镜头光圈概述及历史

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光圈或光圈有三个目的 – 限制离开镜头的光量,通过限制边缘光线减少像差,控制景深。在摄影术发明之前,光阑被用于光学仪器,并且从 1840 年代初期开始,可以改变光圈的版本被安装到一些相机镜头上。它们通常出现在湿板时期及之前的早期风景镜头上,但在人像镜头上较少见。通过移除后镜头组并将前组切换到后组而可转换为横向使用的人像镜头出售带有可拆卸垫圈的用于横向模式。

垫圈停止

镜头光圈概述及历史或者药盒停止。这些由带有打孔的单个圆盘组成。它们出现在早期的镜头上,特别是在风景类型的镜头上,它们安装在固定环后面的镜头前部。

枢轴停止

镜头光圈概述及历史这些适用于 1840 年代和 1850 年代的早期风景镜头,一个或多个包含光圈的金属板安装在镜筒前部,可以在镜头前旋转。

车轮挡块

镜头光圈概述及历史车轮挡块或旋转挡块由一个圆盘组成,安装在镜头轴的偏心处,其中包含一系列光圈。圆盘通常安装在镜头内,可以旋转以使用其中一个光圈。弹簧与圆盘上的凹口接合以对齐止动件。它从 1840 年代初开始使用,并在 Willats 的 1846 年目录中有所描述,但在 1880 和 1890 年代开始流行,尤其是在广角镜头上。1轮挡是 Dancer 1856 年专利的一部分,它们也出现在显微镜上,在那里它们被称为 Dancer 隔膜。2

沃特豪斯站

镜头光圈概述及历史这些是大致长方形的板,在板的中心打了一个孔,并添加了一个小标签来夹住挡块。它们通常安装在光学元件之间的镜头中心,但在风景镜头上,它们位于镜头座的前部。它们由约翰·沃特豪斯 (John Waterhouse) 于 1858 年推出,从那时起很常见,直到 1900 年代初,当时它们在很大程度上被虹膜光圈取代,尽管后来仍然在较便宜和非常大的镜头上发现了它们。早在 1858 年 9 月,伦敦尤斯顿路 (Euston Road London) 的配镜师 T. Slater 就为装有 Waterhouse 挡块的镜片做广告。Slater 的广告显示,挡块位于带有圆形末端的长方形板中,这些板滑入支架,然后插入镜筒,支架顶部有一块宽板,以防止光线进入狭缝。3

版上的孔是圆形的,除了半色调和使用方形和其他形状控制点的形状时的工艺工作。Penrose 获得了一系列带有凸角的挡块的专利,用于在角落处散布点,还使用了可以设置孔径尺寸的可调节挡块。4

杠杆

镜头光圈概述及历史三个挡块安装在单独的金属条中,这些金属条能够在镜头轴的前方转动。条带的末端穿过镜头卡口,形成一个杠杆。在 Darlot 的镜头上发现。

鸢尾花

镜头光圈概述及历史虹膜包括许多弯曲的叶子,能够形成不同大小的开口。通常的形式是每片叶子都有一个螺柱安装在叶子的每一端和相对的两侧。在一侧,螺柱安装在环中的插槽中,在另一侧,螺柱安装在第二个环中的槽中,当一个环相对于另一个环转动时,叶片向内或向外移动,从而形成大小不同的大致圆形孔。一个不太常见的安排是叶子有一个单一的螺柱,在另一端有一个槽。叶片通常由硫化橡胶(或类似材料)或推荐用于放大和投影镜头的金属制成。

当引入虹膜时,它是一种更昂贵的选择,随着成本的降低,虹膜从 1900 年代初期开始成为常见的隔膜。早期的例子通常将安装环安装在镜筒外的外壳中,后来它们被包含在镜筒内。当完全在镜筒内时,光圈有时由在镜筒中的槽中移动的指针设置。后来,一个可移动的环盖住了插槽。特别是在具有高光圈的镜头上使用了有角度的而不是弯曲的叶子。某些型号安装了咔嗒声以指示指定的光圈,早期的例子是 1893 年左右的 Wray 镜头。5

镜头光圈概述及历史镜头光圈概述及历史Chevalier 和 Jamin 在 1840 年代和 1850 年代展示了早期的例子。尽管虹膜变得普遍可用,但要晚得多。Lancaster 是第一个在商业上安装虹膜的镜头之一,1886 年,它们被安装在 Rectigraph 系列镜头上。6从那时起它们就被普遍使用。

1858 年,Harrison 和 Schnitzer 为第二种形式的虹膜申请了专利,其中的叶子更宽,仅覆盖镜片直径的一半。每片叶片的同一端都有两个销,一个用作枢轴,另一个在弯曲的轨道上移动以打开和关闭隔膜。当时没有太多使用这种安排,但这个想法后来被用于组合百叶窗和光圈。7

镜头光圈概述及历史右边的图像显示了一个不寻常的早期虹膜,其中的缝隙位于叶子中。

其他表格

 

滑动停止 

由在金属条上冲出的许多孔组成,金属条滑过镜头开口。在便宜的相机上找到,但在大陆手持相机上也很受欢迎。

 

 

不开 

由两个重叠的板组成,每个板都有一个菱形开口。通过移动板形成可变尺寸的孔。诺顿于 1856 年首次提出,类似的想法被用于 1881 年的 Sands & Hunter 百叶窗。

 

 

莫吉 

皮埃尔·莫吉 (Pierre Maugey) 于 1858 年获得了专利,其中隔膜由横跨镜头的弹性膜制成,其中有一个小孔,可以通过拉伸膜来调整孔的大小。装有这种光圈的 Maugey 镜头由 Bland & Co. 8出售

 

设置虹膜光阑

 

 

手动的 

通过移动镜筒上的环或指针,光圈将关闭到其工作光圈。点击停止可用于指示设置位置。

 

 

预设 

镜头光圈概述及历史f数被设定在镜片上,但光圈,以曝光保持打开,立即前一个环,或类似的,导通封闭虹膜到预设定位置。对预设设备的需求来自于使用反光相机,在这种情况下,需要在全光圈下对焦,然后摄影师需要将视线从对焦屏上移开来设置光圈。尽管具有预设设备的优势,但它们仅在 1940 年代后期才开始普遍使用。一个早期的例子是 1920安装在 Beck Neostigmar 镜头上的“Iristop” 。9

 

1950 年,施耐德推出了一种预设设备,其中设置了光圈,然后转动一个环打开光圈并拉紧“预设”弹簧,在曝光之前按下镜头上的按钮,释放弹簧并关闭光圈. 该按钮配备了一个螺纹,可以使用双电缆释放,提供类似半自动操作的功能。10

 

半自动 

在这里镜头光圈概述及历史,光圈通过锁定在张紧位置的弹簧保持打开状态,当相机的快门被触发时闩锁被释放,然后弹簧收缩并将光圈关闭到其预设位置。曝光后,必须手动重新设置弹簧。Treitschke 于 1916为这种安排申请了专利。11后来的例子是 Contax F(约 1957 年)、Praktina FX 的后期型号(约 1954/55)、Praktica FX2 的后期型号和 Pentax K(1958 年)。

 

右图显示了 Praktina FX 镜头上的设置杆。

 

自动的 

半自动操作的改进是使用推进胶片和设置快门的动作来提供重新设置光圈的动力。这种类型的光圈在带叶片百叶窗的相机上很常见。例如 Contaflex (1953)、Bessamatic (1958/59)、Praktina 11A (1958)、Contarex (1958)。

 

 

全自动 

使用全自动光圈 (FAD) 时,光圈仅在曝光期间关闭,并在曝光后自动打开。通常,光圈由弹簧拉开,镜头后部的销钉与相机中的板接合。通常情况下,板会降低,从而使虹膜保持打开状态。在曝光时,板升高,压下销并将虹膜关闭到其预设位置,曝光后立即降低板,释放销并打开虹膜。还发现了相反的布置,其中光圈被弹簧拉紧,并由相机中的板保持打开。

 

 

全自动 – 镜头释放 

镜头光圈概述及历史1960 年代的几款相机在镜头上有一个“快门”释放装置,安装在相机机身上的正常释放装置之前。这样做的优点是相机中不需要任何机构来操作实际上是全自动光圈。隔膜由弹簧保持打开状态,并在按下释放按钮时关闭至预设值。一个问题是,在低速下,释放器上的手指压力可能会在曝光完成之前消除,从而导致光圈打开;通常装有锁以将释放装置保持在向下位置。

 

隔膜校准

多年来,没有常用的比较镜头速度的方法;镜头以具有特定直径、焦距并且能够覆盖特定板尺寸的形式出售。考虑到由摄影师制作感光板时引入的不确定性以及没有曝光表来测量光线,在当时,缺少镜头速度的算术值并不是一件难事。镜头速度的正常衡量标准——焦距除以直径 (f/d)——可能在 1870 年代开始普遍使用。这个值,F/No。或 f 数,正确表示为,例如,f/4 表示焦距的四分之一。或者,它可以表示为 1:4 或近年来仅表示为 f4。

 

虹膜鳞片 

在早期的镜头上,这些值不是沿着比例均匀分布的,这些设置在比例的末端聚集在一起,显示出较小的光圈。这在当时没有问题,只是刻度难以读取,但它阻止了曝光表的耦合以及将曝光值 (EV) 传输到相机。后来,在等分表示光圈值以几何级数变化的情况下,使用比例尺,通常为 2 倍。这种安排的早期建议是由 Alfred Watkins(1900 年代初期)提出的,后来由 Deckel 在 1952 年的一系列专利中提出。

 

 

传输数 

f 值和下面显示的其他值是镜头几何形状(即焦距和直径)的算术表达式,它们没有说明镜头的透光特性。在电影使用中,重要的是能够切换镜头并在图像上保持相同的光线水平。那么,电影镜头通常标有额外的 T 值或 T 级刻度,这些表示等效的理论 f 值,例如 T-8 与透射 100% 光的镜头上的 f/8 相同,尽管它可能位于 f6。T值是通过对每种镜片类型的实际测量获得的。长期以来,传输值的加入一直是摄影师心算的一部分,Hurter 和 Driffield 将其作为曝光工作的一个因素。

 

 

隔膜秤的比较 

下表显示了所使用的不同校准系统的大致比较。

相对的
接触 F/编号 F/编号 达迈尔 戈尔茨 国会 蔡司 蔡司 我们
必需的 大陆 新的 老的
256 64 400 384 40 256
50 300 1 4
128 45 200 192 128
36 150 16 2 8
64 32 100 96 64
25 75 8 4 16
32 22 50 48 32
18 40 4 8 32
16 16 25 24 16
12.5 20 2 16 64
8 11 15 12 8
9 10 1 32 128
4 8 6.4 6.4 .7 4
6.3 5 4.6 64 256
2 5.6 3 .32 2
4.5 2.5 .2 128 512
1 4 1.5 1
3.3 1

 

 

F/编号 

焦距与光圈直径的比值。量表的编号各不相同,最常见的是:

 

  • f2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11. 这是英国使用的标准。
  • f2.2、3.3、4.5、6.3、9、12.5。这被广泛用于大陆镜片。

使用的其他值是:f10、f20、f30。在兰开斯特镜头上找到。

刻度上的值通常表示光圈大小是前一个的一半,因此相对曝光要求为 x2,即从较大的光圈到下一个值需要两倍的曝光。数字本身,因为它们是从维度而不是面积计算的,所以增加了 √2(二的平方根)。12

 

美国 – 统一制度 

1881 年被皇家摄影学会 (RPS) 采用。以孔径比 f4 为起点,系统中其他孔径的面积是前面的一半。所以系列中的第二个光圈 – 2 – 需要两倍于 1 的曝光。该系统的优点是较小的光圈直接指示曝光系数。罗斯在 c 中使用。1890 年出现了几年,但很快就被 F/No 遗忘了。该系统在美国一直使用多年。US 值 = F x F / 16,其中 F 是孔径比。

 

 

国会 

1889 年巴黎大会通过。f10 为单位数字,其他数字,如美国系统中,给出了所需的相对曝光。国会值 = F x F / 100,其中 F 是孔径比。

 

 

蔡司老款 

选择 f100 作为初始值 1,以下数字表示图像的相对强度。这具有较大值代表较大孔径的优点。在 c 中引入。1890. 蔡司值可以计算为 10000/F x F,其中 F 是孔径比。

 

 

蔡司新品 

与蔡司旧标尺类似,但起点为 f50 而不是 f100。

 

 

蔡司毫米 

一些早期的蔡司组合镜头,例如 Protar,标有以毫米为单位的实际光圈直径。这允许对多个镜头组合使用相同的比例,发布了印刷表格以显示所用镜头的相应相对光圈。除了毫米指示线外,还雕刻了 3、4、6、8、12、17 和 24 毫米的数字,每一条的曝光量都大约是之前的两倍。

 

 

达迈尔 

f3.16 为单位图。其他值给出相对曝光值。于 1886 年左右推出,一直使用到 1890 年代后期。这对应于序列号为 43000 左右的镜头。f3.16 源自 10 的平方根。13

 

 

戈尔茨 

与 Dallmeyer 量表类似的计算。大约从 1889 年开始使用。 Voigtländer 使用了类似的量表。

 

 

早期的达迈尔 

光圈从 1 开始依次编号。每个更高编号的光圈都需要两倍于前一个的曝光。半站标有“X”。镜头的序列号通常出现在最大光圈上。从 1860 年到 1880 年代中期使用。

 

近距离对焦的效果

光圈的标定是基于像距和焦距一样的,当聚焦在近距离物体上时,像距会增加,所以标定是不正确的。对于普通距离,这可以忽略不计,对于微距摄影,通常在表格中查找波纹管扩展以获取曝光系数。一些近焦镜头虽然采用了一种机制,可以在镜头扩展时调整光圈,但在 1950 年代和 1960 年代的东西德蔡司镜头上都使用了这种机制。

参考和注释

BJA 1900,第 692、1120 页。BJA 1902,p。1125a。BJA 1925,第。214.

[1] Willats,猫。1849,第。3.

[2] BP 2064/1856。

[3] 照片。杂志 1858 年 7 月 21 日,第 2 页。258. 摄影新闻,1858 年 9 月。

[4] BP 2942/1900(彭罗斯,AW,甘布尔,W.)。彭罗斯年刊,1901 年,广告。

[5] YBP 1894。

[6] BP 3879/1886

[7] 美国专利 21470/1858。

[8] BP 887/1858。平淡的猫。1859,第。12. Phot.Notes 1858 年 6 月。

[9] BP 162829/1920。BJA 1921,第。55.

[10] 摄影杂志,1951 年 5 月,p。32.

[11] BP 108458/1916

[12] 序列为 f1.0, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11.3 16 22.6 (即 2 0×0.5 , 2 1×0.5 , 2 2×0.5 , 2 3×0.5 , 2 4× 0.5 …)。半站通常不编号,但通常用索引或点标记。这个序列中的半停是 f1.2, 1.7, 2.4, 3.3, 4.8, 6.7, 9.5, 13, 19。(全停和半停的顺序是 2 0×0.5 , 2 1/2×0.5 , 2 2 /2×0.5 , 2 3/2×0.5 , 2 4/2×0.5 ….)。

[13] 摄影杂志 24/4/1887。

 

更多的信息: 

金斯莱克,第。12. Coe,《相机》,第 1 页。196.

原文链接:http://www.earlyphotography.co.uk/site/lens_diaphragm.html

翻译:毒镜
文章转载及图片已经得到了原作者授权,版权归原作者

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3月 ago

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