絞り (光学)
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光学系において絞り (しぼり、Aperture) とは、通過する光の量を調整するために用いる遮蔽物のことである。
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[編集] 定義
絞りは光学系において光の量を調整するために、光を吸収する板状のもので光を遮り、一部だけを通す板状のもの、または、そこにあけた孔のことである。光を吸収させるため通常は黒色をしており、孔の大きさを微調整できるようにするために複数の板を重ね合わせたものもある。孔は円形または多角形であることが多い。また、レンズの大きさに対し絞りの大きさを示すものとしてF値（えふち、F-number）がある。
[編集] 応用
絞りは写真機や望遠鏡、光学顕微鏡などさまざまな光学機器に利用されている。写真フィルムなどに結像させる場合、フィルムの受ける光量が許容量を超えると、意図する撮影結果を得られなくなる。これを防ぐために絞りを利用して受光量を調整する。デジタルカメラなど固体撮像素子を用いる場合も、受光により発生する電荷が飽和して撮影できなくなることを防ぐために、調整可能な絞りを内蔵しているものがある。絞りは結像面に入る光量を制限することから、絞りを小さくすると情報量が小さくなりノイズの影響を受けやすくなる。そのため鮮明な像を得るにはできる限り多くの光量を確保することが必要である。
絞りは、写真機などではレンズと結像面の間に配置される。光学顕微鏡のように対象物体が小さい場合は、物体を照明する光そのものを絞りによって調整する。そのため、絞りは反射鏡とステージの間に設置されている。テレセントリック光学系では、光軸と主光線を平行にするためにレンズの焦点付近に孔の小さな絞りが配置される。
[編集] 写真撮影用レンズの絞り
写真撮影用レンズの絞りは、微調整できるようにするために図1のような複数枚の板（絞り羽根）を重ね合わせて作られている。この図にある絞りの場合、7枚の羽根で7角形ができている。より多くの絞り羽根を使うことで円形に近づけることができる。また、限られた枚数でより円形に近づけるために絞り羽根を加工したもの（円形絞り）も存在する。
図2の写真撮影用レンズでは、筒の部分にある絞りリング（絞り環、絞り冠）を回すことにより絞りを手動で調整できる。ただし現在はレンズからの入光量や被写体の周囲の明るさに応じて絞りを自動調整するAEカメラが主流となっており、手動調整ができないものも多い。
[編集] 一眼レフカメラの自動絞り
一眼レフカメラの場合、撮影用の光学系を通った光をファインダーに導いているため、絞りが絞り込まれた状態ではファインダー像が暗くなるうえ、スプリットマクロやマイクロプリズムを使ってピント調節を手動で行う場合には、絞りを開放しないと必要な光量がファインダーに届かずピント調節が困難になるなどの問題がある。このため、構図の確認やピント調節を行う際には絞りを開放しておき、撮影の際に必要な量だけ絞り込む操作が必要となる。初期の一眼レフカメラではこれらを完全に手動で行っていたが、技術の進化とともに自動化され、現代の一眼レフカメラでは撮影の瞬間のみシャッターに連動して設定値まで自動的に絞り込まれるようになっている。カメラ本体側に絞りがあるペンタックス オート110シリーズなどの特殊な例外を除きカメラ本体とレンズとの連動機構が必要となる。マウントアダプターを使用する場合など、自動絞りが使えない場合もある。
- プリセット絞り
- 絞りリングが二重になっていて、絞り値の設定と実際に絞り込む動作を別々に行うようになっている。カメラを構えたまま、あらかじめ設定した絞り値に絞り込む操作を簡単に行う事ができるようになった。
- 半自動絞り
- 絞りリングを設定しても実際には絞り込まれず、シャッターに連動してはじめて実際に絞り込まれる方式。プリセット絞りの絞込み動作を自動化したものといえる。ただし、絞り込まれた状態から開放への復帰は手動で行う必要がある。開発当初は自動絞りと呼ばれたが、完全自動絞りと区別するため半自動絞りの名称が用いられる事が多い。
- 完全自動絞り
- シャッターに連動して、あらかじめ設定した絞り値まで自動的に絞り込まれ、その後すぐに自動的に開放に戻るというもの。半自動絞りの絞り開放動作を自動化したものといえる。絞りリングをつかって絞り値を設定するものの他、カメラ本体から絞り値を制御するものなどもあるが、現代の一眼レフカメラは完全自動絞りを実現している。
[編集] 眼球の絞り
ヒトを含む多くの脊椎動物の眼球にも絞りと同様の働きをもつ虹彩が存在する。これによって網膜で受ける光の量が許容範囲内に調整され、網膜を保護するとともに視覚機能を補完している。虹彩は明るい場所では絞られて小さな孔となり、暗い場所では逆に開かれて大きな孔となる。虹彩の反応速度はカメラのように速くはない。暗所から明るい場所に移動すると眩しさからしばらく目蓋を開けなかったり、明るい場所から暗所に移動するとしばらく周囲がよく見えなかったりするのはこのためである。
