Clona

Jednou z funkcí clony je omezit množství světla, které dopadá na fotografický film. Clona určuje tzv. světelnost objektivu. Tok světla clonou závisí na ploše otvoru, a tedy na druhé mocnině průměru otvoru d. Čím bude otvor větší, tím projde více světla. S rostoucí ohniskovou vzdáleností světelnost E naopak klesá a to opět úměrně druhé mocnině (Zdvojnásobíme-li vzdálenost světla od zdroje, poklesne jeho množství čtyřikrát, neboť se rozptyluje na plochu a ta roste s druhou mocninou):

Velikost clony, tj. velikost otvoru, nastavujeme otáčením kroužku na objektivu. Nachází se tam čísla 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16. Tvoří geometrickou řadu s koeficientem 2 . Jsou to tzv. clonová čísla a určují poměr ohniskové vzdálenosti a průměru otvoru clony.

Posloupnost clonových čísel je volená právě tak, aby zvětšením clonového čísla klesla světelnost na polovinu.

Clona určuje také hloubku ostrosti. Ta udává, jak vzdálené předměty lze ještě považovat za ostré. Fotografujeme-li trojrozměrné předměty, nepodaří se je zobrazit naprosto ostře. Je to vidět na obr. 2, zobrazujeme tři body A, B a E. Bod B leží v rovině, která se zobrazuje do roviny filmu. Bod A leží před touto rovinou a bod E za ní. Tyto body se zobrazí jako kroužky. Protože lidské oko není dokonalé, vnímáme kroužky, které pozorujeme pod úhlem menším než jedna minuta, jako body. Pozorovací vzdálenost snímku je ohnisková vzdálenost a snímky se zvětšují, proto se volí průměr kroužku jako zlomek ohniskové vzdálenosti většinou jsou to jedna až dvě tisíciny ohniskové vzdálenosti. Pro normální fotoaparát to bývá asi 1/30 mm. Požadujeme-li větší hloubku ostrosti, musíme nastavit větší clonu, tedy menší otvor (viz obr. 1).

Obr. 1 Závislost ostrosti obrazu bodu na velikosti clony.

Obr. 2 Závislost ostrosti bodu na jeho vzdálenosti

Máme-li zaostřeno do nějaké vzdálenosti a požadujeme, aby neostrost byla maximálně rovna p, můžeme vypočítat minimální a maximální vzdálenost, kde je obraz ještě ostrý. Odvození provedeme jen pro jednoduší případ, objektiv přiblížíme jen tenkou spojnou čočkou. Při výpočtu budeme vycházet z obr. 2. Máme zaostřeno přesně na bod B, který je ve vzdálenosti b od objektivu. Jeho obraz B’ leží v rovině filmu ve vzdálenosti b’ od objektivu. Body A a E se zobrazují do roviny filmu jako kroužky o průměru p. Bod A je ve vzdálenosti a od objektivu a bod E je ve vzdálenosti e od objektivu. Jejich obrazy A’ a E’ leží ve vzdálenostech a’ a e’. Ohnisková vzdálenost je f a průměr otvoru clony je d. Vzdálenost bodu A’ od roviny, ve které leží bod B’, označíme x a vzdálenost E’ od téže roviny označíme y. Z obrázku je vidět, že

Z podobnosti trojúhelníků dostaneme vztahy:

Dále použijeme zobrazovací rovnici pro body B, A, C:

K výpočtu minimální vzdálenosti a, ve které se bod zobrazuje ještě jako ostrý, použijeme vztahy (1. 10), (1. 12), (1. 14), (1. 15). Vyřešením této soustavy dostaneme vztah:

Pro výpočet maximální vzdálenosti e, ve které se bod zobrazuje ještě jako ostrý, použijeme vztahy (1. 11), (1. 13), (1. 14), (1. 16). Vyřešením této soustavy dostaneme vztah:

Použijeme-li definici clonového čísla c (1. 9.), vztahy budou mít tvar:

Nemůžeme dosáhnout toho, aby byly všechny body ostré tím, že budeme mít otvor velmi malý, protože ze zdola omezuje ostrost ohyb světla. Existuje ale vzdálenost, na kterou, když zaostříme, zobrazí se všechny body až do nekonečna s požadovanou ostrostí. Této vzdálenosti se říká hyperfokální vzdálenost. Maximální vzdálenost, ve které jsou body zobrazeny ostře, jde do nekonečna. Tedy vztah (1. 20) musí růst také do nekonečna. To nastane jen, když bude jmenovatel blízký nule, tedy:

b_H. . . . . . . . hyperfokální vzdálenost.

Pro hyperfokální vzdálenost tedy platí:

Většinou se však f vůči mnohem většímu zlomku zanedbává a používá se jen vztah:

Dosadíme-li vztah (1. 22) do vztahu (1. 19), zjistíme, že když zaostříme na hyperfokální vzdálenost, je vše ostré již od poloviny této vzdálenosti. [10]

Nejčastěji používaná clona je clona irisová (viz obr. 3). Je složena z tenkých kovových lamel půlměsíčitého tvaru. Jedním koncem jsou uchyceny čepem k základní desce. Druhýkonec je pohyblivý a je veden otočným kruhem. Takto se lamely pohybují směrem ke společnému středu a uzavírají otvor. Tvar otvoru je tím bližší kruhovému, čím je použito více lamel.

Obr. 3 Irisová clona

Přečtěte si také o expozicích.