Abertura (ótica)

Diafragma íris com 19 lâminas de abertura em uma lente grande de uma câmera de médio formato

Em óptica , os diafragmas são dispositivos que limitam a seção transversal de feixes de raios . Dependendo do efeito e do design, os painéis são chamados de maneiras diferentes.

espécies

Designação de acordo com o efeito

Dependendo do efeito, três formas puras de painéis podem ser distinguidas umas das outras:

Parada de abertura

Nesta imagem telecêntrica das três letras A, B e C no lado do objeto, o diafragma de abertura está localizado no lado esquerdo à direita da imagem entre as pontas dos componentes cinza-escuro.

Um diafragma de abertura pura tem um efeito uniforme no brilho da imagem, limitando a largura da abertura (abertura) do dispositivo óptico. Não afeta o tamanho da seção da imagem. Para isso, deve ser projetado de forma que todos os feixes contenham o mesmo fluxo de radiação em relação à potência radiante do objeto . Portanto, ele deve ser posicionado no plano principal de uma imagem ótica . Uma vez que o nível principal geralmente está localizado dentro de elementos ópticos, ele é trazido o mais próximo possível do nível principal em dispositivos ópticos apropriados.

Em dispositivos com apenas um componente de imagem (por exemplo, uma lente ou um espelho principal ), o batente de abertura é, portanto, geralmente disposto na vizinhança desse componente ou implementado pela lente ou borda do espelho. No olho, a íris atua como um limitador da abertura. No caso de dispositivos mais complexos, como lentes de câmera com correção óptica , o diafragma de abertura também pode ser disposto no lado do objeto, no lado da imagem ou entre os elementos de imagem.

As imagens do diafragma de abertura são chamadas de pupila de entrada no lado do objeto e pupila de saída no lado da imagem . Com lentes telecêntricas , eles podem ser infinitos.

Na prática, quase qualquer delimitação de um feixe por um batente de abertura significa que um feixe que passa a seção transversal do batente em um ângulo diferente é cortado em uma proporção diferente. Isso leva a um escurecimento da imagem próximo à borda, que vai além da queda de luz da borda descrita pela lei Cos 4 e leva à vinheta . Segue também pela posição do batente de abertura, uma ampliação lateral variável , de forma que a imagem até as bordas da imagem gravada seja.

Parada de campo

Um diafragma de campo apenas limita a seção da imagem sem afetar o brilho da imagem.

Ele está localizado no plano da imagem (por exemplo, chip sensor de uma câmera digital ), o plano do objeto (por exemplo, quadro de slide no projetor de slides ) ou em um plano de imagem intermediário (por exemplo, no microscópio ). Na prática, o limite do campo geralmente não está localizado exatamente próximo ao objeto ou imagem, de modo que a borda nunca é delimitada com muita nitidez.

As imagens do diafragma de campo são chamadas de hachura de entrada (lado do objeto) e hachura de saída (lado da imagem).

Uma parada de campo em um caminho de feixe de iluminação também é chamada de parada de campo luminosa . Limita a área iluminada no objeto observado. Com a iluminação clássica Köhler com o microscópio , ele geralmente é projetado como um diafragma de íris ajustável . Na tecnologia confocal , o diafragma de campo luminoso é tão pequeno que o campo luminoso é determinado apenas pelo limite de resolução relacionado à difração do microscópio. Em um diafragma de Kreutz, um diafragma vem com uma abertura em forma de foice.

Cobertura da lente

Uma cobertura de lente pura é disposta fora do caminho do feixe e não influencia o brilho da imagem nem o tamanho da seção da imagem.

Designação de acordo com o design

Além da designação de acordo com o tipo de efeito de um painel, os painéis também se diferenciam pelo design. Além de diafragmas de pinhole e diafragmas de peneira relativamente simples , os diafragmas de íris e de segmento de fenda também são comuns. Além disso, também existem painéis frontais, também conhecidos como painéis deslizantes, painéis plug-in ou painéis de água, nos quais o painel é inserido / empurrado na lente através de uma fenda.

  • Diafragma de íris, princípio de operação

  • Diafragma de íris em diferentes configurações de abertura

  • mais diafragma de íris

  • Diafragma de fenda ajustável em duas direções : usado principalmente como um diafragma de campo (por exemplo, em um espectrômetro de prisma )

usar

Influência da abertura na exposição e profundidade de campo

Os diafragmas fotográficos são frequentemente concebidos como diafragmas de íris ; são diafragmas de abertura ajustável para controlar o brilho e, indiretamente, a profundidade de campo da imagem. Uma montagem de lente atua como um batente de abertura fixa. No entanto, como geralmente reflete a luz espalhada, um anel de abertura fixa também é colocado na frente ou depois dela.

Ao ampliar negativos (trabalhar fotografias em filme ou chapa), uma moldura retangular feita de quatro tiras de chapa fina, duas das quais geralmente ajustáveis, é colocada sobre o papel fotográfico a ser exposto. Isso significa que o papel é pressionado totalmente plano no cassete (bom para a nitidez da imagem e livre de distorção), a seção da imagem é nitidamente definida e uma borda branca não exposta é criada no papel. As cópias de contato dos negativos de vidro maiores geralmente são feitas em uma caixa de madeira com uma moldura fixa. Mesmo a caixa da câmera, com sua guia de filme, em sua maioria feita de alumínio fundido ou plástico, cria uma borda retangular da área exposta no filme. Características especiais do contorno - dimensões, arredondamento de cantos, sombra de uma rosca - fornecem aos pesquisadores informações sobre o tipo de câmera usada ou mesmo a cópia da câmera. Com alguns filmes, o fabricante não apenas imprime números negativos, mas também separadores (ou quadros) entre os quadros. Os suportes de slide formam uma moldura óptica em torno do filme de slide, que é tipicamente um pouco menor do que o formato padrão (por exemplo, imagem pequena de 24 × 36 mm).

Painéis com contornos distintos sugerem uma perspectiva especial do visualizador em imagens estáticas ou em movimento. A perspectiva clássica do buraco da fechadura com um diafragma feito de um círculo e trapézio conectado, que se alarga ligeiramente em direção ao fundo, para uma visão não observada através de uma porta. Quatro quadrados a uma curta distância sugerem uma vista através de uma janela gradeada da prisão, muitos quadrados através de uma ventilação ou grade de entrada de duto.

Pequenas hachuras, muitas vezes amarelas, na parte traseira de uma câmera de filme em rolo oferecem uma visão dos números das fotos impressas na tira de papel e informações sobre o transporte do filme e evitam que a luz incida sobre o lado do filme. Algumas câmeras de 35 mm permitem esse tipo de percepção na rotulagem do cartucho de filme para poder ler o tipo de filme.

Diafragmas de fenda geralmente restringem o caminho do feixe como diafragmas de campo apenas em uma direção. Em espectrômetros e dispositivos ópticos relacionados, eles são chamados de fendas ópticas e são geralmente ajustáveis tanto em sua largura (ordem de magnitude 1 mm, se a faixa espectral visível estiver em causa) e sua altura (ordem de magnitude 20 mm). Eles servem no lado da entrada como fontes de luz secundárias de forma bem definida e facilmente utilizável, no lado da saída, por exemplo, de monocromadores como meios de seleção para certos comprimentos de onda (faixas) e por sua vez como fontes de luz secundárias. A largura da lacuna é geralmente escolhida tão grande que os efeitos de difração permanecem insignificantes.

Na oftalmologia , um diafragma pinhole não ajustável (denominado gap estenópico ) é usado como um diafragma de abertura para a avaliação diagnóstica diferencial de uma redução na acuidade visual . O otorrinolaringologista pode ver através do diafragma do espelho iluminador inclinado na garganta, nariz ou ouvido.

Abertura

Quanto maior o diafragma de abertura, maior pode ser a chamada abertura . É o valor seno da metade do ângulo cônico α do feixe que emana de um ponto do objeto. Se o diafragma de abertura é preenchido depende se o ponto do objeto é iluminado em um grande ângulo. A chamada abertura numérica é .

Um termo relacionado é a abertura relativa (ou proporção de abertura ). O diâmetro do diafragma de abertura está relacionado ao comprimento focal do sistema de imagem. Exemplo: uma lente fotográfica com uma abertura relativa de 1: 2 é mais brilhante do que uma com 1: 3,5.

Aluno e incubação

Além dos diafragmas objetivos, os termos pupila e hachura são usados ​​em óptica geométrica . Cada abertura e cada diafragma de campo é inicialmente uma pupila ou uma escotilha. Cada imagem é uma pupila adicional ou uma hachura, de modo que há uma pupila de entrada e uma de saída ou hachura. Se o diafragma da objetiva estiver localizado na frente do sistema de imagem (por exemplo, lente) na direção da imagem, esta é a pupila de entrada ou escotilha. Sua imagem gerada pelo dispositivo de imagem (principalmente do outro lado) é então a pupila de saída ou hachura. Se a ordem for revertida, a atribuição será revertida.

Veja também

literatura

Links da web

Evidência individual

  1. ↑ Dietrich Kühlke: Óptica. Noções básicas e aplicativos. 3ª edição revisada e ampliada. Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , p. 83.
  2. ↑ Heinz Haferkorn: Óptica. Fundamentos físico-técnicos e aplicações. 3ª edição revisada e ampliada. Barth, Leipzig et al., 1994, ISBN 3-335-00363-2 , página 277.
  3. ↑ Dietrich Kühlke: Óptica. Noções básicas e aplicativos. 3ª edição revisada e ampliada. Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , página 88.
  4. ↑ Explicação para os alunos, ver Dietrich Kühlke: Optik. Noções básicas e aplicativos. 3ª edição revisada e ampliada. Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , p. 85.