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光学において、絞りは中央に開口部 (絞り)がある薄い不透明な構造です。絞りの役割は、開口部を通過する光以外の光の通過を阻止することです。そのため、絞りはストップ(焦点面に到達する光の明るさを制限する場合は開口絞り、レンズの絞りの他の用途では視野絞りまたはフレア絞り) とも呼ばれます。絞りはレンズまたは対物レンズの光路に配置され、絞りのサイズによってレンズを通過する光の量が調整されます。絞りの開口部の中心は、レンズ系の 光軸と一致します。
最近のカメラのほとんどは、虹彩絞りと呼ばれる調整可能な絞りの一種を使用しており、単に虹彩と呼ばれることもよくあります。
絞りの開口部を変化させることによる写真効果と定量化のシステムについては、 絞りとF 値に関する記事を参照してください。
虹彩絞りと他のタイプとの比較
絞りと開口部を持つ自然の光学系は、人間の目です。虹彩は絞りで、瞳孔は開口部です。人間の目では、虹彩は収縮と拡張の両方が可能で、それによって瞳孔のサイズが変わります。当然のことながら、開口部 (環状構造の中央にある穴) のサイズを連続的に変更できる 写真レンズは、虹彩絞りと呼ばれます。
絞りは通常、円形の「葉」または「ブレード」を使用して開口部を小さくすることで、検出器に当たる光の量を減らすことができます。[2]
写真が発明された初期の頃は、交換可能な絞りのセットのうちの1つをレンズに取り付けることができた。 [3]多くの場合、ウォーターハウス絞りまたはウォーターハウス絞りと呼ばれる真鍮のストリップであった。現代のほとんどの静止画カメラとビデオカメラの虹彩絞りは、目の虹彩を模倣した可動ブレードによって調整される。
絞りには 2 枚から 20 枚のブレードがあり (今日のレンズのほとんどは 5 枚から 10 枚のブレードを備えています)、使用されるデバイスの価格と品質によって異なります。まっすぐなブレードは絞り開口部を多角形にし、湾曲したブレードは絞り開口部の丸みを改善します。写真では、光源または明るい反射から収束する回折スパイクの数を数えることで、絞りのブレードの枚数を推測できます。ブレードの数が奇数の場合、スパイクの数はブレードの数の 2 倍になります。
ブレードの数が偶数の場合、ブレードごとに 2 つのスパイクが重なり合うため、目に見えるスパイクの数は、使用されている絞りのブレードの数になります。これは、夜の街の風景など、小さな明るいスポットがある暗闇の中で撮影した写真で最も顕著になります。ただし、オリンパス XAなどの一部のカメラや、MC Zenitar-ME1 などのレンズでは、直角ブレードで正方形の絞りを作成する 2 枚ブレードの絞りを使用しています。
同様に、焦点が合っていない光の点 (錯乱円) は、絞り羽根の数と同じ辺の数の多角形として現れます。ぼやけた光が円形の場合、絞りが円形であるか、画像が「全開」で撮影された (羽根がレンズの側面に埋め込まれ、レンズバレルの内側の端が実質的に絞りになる) と推測できます。
絞りの開口部の形状は、ボケと呼ばれる画像内のぼやけた焦点外領域の外観に直接関係しています。開口部が丸いほど、焦点外領域はより柔らかく、より自然になります。
一部のレンズでは、特定の効果を生み出すために特殊な形状の絞りを使用しています。これには、Rodenstock Tiefenbildner-Imagon、Fuji および Sima のソフト フォーカスレンズの拡散ディスクまたはふるい絞り、Seibold の Dreamagon のセクター絞り、またはMinolta / Sony Smooth Trans FocusまたはFujifilm APDレンズの円形アポダイゼーション フィルターが含まれます。
最近の自動コンパクトカメラの中には、絞りを全く持たず、自動NDフィルターを使って絞りの変化をシミュレートしているものもあります。実際の絞りとは異なり、これは被写界深度には影響しません。実際の絞りは、絞りを絞ると被写界深度が深くなり（つまり、背景と被写体の両方が同時に焦点が合ったように見える）、絞りを再び開くと被写界深度が浅くなります（つまり、背景と前景が同じ焦点面を共有する部分がだんだん少なくなります）。[4]
歴史
ヴェネツィアの貴族ダニエーレ・バルバロ（1514-1570）は、1567年の著書『La Pratica della Perspettiva』の中で、両凸レンズを備えたカメラ・オブスキュラを描画補助装置として使用することについて記述し、レンズを中央に円周を残す程度に覆うと画像がより鮮明になると指摘している。[5]
1762年、レオンハルト・オイラー[6]は望遠鏡に関して、「同様に、すべての外部光を排除するために、管の内側に小さな円形の開口部が開けられた1つ以上の絞りを備えることが必要である」と述べています。
1867年、デジレ・ファン・モンクホーフェンは、写真光学に関する最も初期の本の一つ[7]の中で、写真における絞りと絞りの区別を述べていますが、光学においては区別していません。
- 「絞りをレンズから適切な距離まで離すと何が起こるかを見てみましょう。この場合、絞りは絞りになります。
- * 光学では、絞りと絞りは同義語です。しかし、写真光学では、残念ながら言葉が混同されているため、同義語になっています。絞りはレンズを中央の開口部に絞り込みます。一方、絞りはレンズのすべてのセグメントが作用できるようにしますが、レンズの軸、またはレンズ システム (その軸はどの場合でも共通です) に対して対称的かつ同心円状に配置されたさまざまな放射点に対してのみ作用します。"
この区別はウォールの 1889 年の『写真辞典』 (図を参照) でも維持されていましたが、エルンスト・アッベのストップ理論によってこれらの概念が統一された後は消滅しました。
ルドルフ・キングスレイクによると、[8]虹彩絞りの発明者は不明である。他の人は、 1820年頃にジョセフ・ニセフォール・ニエプスがこの装置を発明したとしている。王立顕微鏡学会の会員であるJHブラウンは、1867年までに人気のある改良型虹彩絞りを発明したようだ。[9]
キングスレイクは、1856 年の M. ノトンの 2 つのスライド式四角形を備えた調整可能なキャットアイ絞りや、 1858 年のジョン ウォーターハウスのウォーターハウス ストップなど、他の絞りタイプについてもより明確な歴史を持っています。
ハンブルク天文台ベルゲドルフには、レポソルドとシュタインハイル（レンズ）製の口径60cm（約23.6インチ）の大屈折望遠鏡がありました。 [10]ハンブルク大屈折望遠鏡のユニークな特徴の1つは、口径を5cmから60cmまで調整できる虹彩絞りです。[11]この望遠鏡は1910年代初頭に稼働しました。[11]
参照
参考文献
- ^ ルイス・ダー『物理学と化学の学生のための写真術』ロンドン：マクミラン社、1906年
- ^ 「アイリス絞り - アイリス絞り | エドモンド・オプティクス」www.edmundoptics.com . 2019年11月4日閲覧。
- ^ デール、ルイス (1906)。「物理学と化学の学生のための写真術」
- ^ スティーブン・アッシャー、エドワード・ピンカス（2007年）。『映画製作者のハンドブック：デジタル時代の包括的ガイド』プルーム。154ページ。ISBN 978-0-452-28678-8。
- ^ イラルディ、ヴィンセント（2007年）。ルネサンスの視覚：眼鏡から望遠鏡まで。アメリカ哲学協会。220ページ。ISBN 9780871692597。
Cardano De subtilitate libri カメラ オブスキュラ。
- ^ レオンハルト・オイラー、「望遠鏡の製作における注意事項。管の内側を黒く塗る必要性。ダイヤフラム。」1762年、物理学と哲学のさまざまな主題に関するオイラーの手紙。ドイツの王女宛て、第2巻、ヘンリー・ハンター、DD（編）、ロンドン、1802年、
- ^ デジーレ・ファン・モンクホーフェン『写真光学：レンズと拡大装置の説明を含む』英訳、ロンドン：ロバート・ハードウィック、1867年
- ^ ルドルフ・キングスレイク著『写真レンズの歴史』ロンドン：アカデミック・プレス、1989年
- ^ J. Henle、W、Keferstein、および G. Meissner、Bericht über die Fortschritte der Anatomy und Physiologie im Jahre 1867、Liepzip: CF Winter'sche Verlagshandlung、1868。
- ^ 「ハンブルク天文台の短い歴史」www.hs.uni-hamburg.de 。 2019年11月4日閲覧。
- ^ ab 「ハンブルク天文台」（PDF）。