แผ่นช่องรับแสง

แผ่นช่องรับแสง (diaphragm) ในระบบทัศนศาสตร์ เป็นแผ่นกำบังแสงที่ใช้ควบคุมปริมาณแสง ที่ผ่านรูรับแสงเข้าไป

คำนิยาม 
แผ่นช่องรับแสงเป็นวัตถุคล้ายแผ่นหรือรูที่สร้างขึ้นในระบบเชิงแสงที่กั้นแสงโดยยอมให้ผ่านเพียงบางส่วนเพื่อปรับปริมาณแสงที่เข้า โดยปกติจะเป็นสีดำ เพื่อการดูดกลืนแสงที่ดี และบางแผ่นมีแผ่นหลายแผ่นซ้อนทับกันเพื่อให้สามารถปรับขนาดของรูได้อย่างละเอียด รูที่เปิดมักเป็นรูปวงกลมหรือรูปหลายเหลี่ยม ในการระบุความสัมพันธ์ระหว่างขนาดรูรับแสงที่เปิดโดยแผ่นช่องรับแสงกับขนาดของเลนส์มักจะใช้ค่าที่เรียกว่าค่าเอฟ

ในภาษาอังกฤษเรียกแผ่นช่องรับแสงว่า diaphragm ซึ่งยังหมายถึงกะบังลมซึ่งเป็นอวัยวะภายในร่างกายได้ด้วย

การใช้งาน 
รูรับแสงถูกใช้ในอุปกรณ์เชิงแสงต่าง ๆ เช่น กล้องถ่ายภาพ กล้องโทรทรรศน์ หรือ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เมื่อภาพถูกสร้างขึ้นบนฟิล์มถ่ายภาพหรือเซนเซอร์รูปภาพ หากปริมาณแสงที่ได้รับเกินกว่าปริมาณที่ยอมรับได้ อาจไม่ได้ภาพถ่ายที่ดีตามที่ต้องการ เพื่อป้องกันไม่ให้เป็นแบบนั้น แผ่นช่องรับแสงจะถูกใช้เพื่อปรับปริมาณแสงที่ได้รับ เมื่อใช้เซนเซอร์รูปภาพเช่นในกล้องดิจิทัล อุปกรณ์บางประเภทมีแผ่นช่องรับแสงแบบปรับได้เพื่อป้องกันไม่ให้ประจุไฟฟ้าอิ่มตัว อย่างไรก็ตาม แผ่นช่องรับแสงจะจำกัดปริมาณแสงที่เข้าสู่ระนาบภาพ ยิ่งรูรับแสงมีขนาดเล็ก เอนโทรปีของข้อมูลก็จะยิ่งน้อยลงและ สัญญาณรบกวนก็จะยิ่งลดลง ดังนั้นจึงยังจำเป็นต้องรักษาปริมาณแสงให้ได้มากที่สุดเพื่อให้ได้ภาพที่คมชัด

แผ่นช่องรับแสงจะอยู่ระหว่างเลนส์และระนาบภาพในกล้อง เมื่อวัตถุเป้าหมายมีขนาดเล็กเหมือนอย่างเช่นในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แสงที่ส่องสว่างวัตถุจะถูกปรับด้วยแผ่นช่องรับแสง ดังนั้นจึงมีการติดตั้งแผ่นช่องรับแสงระหว่างกระจกสะท้อนแสงกับฉาก

ภาพรวม 

ค่าการปรับแผ่นช่องรับแสงมักแสดงโดยใช้ค่าเอฟ ถ้าค่าเอฟเพิ่มเป็น  เท่า (ประมาณ 1.4 เท่า) ปริมาณแสงที่ตกกระทบจะลดลงครึ่งหนึ่ง และถ้าค่าเอฟจะลดลงเหลือ  เท่า ปริมาณแสงที่ตกกระทบก็จะเพิ่มเป็นสองเท่า นอกจากนี้ การปรับแผ่นช่องรับแสงเพื่อเพิ่มปริมาณแสงที่ตกกระทบเป็นสองเท่า บางครั้งเรียกว่า "การเปิดออกหนึ่งขั้น" และการปรับรูรับแสงให้มีปริมาณแสงตกกระทบลดลงครึ่งหนึ่ง บางครั้งเรียกว่า "การบีบลงหนึ่งขั้น" หน่วยของรูรับแสงที่แสดงเป็นขั้นดังกล่าวนี้จะเรียกว่า ค่ารูรับแสง (aperture value)

ค่าเอฟ ที่ใช้ในกล้องจริง ๆ ได้แก่ F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22 เป็นต้น

การปรับแผ่นช่องรับแสงไม่เพียงเปลี่ยนค่าเปิดรับแสง แต่ยังเปลี่ยนช่วงความชัดด้วย ยิ่งรูรับแสงมีขนาดเล็ก (ค่าเอฟมาก) ช่วงความชัดก็จะยิ่งมากขึ้น (ขอบเขตที่อยู่ในโฟกัสก็จะยิ่งมากขึ้น) การปรับแผ่นช่องรับแสง ทำให้แสดงอารมณ์ต่าง ๆ ตามความเหมาะสม เช่น การถ่ายแบบโฟกัสชัดลึก และ การถ่ายภาพโบเก้

รูปแบบของแผ่นช่องรับแสง 
ในอดีตมีการใช้รูปแบบต่างๆ กันไป แต่ในปัจจุบันนิยมใช้แค่แบบกลีบ ยกเว้นการใช้งานเฉพาะทาง

แผ่นช่องรับแสงแบบวอเทอร์เฮาส์ 
เป็นรูปแบบที่เริ่มใช้โดยจอห์น วอเทอร์เฮาส์แห่งอังกฤษ ในปี 1857 หลังจากนั้นก็เลิกใช้ไปเนื่องจากความนิยมของแผ่นช่องรับแสงแบบกลีบ แต่ยังอาจถูกนำมาใช้งานเฉพาะบางอย่าง

แผ่นช่องรับแสงแบบประตูน้ำ 
เป็นรูปแบบที่ใช้แผ่นแบนที่มีรูเปิดขนาดเล็กใหญ่ต่างกันไปแล้วเลื่อนขึ้นลงที่หน้าเลนส์หรือระหว่างเลนส์ได้

แผ่นช่องรับแสงแบบหมุน 
ใช้วิธีการหมุนแผ่นจานที่มีรูขนาดใหญ่และขนาดเล็กด้านหน้าหรือระหว่างเลนส์ หากติดตั้งไว้ด้านหน้าเลนส์ ก็อาจใช้เป็นฝาปิดเลนส์ไปได้ด้วย

แผ่นช่องรับแสงแบบกลีบ 

แผ่นช่องรับแสงของเลนส์ถ่ายภาพที่ใช้ทั่วไปในปัจจุบันนี้มักใช้แผ่นช่องรับแสงแบบกลีบ ซึ่งประกอบด้วยแผ่นที่ทำเป็นกลีบซ้อนทับกัน อย่างในกรณีของแผ่นช่องรับแสงในภาพตัวอย่างนี้ แผ่น 7 กลีบซ้อนกันเป็นรูปห้าเหลี่ยม

อ้างอิง 

การถ่ายภาพยนตร์
กล้องถ่ายภาพ
เทคนิคการถ่ายภาพ
ทัศนศาสตร์