Как сделать ирисовую диафрагму
Популярно о диафрагме (Iris) в видеокамерах
В любой видеокамере есть неотъемлемая часть оптики: диафрагма, которая имеет свои особенности. Попытаемся их вкратце изложить.
Диафрагма (от греч. перегородка ) — устройство объектива видеокамеры, позволяющее регулировать относительное отверстие, то есть изменять светосилу объектива — соотношение яркости оптического изображения снимаемого объекта к яркости самого объекта.
Стандартные значения диафрагмы (относительного отверстия) основаны на увеличении или уменьшении освещённости оптического изображения в два раза: 1/0,7; 1/1; 1/1,4; 1/2; 1/2,8; 1/4; 1/5,6; 1/8; 1/11; 1/16; 1/22; 1/32; 1/45; 1/64.
В некоторых случаях со словом «диафрагма» употребятся слово » Iris «, на русском языке «ирисовая диафрагма».
Дополнительное слово » Iris » диафрагма получила от наиболее совершенной многолипестковой «ирисовой» конструкции, состоящей из серповидных шторок, синхронно перекрывающих отверстие объектива и аппроксимирующих практически круглое отверстие диафрагмы.
Численное значение диафрагмы определяет следующие элементы фотографического процесса:
Запомните основное свойство диафрагмы: чем больше она открыта, тем меньше глубина резкости в кадре.
Очень хорошо на практике использовать в кадре задний план (фон) в расфокусе (размытым). Когда вы снимаете статичный план, особенно крупный (портрет или натюрморт), то размытый “задник” придаст большее ощущение объема снимаемой сцены.
Но как этого достичь, когда у Вас маленькая глубина резкости или “задник” находится довольно недалеко по оси относительно главного объекта хорошо освещённой сцены?
Вполне возможно у Вас диафрагма прикрывает лишний поток света, уменьшается глубина и Вы не можете достичь желаемого эффекта. Включайте SHUTTER, сначала на небольшое значение выдержки 100-120. Можно уменьшать время экспозиции до тех пор, пока диафрагма не будет полностью открыта. Вы сразу заметите, как Ваша сцена приобретёт большую глубину и объем.
И ещё несколько слов о расфокусе.
Есть такой приём: можно попытаться изменять акцент внимания зрителя на два разных объекта, находящиеся в кадре вдоль оптической оси. В основном это применимо для съемки на длинном фокусе, т.е. зуме.
Рекомендуем при этом использовать штатив. Наведите резкость на ближний объект, запустите запись, и через несколько секунд переведите фокус на дальний объект. Таки образом Вы сможете показать зрителю два различных объекта без панорамирования и одним планом.
Вполне возможно, эти приёмы помогут вам художественно украсить свой сюжет.
Зачем нужна диафрагма в улье и как ее изготовить?
Диафрагму для улья называют также перегородкой, разделительной или вставной ульевой доской. Она играет определенную роль в организации улья. Диафрагму можно купить или изготовить своими силами. Вариантов такой конструкции несколько, установить ее несложно.
Что такое диафрагма в улье и какая её роль?
Диафрагма является доской из листовой фанеры. Ее высота и длина соответствуют внутренним размерам улья (корпуса). Помимо основной части диафрагма включает также верхний брусок. Он соответствует размерам рамки для конкретного улья. По бокам есть торцевые бруски, называемые также наградками. Такая конструкция наиболее проста, но диафрагма может быть устроена и по-другому.
Используют вставную ульевую доску, чтобы обособить пчелиное гнездо в свободном пространстве внутри улья. Диафрагма позволяет также разделять улей на отсеки. Применять ее необходимо в тех случаях, когда пчелосемьей не занят весь объем улья.
По завершении откачки меда диафрагму можно использовать, чтобы обособить от пчел откачанные соты. Это обеспечивает осушку сырья. Также обособить можно и незапечатанные маломедные рамки. В дальнейшем их можно будет использовать для пополнения зимних запасов корма.
Для подвешивания диафрагмы используют фальцы – принцип такой же, как в случае со стандартными ульевыми рамками. Вставная ульевая доска имеет толщину в 15 мм. Под доской должен оставаться проход для пчел.
Рекомендуется использовать в каждом улье 1-2 такие доски. Они необходимы, когда нужно посадить в улей молодую пчелосемью. Требуется такое приспособление и на зимовку, когда рамок в улье мало. Диафрагма в этом случае позволяет отделить боковые пространства улья и утеплить их.
Изготовление диафрагмы для улья своими руками
Чтобы сделать вставную ульевую доску своими силами, необходимо правильно подобрать материалы. Понадобится фанера или подходящая древесина 10 мм и бруски. Рамка должна иметь стандартный размер – 43,5х30 см. Длина верхнего бруска – 47 см, ширина – 2,5 см, толщина – 2 см. Ширина нижней и боковой планки такая же, толщина – 1 см. Для крепления лучше использовать строительный степлер, так как из-за гвоздей или саморезов тонкий материал может расколоться.
Древесина для изготовления диафрагмы должна быть легкой и сухой. Следует использовать мягкую породу.
Торцевые бруски равны по высоте основной доске. Верхний брусок слегка выступает за ее границы – это обеспечивает фиксацию диафрагмы в улье.
Если требуется изготовить диафрагму в качестве утепления, то после выполнения основной работы требуются также следующие манипуляции:
В качестве утеплителя для перегородки можно использовать поролон или пенопласт. Диафрагма для улья должна быть качественной. Надо обработать каждую деталь. Бруски должны быть гладким (выстругать), от всех сколов и шероховатостей нужно избавиться.
Полученная конструкция должна устанавливаться в улей легко, но при этом плотно в нем вставать. Если диафрагма будет использоваться во время зимовки, то наличие щелей или зазоров приведет к проникновению холода.
Как изготовить диафрагму для утепления с пенопластом, рассказывается в этом видео:
Установка
Диафрагма устанавливается в улей вертикально. Никаких особенностей в этом действии нет. Если в улье предусмотрен нижний корпус, то диафрагма за счет утеплителя вплотную установится к нижней рамке – именно такая плотная фиксация и является основной задачей утепления. Если нижний корпус отсутствует, то внизу сохранится небольшое пространство. Этот проход необходим рабочим пчелам.
Если диафрагма изготовлена без утеплителя, то для зимовки можно использовать боковые подушки. Размер подобного утепления должен быть таким, чтобы оно полностью закрывало все пространство. Использовать можно обычный камыш. Для утепления применяют высушенные стебли, а метелками набивают верхние подушки.
Диафрагма – многофункциональная перегородка для улья. С ее помощью можно решать различные задачи, в том числе отделение части пчел, утепление на зиму. Такую перегородку несложно сделать своими руками – материалы для ее изготовления просты и доступны.
Статья про объективы, фотографию
Применение 3D печати для изготовления диафрагм
Как рассказано в предыдущих статьях, использование 3D печати из АБС пластика для изготовления корпусов, геликоидов, бленд, колец и адаптеров принесло положительные результаты. Кроме описанных изделий, было напечатано еще около 20 различных корпусов с геликоидами для объективов. За прошедшие годы разработаны и испытаны геликоиды диаметром от 35 до 100+ мм. Удалось добиться удовлетворительной плавности хода, доказать ресурс в 5 лет, фокусировку более 2000 раз без потери потребительских свойств. Проведены эксперименты со смазками. Все это позволяет утверждать, что эти изделия обладают хорошими потребительскими характеристиками.
После успешного применения технологий 3Dпечати корпусов, геликоидов и некоторых деталей объективов, остро встал вопрос изготовления диафрагм. Производство диафрагм необходимого размера позволит полностью решить проблему разработки корпусов для всевозможных объективов (готовых линзоблоков).
Конечно, если поискать в Интернете можно найти готовые для печати модели некоторых диафрагм, причем весьма совершенных. Поэтому я не претендую на «ноу-хау» и Нобелевскую премию, и отдаю себе отчет, что я всего лишь решил инженерную задачу, правда достаточно сложную и интересную. Элегантные и красивые решения появились уже после разработки нескольких моих вариантов. Желание интегрировать диафрагмы в собственные корпуса привело к самостоятельной разработке всех прототипов.
В ходе проработки было изготовлено 6 прототипов диафрагм, 5 из которых оказались рабочими. По завершению научно-исследовательской части своих трудов, могу честно утверждать, что способен изготовить диафрагмы с внутренним диаметром от 20мм до 100+мм, с 4. 10+ лепестками, уменьшающие диаметр отверстия в закрытом состоянии до 15 раз.
Данная статья представляет собой обзор конструктивных решений, реализованных в прототипах. Размещение статьи на сайте lens-club.ruпреследует цель вызвать интерес к самодельным диафрагмам, услышать здоровую критику и, по возможности, получить новые идеи.
Первоначально казалось, что тонкие лепестки диафрагмы, напечатанные из черного АБС пластика будут ломкими при изгибе или скручивании, неизбежно возникающих в обычной ирисовой диафрагме.
Так же вызывало опасение светопропускание пластмассового лепестка толщиной 0.25мм. Сама возможность производства таких тонких элементов конструкции была сомнительна.
Поэтому первый прототип представлял собой диафрагму «гильотинного» типа. 4 лепестка расположенные попарно друг напротив друга двигались на встречу не пересекая траектории. В процессе движения лепестки сохраняют плоскую форму. Для организации движения были спроектированы диски с вырезами определенной формы. Направляющими осями выступали металлические стержни, нарезанные из скрепок.
Модель прототипа 1 показана на рис. 1. Лепесток диафрагмы показан на рис. 2.
Рис. 1. Модель прототипа 1.
Рис. 2. Форма лепестка диафрагмы прототипа 1.
Прототип получился сколь интересен, столь и бесполезен. Он отлично работает, перемещение плавное, хоть и тяжелое. Но неимоверные размеры (внешний диаметр корпуса) означают большие сложности при попытке использовать его на практике для реальной конструкции. Уменьшение диаметра отверстия в 2,7 раза (площади отверстия в 7,25 раз). Сложность деталей и сборки, большая масса материала, а так же использование металлических осей ставят крест на масштабном использовании такой конструкции.
Прототип 1 в максимально открытом, среднем и максимально закрытом положении показан на рис. 3.
Рис. 3. Прототип 1 в максимально открытом, среднем и максимально закрытом положении
Диафрагма уже имеет наработку около 2500 циклов открытия-закрытия (за 2.5 года). Работоспособность сохранена, повреждений нет.
Работа над прототипом и испытания прототипа позволили отбросить страхи о технологичности и ломкости тонких лепестков. Основываясь на этом, было принято решение разработать ирисовую диафрагму.
Все это вызвало усложнение конструкции. Конечный вариант, модель которого показана на рис. 4, уже является многократным упрощением начальной схемы.
Рис. 4. Модель прототипа 2.
Рис. 5. Форма лепестка диафрагмы прототипа 2.
.png "clip image015 (1)")
Рис. 6. Прототип 2 в максимально открытом, среднем и максимально закрытом положении.
Попытка увеличить количество лепестков, при этом упростить технологию привела к разработке прототипа №3. Единственного нерабочего прототипа.
Рис. 7. Модель прототипа 3.
Диаметр отверстия уменьшается в 2.35 раза (площадь отверстия в 5.5 раз). Теоретически, данную схему можно усовершенствовать, доведя изменение диаметра до 4-х раз.
Модель прототипа 1 показана на рис. 8. Лепесток диафрагмы показан на рис. 9.
Рис. 8. Модель прототипа 4.
Рис. 9. Форма лепестка диафрагмы прототипа 4.
Рис. 10. Прототип 4 в максимально открытом, среднем и максимально закрытом положении.
Поводом для смены концепции послужила разборка объектива CarlZeissJenaTessar 180mmf/4.5. Разборка, кстати, проходила с целью разработать 3dмодель и напечатать недостающий лепесток диафрагмы. Лепестки диафрагмы там достаточно тонкие и длинные, примерно 150 градусов длины окружности, и самое главное оси вращения и привода находятся на разных концах длинного лепестка! Я и раньше разбирал объективы с такой схемой, (Юпитер 9, Юпитер-37А), но только озадачившись проблемой воспроизводства диафрагм, стало очевидно, что эта схема значительно проще и рациональней всего использованного до этого. Количество лепестков можно растить до разумного предела, корпус диафрагмы содержит минимум деталей, а отверстие перекрывается до диаметра в 3-4 миллиметра совершенно свободно.
В разработанном прототипе всего 7 лепестков. Диаметр отверстия уменьшается в 10 раз, соответственно площадь отверстия в 100 раз! Ход плавный, поворот около 90 градусов с минимальным усилием.
Все осуществленные рабочие модели основаны на этом прототипе. Модель прототипа представлена на рис. 11.
Рис. 11. Модель прототипа 5.
Рис. 12. Форма лепестка диафрагмы прототипа 5.
Рис. 13. Прототип 5 в максимально открытом, среднем и максимально закрытом положении.
В итоге, почти готовая диафрагма перешла в разряд прототипов. В этом прототипе максимально реализована идея упрощения диафрагмы. Лепесток по форме и размеру полностью повторяет лепесток прототипа 5, но в самой диафрагме их не 7, а 8. Чтобы не повторяться, форма лепестка диафрагмы данного прототипа не показана.
Радиус отверстия уменьшается в 6.1 раза, площадь примерно в 37 раз.
Рис. 14. Модель прототипа 6.
Рис. 15. Прототип 6 в максимально открытом, среднем и максимально закрытом положении.
Ресурс диафрагмы составляет тысячи циклов. На данный момент разрушения по вине циклических эксплуатационных нагрузок нет, хотя многие прототипы выполнили по несколько тысяч циклов открытий и закрытий и используются в качестве «спинеров» (занять руки). В таком режиме лепестки подвергаются прямой нагрузке от прикосновения, чего при нормальной эксплуатации не будет.
В дальнейших планах следующие задачи:
— разработать и изготовить диафрагму минимального размера (диаметр просвета примерно 18..20 мм).
— разработать большую диафрагму для установки на объективы типа 35КП140 или 35КП120 перед передней линзой. Дополнительной задачей является интеграция сменного светофильтра и бленды.
— попытаться изготовить лепестки взамен утраченных или поломанных для нескольких объективов.
-разработать диафрагму встроенную, в китайское макрокольцо.
Во второй части я представлю полностью готовые корпуса объективов с геликоидами и диафрагмами, изготовленными средствами 3Dпечати.
2399
18
См. Статьи о диафрагме и числе f, чтобы узнать о фотографическом эффекте и системе количественной оценки изменения отверстия в диафрагме.
Содержание
Ирисовые диафрагмы по сравнению с другими типами
Ирисовая диафрагма может уменьшить количество света, попадающего на детектор, за счет уменьшения апертуры, обычно с помощью «листьев» или «лезвий», образующих круг.
Диафрагма имеет от двух до двадцати лепестков (у большинства линз сегодня от пяти до десяти лепестков), в зависимости от цены и качества устройства, в котором она используется. Прямые лезвия создают многоугольную форму отверстия диафрагмы, в то время как изогнутые лезвия улучшают круглость отверстия диафрагмы. На фотографии количество лепестков ирисовой диафрагмы можно угадать, подсчитав количество дифракционных выступов, сходящихся от источника света или яркого отражения. Для нечетного количества лезвий шипов будет вдвое больше, чем лезвий.
В случае четного количества лопастей два шипа на каждую лопасть будут перекрывать друг друга, поэтому количество видимых шипов будет числом лопастей в используемой диафрагме. Это особенно заметно на снимках, сделанных в темноте с небольшими яркими пятнами, например, на ночных городских пейзажах. Однако некоторые камеры, такие как Olympus XA или объективы, такие как MC Zenitar-ME1, используют двухлопастную диафрагму с прямоугольными лезвиями, создающими квадратную диафрагму.
История
В своей работе 1567 года « La Pratica della Perspettiva» венецианский дворянин Даниэле Барбаро (1514–1570) описал использование камеры-обскуры с двояковыпуклой линзой в качестве вспомогательного средства для рисования и указывает, что изображение становится более ярким, если линза закрыта настолько, чтобы оставлять след окружность посередине.
В 1762 году Леонард Эйлер сказал относительно телескопов, что «необходимо также снабдить внутреннюю часть трубы одной или несколькими диафрагмами с небольшой круглой апертурой, чтобы лучше исключить любой посторонний свет».
Это различие сохранилось в Словаре фотографии Уолла 1889 года (см. Рисунок), но исчезло после того, как теория остановок Эрнста Аббе объединила эти концепции.
Кингслейк имеет более определенную историю для некоторых других типов диафрагм, таких как регулируемая диафрагма « кошачий глаз» М. Нотона из двух скользящих квадратов в 1856 году и остановки Уотерхауса Джона Уотерхауса в 1858 году.
В Гамбургской обсерватории в Бергедорфе был установлен большой рефрактор с диафрагмой 60 см (
23,6 дюйма) от Reposold и Steinheil (линзы). Уникальной особенностью Hamburg Great Refractor является диафрагма Iris, которая позволяет регулировать диафрагму от 5 до 60 см. Этот телескоп был активирован в начале 1910-х годов.