначение относительного отверстия в виде дроби с числителем f, например f/5,6. Для зеркально-линзовых объективов площадь входного зрачка рассчитывается по более сложному закону, поскольку его центральная часть экранирована[1]. В этом случае диафрагма может иметь форму не круга, а кольца, и для нахождения диаметра входного зрачка необходимо реальный входной зрачок (кольцо) заменить при расчёте кругом эквивалентной площади. Диаметр найденного круга и будет являться искомым диаметром входного зрачка для применения в дальнейших расчётах.

Квадрат относительного отверстия называется светосилой и определяет соотношение яркости объекта и освещённости его изображения в фокальной плоскости[1]. Эффективное относительное отверстие вычисляется с учётом коэффициента светопропускания оптической системы, учитывающего общую толщину стекла и количество границ воздух/стекло. Коэффициент, снижающий прозрачность объектива, определяется по формуле:

,

где — доля света, теряемая при отражении одной поверхностью раздела сред;

— число поверхностей раздела воздух/стекло;
— удельное поглощение света в 1 сантиметре стекла;
— суммарная толщина линз объектива в сантиметрах.

Для непросветлённых объективов не превышает 0,65. Объективы с просветлением теряют не более 10% света при его прохождении и рассеянии.

Приведённые способы расчёта геометрического и эффективного относительного отверстия справедливы только при фокусировке объектива на «бесконечность». Для конечных дистанций знаменатель дроби увеличивается из-за выдвижения объектива, приводя к уменьшению относительного отверстия. Эффект особенно заметен при макросъёмке, когда сопряжённое фокусное расстояние может превосходить расчётное в два и более раз. В этом случае пренебрегать изменением относительного отверстия недопустимо и требуются поправки при расчёте экспозиции[3].

Диафрагменное число[править | править вики-текст]

Шкала диафрагмы объектива (нижняя), размеченная в диафрагменных числах. Положение кольца соответствует относительному отверстию f/8

Если принять диаметр входного зрачка равным единице, геометрическое относительное отверстие может быть выражено следующим образом[4]:

.

В этом случае знаменатель относительного отверстия называют «диафрагменное число» или «число диафрагмы». Диафрагменное число вычисляется, как отношение фокусного расстояния объектива к диаметру его входного зрачка и обозначается цифрой. Диафрагменное число является величиной, обратной относительному отверстию[5][6].

.

Этот параметр наиболее удобен для разметки шкал диафрагмы, поскольку не содержит дробей[7]. Регулировочная шкала ирисовой диафрагмы киносъёмочных объективов и фотообъективов старых типов (без автофокуса) градуируется в диафрагменных числах эффективного относительного отверстия, учитывающих потери света при его прохождении через стекло.

Каждое деление такой шкалы соответствует изменению светосилы в два раза, а относительного отверстия в раз[7][2]. Исключение могут составлять самые малые значения диафрагменного числа, соответствующие оптическим возможностям объектива, и не укладывающиеся в стандартный ряд[8]. Такое строение шкалы диафрагменных чисел используется с 1950-х годов, когда появилось понятие экспозиционного числа, и позволяет при повороте кольца на одно деление менять экспозицию точно на одну экспозиционную ступень.

На современных фотообъективах такая шкала (как и кольцо регулировки диафрагмы) отсутствует и установка диафрагмы производится дистанционно органами управления фотоаппарата. Шкала диафрагменных чисел современных цифровых фотоаппаратов имеет промежуточные значения, соответствующие 1/3 экспозиционной ступени:

1.0 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4 4.5 5.0 5.6 6.3 7.1 8 9 10 11 13 14 16 18 20 22 25 29 32

При автоматическом управлении экспозицией относительное отверстие регулируется бесступенчато и диафрагменное число может принимать любые дробные значения.

См. также[править | править вики-текст]

Источники[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Гордийчук, И. Б. Справочник кинооператора / И. Б. Гордийчук, В. Г. Пелль ; Н. Н. Жердецкая. — М. : Искусство, 1979. — 440 с. — 30 000 экз.
  • Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.,: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 228. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин. Краткий справочник фотолюбителя / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1985. — С. 179—184. — 367 с. — 100 000 экз.
  • Фомин А. В. § 4. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 124—130. — 256 с. — 50 000 экз.