In der Optik ist eine Öffnung ein Loch oder eine Öffnung, durch die Licht reist. Mehr spezifisch ist die Öffnung eines optischen Systems die Öffnung, die den Kegel-Winkel eines Bündels von Strahlen bestimmt, die zu einem Fokus im Bildflugzeug kommen. Die Öffnung bestimmt, wie zusammenfallen gelassen die zugelassenen Strahlen sind, der für das Äußere am Bildflugzeug von großer Bedeutung ist. Wenn eine Öffnung schmal ist, dann werden hoch zusammenfallen gelassene Strahlen zugelassen, auf einen scharfen Fokus am Bildflugzeug hinauslaufend. Wenn eine Öffnung breit ist, dann werden zusammenfallen ungelassene Strahlen zugelassen, auf einen scharfen Fokus nur für Strahlen mit einer bestimmten im Brennpunkt stehenden Länge hinauslaufend. Das bedeutet, dass eine breite Öffnung auf ein Image hinausläuft, das darum scharf ist, worauf sich die Linse konzentriert und verschmiert sonst. Die Öffnung bestimmt auch, wie viele der eingehenden Strahlen wirklich zugelassen werden, und so wie viel Licht das Bildflugzeug (je schmaler die Öffnung, desto dunkler das Image seit einer gegebenen Belichtungszeit) erreicht.

Ein optisches System hat normalerweise viele Öffnungen oder Strukturen, die die Strahl-Bündel beschränken (sind Strahl-Bündel auch bekannt als Bleistifte des Lichtes). Diese Strukturen können der Rand einer Linse oder Spiegels, oder eines Rings oder anderer Vorrichtung sein, die ein optisches Element im Platz hält, oder kann ein spezielles Element wie ein in den optischen Pfad gelegtes Diaphragma sein, um das durch das System zugelassene Licht zu beschränken. Im Allgemeinen werden diese Strukturen Halt genannt, und der Öffnungshalt ist der Halt, der den Strahl-Kegel-Winkel, oder gleichwertig die Helligkeit an einem Bildpunkt bestimmt.

In einigen Zusammenhängen, besonders in der Fotografie und Astronomie, bezieht sich Öffnung auf das Diameter des Öffnungshalts aber nicht des physischen Halts oder der Öffnung selbst. Zum Beispiel in einem Fernrohr ist der Öffnungshalt normalerweise die Ränder der objektiven Linse oder des Spiegels (oder des Gestells, das es hält). Man spricht dann von einem Fernrohr als, zum Beispiel, eine 100-Zentimeter-Öffnung zu haben. Bemerken Sie, dass der Öffnungshalt nicht notwendigerweise der kleinste Halt im System ist. Vergrößerung und demagnification durch Linsen und andere Elemente können einen relativ großen Halt veranlassen, der Öffnungshalt für das System zu sein.

Manchmal werden Halt und Diaphragmen Öffnungen genannt, selbst wenn sie nicht der Öffnungshalt des Systems sind.

Die Wortöffnung wird auch in anderen Zusammenhängen verwendet, um ein System anzuzeigen, das vom Licht außerhalb eines bestimmten Gebiets blockiert. In der Astronomie zum Beispiel entspricht eine photometrische Öffnung um einen Stern gewöhnlich einem kreisförmigen Fenster um das Image eines Sterns, innerhalb dessen die leichte Intensität summiert wird.

Anwendung

Der Öffnungshalt ist ein wichtiges Element in den meisten optischen Designs. Seine offensichtlichste Eigenschaft ist, dass es den Betrag des Lichtes beschränkt, das das Flugzeug des Images/Films erreichen kann. Das kann entweder, als in einem Fernrohr unvermeidlich sein, wo man so viel Licht wie möglich sammeln will; oder absichtlich, um Sättigung eines Entdeckers oder Überbelichtung des Films zu verhindern. In beiden Fällen wird die Größe des Öffnungshalts durch Dinge außer dem Betrag des zugelassenen Lichtes beschränkt; jedoch:

• Die Größe des Halts ist ein Faktor, der Tiefe des Feldes betrifft. Kleinerer Halt (größere f Zahlen) erzeugt eine längere Tiefe des Feldes, Gegenstände an einer breiten Reihe von Entfernungen zu allen erlaubend, im Fokus zur gleichen Zeit sein.
• Der Halt beschränkt die Wirkung von optischen Abweichungen. Wenn der Halt zu groß ist, wird das Image verdreht. Hoch entwickeltere optische Systemdesigns können die Wirkung von Abweichungen lindern, einen größeren Halt und deshalb größere leichte sich versammelnde Fähigkeit erlaubend.
• Der Halt bestimmt, ob das Image vignettiert wird. Größerer Halt kann die Intensität veranlassen, die den Film oder Entdecker erreicht, zu den Rändern des Bildes besonders zurückzugehen, wenn für Punkte außer Achse ein verschiedener Halt der Öffnungshalt auf Grund vom leichteren Abschneiden wird, als den Halt getan hat, der der Öffnungshalt auf der Sehachse war.
• Ein größerer Öffnungshalt verlangt größere Diameter-Optik, die schwerer und teurer sind.

Zusätzlich zu einem Öffnungshalt kann eine fotografische Linse einen oder mehr Feldhalt haben, der das Feld des Systems der Ansicht beschränkt. Wenn das Feld der Ansicht durch einen Feldhalt in der Linse (aber nicht am Film oder Sensor) vignettierende Ergebnisse beschränkt wird; das ist nur ein Problem, wenn das resultierende Feld der Ansicht weniger ist, als es gewünscht wurde.

Der biologische Schüler des Auges ist seine Öffnung in der Optik-Nomenklatur; die Iris ist das Diaphragma, das als der Öffnungshalt dient. Die Brechung in der Hornhaut veranlasst die wirksame Öffnung (der Eingangsschüler im Optik-Sprachgebrauch), sich ein bisschen vom physischen Schülerdiameter zu unterscheiden. Der Eingangsschüler ist normalerweise ungefähr 4 Mm im Durchmesser, obwohl es sich von 2 Mm in einem hell angezündeten Platz zu 8 Mm in der Dunkelheit erstrecken kann.

In der Astronomie ist das Diameter des Öffnungshalts (hat die Öffnung genannt), ein kritischer Parameter im Design eines Fernrohrs. Allgemein würde man wollen, dass die Öffnung so groß wie möglich ist, den maximalen Betrag des Lichtes von den entfernten Gegenständen zu sammeln, die darstellen werden. Die Größe der Öffnung, wird jedoch, in der Praxis durch Rücksichten von Kosten und Gewicht, sowie Verhinderung von Abweichungen (wie oben erwähnt) beschränkt.

Öffnungen werden auch in Laserenergiekontrolle, Fokussierung, Beugung/Mustern und Balken-Reinigung verwendet. Laseranwendungen schließen Raumfilter, Q-Schaltung, hohe Intensitätsröntgenstrahl-Kontrolle ein.

In der leichten Mikroskopie kann die Wortöffnung bezüglich irgendeines der Kondensator (Änderungswinkel des Lichtes auf das Muster-Feld) verwendet werden, Feldiris (Änderungsgebiet der Beleuchtung) oder vielleicht objektive Linse (bildet primäres Image). Sieh Optisches Mikroskop.

In der Fotografie

Der Öffnungshalt einer fotografischen Linse kann angepasst werden, um den Betrag des Lichtes zu kontrollieren, das den Film oder Bildsensor erreicht. In der Kombination mit der Schwankung der Verschluss-Geschwindigkeit wird die Öffnungsgröße den Film oder Bildsensorgrad der Aussetzung regeln, um sich zu entzünden. Gewöhnlich wird eine schnelle Verschluss-Geschwindigkeit verlangen, dass eine größere Öffnung genügend leichte Aussetzung sichert, und eine langsame Verschluss-Geschwindigkeit wird verlangen, dass eine kleinere Öffnung übermäßige Aussetzung vermeidet.

F-Zahlen) für die "Schlusspunkt"-Zunahme (Faktor von zwei Öffnungsgebiet pro Halt)]]

Ein Gerät hat gerufen ein Diaphragma dient gewöhnlich als der Öffnungshalt, und kontrolliert die Öffnung. Das Diaphragma fungiert viel wie die Iris des Auges - es kontrolliert das wirksame Diameter der Linse-Öffnung. Das Reduzieren der Öffnungsgröße vergrößert die Tiefe des Feldes, das das Ausmaß beschreibt, in dem Gegenstand, der näher liegt als oder weiter vom wirklichen Flugzeug des Fokus, scheint, im Fokus zu sein. Im Allgemeinen, je kleiner die Öffnung (das größere die Zahl), desto größer die Entfernung vom Flugzeug des Fokus der Gegenstand sein kann, während er noch im Fokus erscheint.

Die Linse-Öffnung wird gewöhnlich als eine F-Zahl, das Verhältnis der im Brennpunkt stehenden Länge zum wirksamen Öffnungsdiameter angegeben. Eine Linse hat normalerweise eine Reihe von gekennzeichneten "F-Halt", auf den die F-Zahl gesetzt werden kann. Eine niedrigere F-Zahl zeigt eine größere Öffnungsöffnung an, die leichter erlaubt, den Film oder Bildsensor zu erreichen. Der Fotografie-Begriff "ein F-Halt" bezieht sich auf einen Faktor 2 (etwa 1.41) Änderung in der F-Zahl, die der Reihe nach einem Faktor von 2 Änderung in der leichten Intensität entspricht.

Öffnungsvorrang ist eine halbautomatische schießende in Kameras verwendete Weise. Es erlaubt dem Fotografen, eine Öffnungseinstellung zu wählen und der Kamera zu erlauben, die Verschluss-Geschwindigkeit und manchmal ISO Empfindlichkeit für die richtige Aussetzung zu entscheiden. Das wird manchmal Öffnungsvorzugsauto-Aussetzung, Eine Weise, Weise von Av oder Halbauto-Weise genannt.

Typische Reihen von in der Fotografie verwendeten Öffnungen sind ungefähr 2.8-22 oder 2-16, 6 Halt bedeckend, der in den breiten, das mittlere, und schmal von 2 Halt jeder, grob geteilt werden kann (runde Zahlen verwendend), 2-4, 4-8, und 8-16 oder (für eine langsamere Linse) 2.8-5.6, 5.6-11, und 11-22. Das sind nicht scharfe Abteilungen, und Reihen für spezifische Linsen ändern sich.

Maximale und minimale Öffnungen

Die Spezifizierungen für eine gegebene Linse schließen normalerweise die maximalen und minimalen Öffnungen, zum Beispiel, 1.4-22 ein. In diesem Fall 1.4 ist die maximale Öffnung (die größte Öffnung), und 22 ist die minimale Öffnung (die kleinste Öffnung). Die maximale Öffnung neigt dazu, vom grössten Teil des Interesses zu sein, und wird immer eingeschlossen, wenn sie eine Linse beschreibt. Dieser Wert ist auch bekannt als die Linse "Geschwindigkeit", weil es die Belichtungszeit betrifft. Die Öffnung ist zur Quadratwurzel des Lichtes zugelassen, und so umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der erforderlichen Belichtungszeit, solch proportional, dass eine Öffnung 2 Aussetzungszeiten ein Viertel dieser 4 berücksichtigt.

Linsen mit Öffnungen, die größer sind als 2.8, sind normalerweise als "schnelle" Linsen bekannt, obwohl sich das historisch geändert hat (in der Vergangenheit, größer als 6 wurde schnell, zum Beispiel durch die 1911-Enzyklopädie Britannica betrachtet). Die schnellsten Linsen in der allgemeinen Produktion sind 1.2 oder 1.4, mit mehr an 1.8 und 2.0, und viele an 2.8 oder langsamer; 1.0 ist ungewöhnlich, obwohl etwas Gebrauch sieht.

In außergewöhnlichen Verhältnissen können Linsen F-Zahlen haben, die kleiner sind als 1.0; sieh Linse-Geschwindigkeit: schnelle Linsen für eine ausführliche Liste. Zum Beispiel, in der Fotografie, sowohl der aktuelle Leica hat Noctilux-M 50-Mm-ASPH als auch eine Kanon-50-Mm-Entfernungsmesser-Linse des Zeitalters der 1960er Jahre eine maximale Öffnung 0.95. Solche Linsen neigen dazu, optisch exotisch und sehr teuer zu sein; am Start, im September 2008, ist Leica Noctilux für 11,000 $ im Einzelhandel verkauft worden. Berufslinsen für einige Filmkameras haben F-Zahlen mindestens 0.75. Der Film von Stanley Kubrick Barry Lyndon ließ Szenen mit NASA/Zeiss 50 Mm f/0.7, die schnellste Linse in der Filmgeschichte schießen. Außer dem Aufwand haben diese Linsen Anwendung wegen der entsprechend seichteren Tiefe des Feldes beschränkt - die Szene muss entweder, Schuss von weitem seicht sein, oder wird bedeutsam defocused sein, obwohl das eine gewünschte Wirkung sein kann.

Zoomobjektive haben normalerweise eine maximale Verhältnisöffnung (minimale F-Zahl) von 2.8 zu 6.3 durch ihre Reihe. Linsen des hohen Endes werden eine unveränderliche Öffnung, solcher als 2.8 oder 4 haben, was bedeutet, dass die Verhältnisöffnung dasselbe überall in der Zoom-Reihe bleiben wird. Ein typischerer Verbraucherzoom wird eine variable maximale Verhältnisöffnung haben, da es härter und teurer ist, die maximale Verhältnisöffnung proportional zur im Brennpunkt stehenden Länge an langen im Brennpunkt stehenden Längen zu halten; 3.5 zu 5.6 ist ein Beispiel einer allgemeinen variablen Öffnungsreihe in einem Verbraucherzoomobjektiv.

Im Vergleich hängt die minimale Öffnung von der im Brennpunkt stehenden Länge nicht ab - es wird dadurch beschränkt, wie mit knapper Not die Öffnungsenden, nicht das Linse-Design - und stattdessen allgemein gestützt auf der Nützlichkeit gewählt werden: Sehr kleine Öffnungen haben niedrigere Schärfe wegen der Beugung, während die zusätzliche Tiefe des Feldes nicht allgemein nützlich ist, und so es allgemein kleinen Vorteil im Verwenden solcher Öffnungen gibt. Entsprechend, DSLR Linse haben normalerweise minimale Öffnung 16, 22, oder 32, während Großformat zu 64, wie widerspiegelt, im Namen der Gruppe f/64 hinuntergehen kann. Die Tiefe des Feldes ist eine bedeutende Sorge in der Makrofotografie jedoch, und dort sieht man kleinere Öffnungen. Zum Beispiel kann der Kanon-Abgeordnete-E 65 Mm wirksame Öffnung (wegen der Vergrößerung) mindestens 96 haben. Das Nadelloch, das für Lensbaby kreative Linsen Seh-ist, hat eine Öffnung gerade 177.

Image:Jonquil Blumen an f32.jpg|32 - kleine Öffnung und langsame Verschluss-Geschwindigkeit

Image:Jonquil Blumen an f5.jpg|5.6 - große Öffnung und schnelle Verschluss-Geschwindigkeit

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Öffnungsgebiet

Der Betrag des durch eine Linse gewonnenen Lichtes ist zum Gebiet der Öffnung proportional, gleich:

:

Wo f im Brennpunkt stehende Länge ist und N die F-Zahl ist.

Der im Brennpunkt stehende Länge-Wert ist nicht erforderlich, wenn man zwei Linsen derselben im Brennpunkt stehenden Länge vergleicht; ein Wert von 1 kann statt dessen verwendet werden, und die anderen Faktoren können ebenso fallen gelassen sein, Bereichsverhältnis zum gegenseitigen Quadrat der F-Nummer N verlassend.

Wenn zwei Kameras verschiedener Format-Größen und im Brennpunkt stehender Längen denselben Winkel der Ansicht und dasselbe Öffnungsgebiet haben, sammeln sie denselben Betrag des Lichtes von der Szene. Der relative im Brennpunkt stehende stufige illuminance hängt jedoch nur von der F-Nummer N ab, die der im Brennpunkt stehenden Länge unabhängig ist, auch ist weniger in der Kamera mit dem größeren Format, der längeren im Brennpunkt stehenden Länge und der höheren F-Zahl. Das nimmt an, dass beide Linsen identischen transmissivity haben.

Öffnungskontrolle

Die meisten SLR Kameras stellen automatische Öffnungskontrolle zur Verfügung, die erlaubt, anzusehen und an der maximalen Öffnung der Linse zu messen, die Linse unten zur Arbeitsöffnung während der Aussetzung aufhört, und die Linse in die maximale Öffnung nach der Aussetzung zurückgibt.

Die ersten SLR Kameras mit dem inneren ("durch die Linse" oder "TTL")

Meter (z.B, Pentax Spotmatic) haben verlangt, dass die Linse unten zur Arbeitsöffnung angehalten wird, wenn man ein Meter-Lesen nimmt. Mit einer kleinen Öffnung hat das den dunkel gemacht

Sucher, Betrachtung und Zusammensetzung schwierig machend.

Nachfolgende Modelle

bald eingetragene mechanische Kopplung zwischen der Linse und dem Kamerakörper,

das Anzeigen der Arbeitsöffnung zur Kamera, während man der Linse erlaubt, an zu sein

seine maximale Öffnung für die Zusammensetzung und Fokussierung;

diese Eigenschaft ist bekannt als automatische Öffnungskontrolle oder automatische Diaphragma-Kontrolle geworden.

Für einige Linsen, einschließlich einiger langer Fernaufnahmen, sind Linsen auf gestiegen

Gebläse, und Perspektivekontrolle und Linsen der Neigung/Verschiebung, der mechanische

Verbindung, war unpraktisch

und automatische Öffnungskontrolle war nicht

vorausgesetzt dass. Viele solche Linsen haben eine Eigenschaft vereinigt, die als eine "Voreinstellung" bekannt

ist

Öffnung,

der der Linse erlaubt, auf die Arbeitsöffnung und dann gesetzt zu werden

schnell geschaltet zwischen Arbeitsöffnung und voller Öffnung, ohne zu schauen

an der Öffnungskontrolle. Typische Operation könnte sein, rauen zu gründen

Zusammensetzung, Satz die Arbeitsöffnung für das Messen, kehrt zur vollen Öffnung zurück

für eine Endkontrolle ausser dem Fokus und der Zusammensetzung und der Fokussierung, und schließlich,

kehren Sie zur Arbeitsöffnung kurz vor der Aussetzung zurück. Obwohl ein bisschen leichter

,

als das unten angehaltene Messen ist Operation weniger günstiger

als automatische Operation. Voreinstellungsöffnungssteuerungen haben mehrere genommen

Formen; das allgemeinste ist der Gebrauch von im Wesentlichen zwei Linse-Öffnung gewesen

Ringe, mit einem Ring, der die Öffnung und die andere Portion als eine Grenze setzt

halten Sie an, wenn Sie auf die Arbeitsöffnung umschalten. Beispiele von Linsen mit diesem Typ

der Voreinstellung Öffnungskontrolle sind der Nikon PC Nikkor 28 Mm 3.5

und der SMC Pentax Verschiebung 6×7 75 Mm

4.5. Der Nikon PC Micro-Nikkor 85 Mm 2.8D Linse

vereinigt eine mechanische Drucktaste, die Arbeitsöffnung, wenn gedrückt, setzt

und stellt volle Öffnung, wenn gedrückt, ein zweites Mal wieder her.

Kanon EF Linsen, eingeführt 1987,

haben Sie elektromagnetische Diaphragmen,

das Beseitigen des Bedürfnisses nach einer mechanischen Verbindung zwischen der Kamera und der Linse, und das Erlauben automatischer Öffnung kontrollieren mit dem Kanon TS-E Linsen der Neigung/Verschiebung.

Perspektivekontrolle-Linsen des PCS-E von Nikon,

eingeführt 2008, haben Sie auch

elektromagnetische Diaphragmen.

Automatische Öffnungskontrolle wird mit versorgt

der neuere Nikon SLR Digitalkameras; mit einigen früheren Kameras, dem

Linsen bieten Voreinstellungsöffnungskontrolle mittels einer Drucktaste das an

kontrolliert das elektromagnetische Diaphragma.

Optimale Öffnung

Optimale Öffnung hängt beide von der Optik (die Tiefe der Szene gegen die Beugung), und auf der Leistung der Linse ab.

Optisch, weil eine Linse unten, der Defocus-Makel bei den DOF-Grenze-Abnahmen, aber Beugungsmakel-Zunahmen angehalten wird. Die Anwesenheit dieser zwei gegenüberliegenden Faktoren bezieht einen Punkt ein, an dem der vereinigte Makel-Punkt (Gibson 1975, 64) minimiert wird; an diesem Punkt - ist Zahl für die Bildschärfe für diese gegebene Tiefe des Feldes optimal - eine breitere Öffnung (niedrigere F-Zahl) verursacht mehr defocus, während eine schmalere Öffnung (höhere F-Zahl) mehr Beugung verursacht.

Als Angelegenheit für die Leistung leisten Linsen häufig, optimal wenn völlig geöffnet, nicht, und haben so allgemein bessere Schärfe, wenn angehalten, unten einige - bemerken, dass das Schärfe im Flugzeug des kritischen Fokus ist, Probleme der Tiefe des Feldes beiseite legend. Außer einem bestimmten Punkt gibt es keinen weiteren Schärfe-Vorteil für das Aufhören unten, und die Beugung beginnt, bedeutend zu werden. Es gibt entsprechend einen süßen Punkt, allgemein in den 4 - der 8. anordnen abhängig von der Kamera, wo Schärfe optimal ist, obwohl einige Linsen entworfen werden, um optimal wenn weit geöffnet, zu leisten. Wie bedeutend das ist, ändert sich zwischen Linsen, und Meinungen unterscheiden sich darauf, wie viel praktischen Einfluss das hat.

Während optimale Öffnung mechanisch bestimmt werden kann, wie viel Schärfe erforderlich ist, hängt ab, wie das Image verwendet wird - wenn das Endimage unter üblichen Zuständen angesehen wird (z.B, 8×10  Image, das an 10  angesehen ist), kann es genügen, um - Zahl mit Kriterien für die minimale erforderliche Schärfe zu bestimmen, und es kann keinen praktischen Vorteil geben, der weiter die Größe des Makel-Punkts reduziert. Aber das kann nicht wahr sein, wenn das Endimage unter anspruchsvolleren Bedingungen, z.B, ein sehr großes Endimage angesehen wird, das in der normalen Entfernung oder einem Teil eines Images angesehen ist, das zur normalen Größe (Hansma 1996) vergrößert ist. Hansma schlägt auch vor, dass die Endimage-Größe nicht bekannt sein darf, wenn eine Fotographie genommen wird, und das Erreichen der maximalen durchführbaren Schärfe der Entscheidung erlaubt, ein großes in einer späteren Zeit zu machendes Endimage zu machen; sieh auch kritische Schärfe.

In der Abtastung oder Stichprobenerhebung

Die Begriffe, Öffnung scannend und Öffnung probierend, werden häufig gebraucht, um sich auf die Öffnung zu beziehen, durch die ein Image probiert, oder, zum Beispiel in einem Trommel-Scanner, einem Bildsensor oder einem Fernseherholungsapparat gescannt wird. Die ausfallende Öffnung kann eine wörtliche optische Öffnung, d. h. eine kleine Öffnung im Raum sein, oder es kann eine Zeitabschnitt-Öffnung sein, für eine Signalwellenform zu probieren.

Zum Beispiel wird Filmkorn als Körnigkeit über ein Maß von Filmdichte-Schwankungen, wie gesehen, durch 0.048 Mm gemessen, die Öffnung probieren.

Siehe auch

• Numerische Öffnung
• Antenne-Öffnung
• Winkelige Entschlossenheit
• Diaphragma (Optik)
• Bokeh
• Seichter Fokus
• Tiefer Fokus
• Eingangsschüler
• Herrschen Sie über Schüler
• Lyot hören auf

• Vol II: Photomacrography. Internationale Standardbuchnummer 0-87985-160-0

• Verfügbar als GIF Images auf der Großformatseite.