Przysłona (optyka)

Przysłona irysowa z 19 listkami przysłony w dużym obiektywie aparatu średnioformatowego

W optyce przesłony to urządzenia ograniczające przekrój wiązek promieni . W zależności od efektu i projektu panele nazywane są różnie.

gatunki

Oznaczenie według efektu

W zależności od efektu można wyróżnić trzy czyste formy paneli:

Zatrzymanie przysłony

Na tym telecentrycznym obrazie trzech liter A, B i C po stronie obiektu przesłona aperturowa znajduje się po lewej stronie na prawo od obrazu, między końcami ciemnoszarych komponentów.

Czysta przysłona aperturowa ma jednolity wpływ na jasność obrazu poprzez ograniczenie szerokości otwarcia (apertury) urządzenia optycznego. Nie wpływa to na rozmiar sekcji obrazu. Aby to zrobić, musi być zaprojektowane w taki sposób, aby wszystkie wiązki zawierały ten sam strumień promieniowania w stosunku do mocy promieniowania obiektu . Należy zatem umieszczona w głównej płaszczyzny na obrazie optycznym . Ponieważ poziom główny często znajduje się w elementach optycznych, jest on doprowadzany możliwie najbliżej poziomu głównego w odpowiednich urządzeniach optycznych.

W urządzeniach z tylko jednym komponentem obrazującym (na przykład soczewką lub głównym zwierciadłem ), przesłona przysłony jest zatem zwykle umieszczana w pobliżu tego komponentu lub wykonywana przez krawędź soczewki lub lustra. W oku tęczówka działa jak przysłona. W przypadku bardziej złożonych urządzeń, takich jak optycznie korygowane soczewki aparatu , przesłona aperturowa może być również umieszczona po stronie obiektu, po stronie obrazu lub między elementami obrazującymi.

Obrazy przesłony aperturowej nazywane są źrenicą wejściową po stronie obiektu i źrenicą wyjściową po stronie obrazu . W przypadku obiektywów telecentrycznych może to być nieskończone.

W praktyce prawie każde ograniczenie wiązki przez zderzak aperturowy oznacza, że ​​wiązka, która przechodzi przez przekrój poprzeczny zderzaka pod innym kątem, jest przycinana w innym stosunku. To prowadzi do zaciemnienia obrazu w pobliżu krawędzi, która wykracza poza krawędź lekkiego spadku opisanej przez Cos ⁴ prawem i prowadzi do winietowania . Wynika to również z położenia ogranicznika przysłony, zmiennego bocznego powiększenia , dzięki czemu obraz jest rejestrowany do krawędzi obrazu .

Przystanek w terenie

Pole membrana ogranicza jedynie sekcję obrazu bez wpływu na jasność obrazu.

Znajduje się w płaszczyźnie obrazu (np. Chip czujnika aparatu cyfrowego ), płaszczyźnie obiektu (np. Ramka do slajdów w rzutniku ) lub w płaszczyźnie pośredniej obrazu (np. W mikroskopie ). W praktyce ogranicznik pola zwykle nie znajduje się dokładnie obok obiektu lub obrazu, więc krawędź nigdy nie jest bardzo ostra.

Obrazy przesłony polowej nazywane są włazem wejściowym (od strony obiektu) i kreskowaniem wyjściowym (od strony obrazu).

Zatrzymanie pola na ścieżce wiązki światła jest również nazywane zatrzymaniem pola świetlnego . Ogranicza oświetlany obszar na obserwowanym obiekcie. W przypadku klasycznego oświetlenia Köhlera za pomocą mikroskopu jest on zwykle zaprojektowany jako regulowana przysłona irysowa . W technologii konfokalnej przesłona pola świetlnego jest tak mała, że ​​pole świetlne jest określane tylko przez granicę rozdzielczości mikroskopu związaną z dyfrakcją. W diafragmie Kreutza stosuje się diafragmę z sierpowatym otworem.

Osłona obiektywu

Czysta osłona obiektywu jest umieszczona poza ścieżką wiązki i nie wpływa ani na jasność obrazu, ani na rozmiar sekcji obrazu.

Oznaczenie zgodnie z projektem

Oprócz oznaczenia ze względu na rodzaj efektu panelu, panele są również zróżnicowane pod względem konstrukcji. Oprócz stosunkowo prostych diafragm otworkowych i sitowych , szeroko rozpowszechnione są także przesłony irysowe i szczelinowe . Ponadto istnieją również panele przednie, zwane również panelami przesuwnymi, panelami wtykowymi lub panelami domków wodnych, w których panel jest wkładany / wciskany w soczewkę przez szczelinę.

• 

  Przysłona irysowa, zasada działania

• 

  Przysłona irysowa w różnych ustawieniach otwarcia

• 

  dalsza przesłona irysowa

• 

  Diafragma szczelinowa regulowana w dwóch kierunkach : używana głównie jako diafragma polowa (na przykład w spektrometrze pryzmatycznym )

posługiwać się

Wpływ przysłony na ekspozycję i głębię ostrości

Przysłony fotograficzne są często projektowane jako przysłony irysowe ; są to regulowane przysłony aperturowe do kontrolowania jasności i, pośrednio, głębi ostrości obrazu. Mocowanie obiektywu działa jak stały ogranicznik przysłony. Ponieważ jednak często odbija światło rozproszone, przed nim lub za nim mocowany jest również stały pierścień przysłony.

Przy powiększaniu negatywów (obróbce zdjęć na kliszy lub kliszy) na eksponowanym papierze fotograficznym nakładana jest prostokątna ramka zatrzaskowa składająca się z czterech cienkich pasków blachy, z których dwa są zwykle regulowane. Oznacza to, że papier jest dociskany do kasety w dużej mierze płasko (dobre dla ostrości obrazu i braku zniekształceń), sekcja obrazu jest ostro zdefiniowana, a na papierze tworzona jest nienaświetlona, ​​biała krawędź. Kopie kontaktowe większych negatywów szklanych są często wykonywane w drewnianym pudełku ze stałą ramą. Nawet obudowa kamery z prowadnicą filmu, wykonaną w większości z odlewanego aluminium lub tworzywa sztucznego, tworzy prostokątną granicę naświetlonego obszaru na filmie. Cechy szczególne konturu - wymiary, zaokrąglenie narożników, cień nitki - dostarczają badaczom informacji o typie zastosowanego aparatu, a nawet kopii aparatu. W przypadku niektórych folii producent nanosi nie tylko liczby ujemne, ale także separatory (lub ramki) między klatkami. Oprawki slajdów tworzą optyczną ramkę wokół kliszy, która jest zwykle nieco mniejsza niż standardowy format (np. Mały obrazek 24 × 36 mm).

Panele o charakterystycznym konturze sugerują specjalną perspektywę widza w nieruchomych lub ruchomych obrazach. Klasyczna perspektywa dziurki od klucza z przysłoną wykonaną z koła i połączonego trapezu, która rozszerza się nieco w dół, zapewniając niezauważalny widok przez drzwi. Cztery kwadraty w niewielkiej odległości sugerują widok przez zakratowane okno więzienia, wiele kwadratów przez kratkę wentylacyjną lub wlotową.

Małe, często zabarwione na żółto okienka z tyłu aparatu na kliszę filmową zapewniają widok numerów zdjęć wydrukowanych na pasku papieru oraz informacje o transporcie filmu i zapobiegają padaniu światła na stronę filmu. Niektóre aparaty 35 mm umożliwiają ten rodzaj wglądu w etykietę kasety z kliszą, aby móc odczytać rodzaj kliszy.

Przesłony szczelinowe zwykle ograniczają ścieżkę wiązki, ponieważ przesłony polowe tylko w jednym kierunku. W spektrometrach i powiązanych urządzeniach optycznych nazywane są szczelinami optycznymi ; zwykle można je regulować zarówno pod względem szerokości (o rząd wielkości 1 mm, jeśli dotyczy widzialnego zakresu widmowego ), jak i wysokości (rząd wielkości 20 mm). Służą one po stronie wejściowej jako wtórne źródła światła o dobrze określonej i łatwej w użyciu postaci, po stronie wyjściowej, na przykład, jako monochromatory jako środki selekcyjne dla określonych długości fal (zakresów), a z kolei jako wtórne źródła światła. Szerokość szczeliny jest zwykle tak duża, że efekty dyfrakcyjne pozostają pomijalne.

W okulistyce nieregulowaną diafragmę otworkową (tzw. Szczelinę stenopean ) stosuje się jako diafragmę aperturową do diagnostycznej oceny różnicowej pogorszenia ostrości wzroku . ENT lekarz widzi przez membranę nachylonej świetlnej w lustro gardła, nosa lub ucha.

Otwór

Im większa przesłona aperturowa, tym większa może być tak zwana apertura . Jest to wartość sinusoidalna połowy kąta stożka α wiązki wychodzącej z punktu obiektu. Wypełnienie przesłony aperturowej zależy od tego, czy punkt obiektu jest oświetlony pod dużym kątem. Tak zwana apertura numeryczna to . ${\ displaystyle \ sin \ alpha}$

Powiązanym terminem jest względna apertura (lub współczynnik apertury ). Średnica przesłony aperturowej jest związana z ogniskową systemu obrazowania. Przykład: obiektyw fotograficzny o względnej aperturze 1: 2 jest jaśniejszy niż obiektyw 1: 3,5.

Uczeń i właz

Oprócz przysłon obiektywowych w optyce geometrycznej używane są terminy źrenica i właz . Każda przesłona i każda przesłona polowa jest początkowo źrenicą lub włazem. Każdy obraz jest kolejnym źrenicą lub włazem, tak więc jest jedno wejście i jedna wyjściowa źrenica lub właz. Jeżeli przysłona obiektywu znajduje się przed systemem obrazowania (np. Soczewka) w kierunku obrazowania, jest to źrenica wejściowa lub właz. Twój obraz generowany przez urządzenie do obrazowania (przeważnie po drugiej stronie) jest wtedy źrenicą wyjściową lub włazem. Jeśli kolejność zostanie odwrócona, przypisanie zostanie cofnięte.

Zobacz też

• Numer F.

literatura

• Gerhard Wanner: Staż mikroskopowo-botaniczny. Georg Thieme Verlag, 2004, ISBN 978-3-13-440312-1 , s. 11 ( książka Google online ).

linki internetowe

• Przesłona polowa. Źródło 10 stycznia 2010 r . 

Indywidualne dowody

1. ↑ Dietrich Kühlke: Optyka. Podstawy i aplikacje. Wydanie trzecie poprawione i rozszerzone. Harri Deutsch, Frankfurt nad Menem 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , s. 83.
2. ↑ Heinz Haferkorn: Optyka. Podstawy i zastosowania fizyko-techniczne. Wydanie trzecie poprawione i rozszerzone. Barth, Leipzig i in. 1994, ISBN 3-335-00363-2 , str. 277.
3. ↑ Dietrich Kühlke: Optyka. Podstawy i aplikacje. Wydanie trzecie poprawione i rozszerzone. Harri Deutsch, Frankfurt nad Menem 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , s. 88.
4. ↑ Wyjaśnienie dla uczniów patrz Dietrich Kühlke: Optik. Podstawy i aplikacje. Wydanie trzecie poprawione i rozszerzone. Harri Deutsch, Frankfurt nad Menem 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , s.85 .