Затворы фотоаппаратов, их типы, устройство и принцип работы. Затворы цифровых фотоаппаратов

Затво́р фотографи́ческий - устройство, используемое для перекрытия светового потока, проецируемого объективом на фотоматериал (например, фотоплёнку) или фотоматрицу (в цифровой фотографии). Путем открытия затвора на определенное время выдержки дозируется количество света, попадающего на чувствительную поверхность и тем самым регулируется экспозиция.

На заре фотографии фотоматериалы имели низкую чувствительность, выдержка измерялась часами, позднее - минутами и секундами, поэтому специальный механизм затвора камерам не требовался - его роль выполняла крышка объектива, а время, на которое она снималась для экспонирования фотопластинки, отсчитывалось фотографом по обычным часам или в уме. В дальнейшем требуемые выдержки сократились до десятых, сотых и тысячных долей секунды, поэтому для управления затвором потребовался достаточно точный автоматический механизм.

Затворы классифицируются по расположению в камере (апертурные: межлинзовые, залинзовые, фронтальные; фокальные) и по конструкции (дисковые; лепестковые; шторные: веерные и ламельные; затворы-жалюзи и др.).

Характеристики фотографического затвора

Фотографический затвор характеризуется:

коэффициентом полезного действия (КПД), который выражает отношение количества света, прошедшего за время работы затвора, к количеству света, прошедшего за тот же период через «идеальный затвор»; чем больше значение этого коэффициента приближается к единице (а при процентном выражении - к 100 %), тем совершеннее работает затвор;

точностью и диапазоном выдержек;

степенью искажения изображения;

надёжностью работы затвора в различных условиях фотографирования.

Типы фотографических затворов

Дисковый секторный затвор

Дисковый секторный затвор состоит из вращающегося на оси металлического сектора с отверстием, который приводится в действие пружиной, связанной со спусковым рычагом.

Затворы этого типа отличаются наименьшим числом деталей, что определяет наименьшую стоимость, повышенную надёжность и уменьшение требований к точности изготовления.

Однако их существенные недостатки - громоздкость (радиус диска не менее перекрываемого отверстия) и ограниченный диапазон выдержек привели к ограниченному применению, в основном в камерах начального уровня.

Дисковый затвор имеет конструктивное сходство с обтюратором кинокамер.

Затворы-жалюзи

Затворы-жалюзи применяются крайне редко, так как требуют значительного пространства между линзами объектива, однако представляют практический интерес, обладая некоторыми преимуществами.

Перекрываемое поле состоит из набора узких пластинок-ламелей, одновременно поворачивающихся вокруг осей. При открытом затворе пластинки направлены вдоль оптической оси. Для закрытия затвора достаточно повернуть все пластинки на 90°. Благодаря небольшой массе каждой отдельной пластинки инерционность затвора невелика и приводной механизм отличается простотой. Радиальный затвор-жалюзи, кроме основной задачи дозирования экспозиции, выполняет роль оттенителя - компенсатора падения освещённости от центра кадра к краям; избыточная освещенность в центре гасится центральной частью затвора.

Коэффициент полезного действия затворов-жалюзи близок к КПД центральных затворов.

Центральный затвор

Центральный затвор, как правило, устанавливается между линзами объектива или непосредственно за задней линзой. Он представляет собой ряд тонких сегментов, приводимых в действие системой пружин и рычагов. При экспонировании сегменты открывают действующее отверстие объектива симметрично относительно его центра и, следовательно, сразу освещают поверхность светочувствительного элемента.

Затвор-диафрагма , диафрагменный затвор - центральный затвор, максимальная степень раскрытия лепестков которого регулируется, за счёт чего затвор одновременно выполняет роль диафрагмы.

КПД центрального затвора составляет от 0,3 до 0,5, а минимальная выдержка, как правило, не короче 1/500 с (затвор-диафрагма при малых относительных отверстиях может обеспечить и более короткие выдержки, например 1/800 с в советском «ФЭД-Микрон»).

В качестве датчика времени в центральных затворах чаще всего используется простейший часовой анкерный механизм, а на коротких выдержках время открытия затвора регулируется силой натяжения пружин. Последние модели центральных затворов имеют электронный дозатор выдержки. В этих затворах лепестки удерживаются в открытом состоянии электромагнитами.

Преимущества центрального затвора:

Не искажают фотографическое изображение эффектами временно́го параллакса, так как весь кадр экспонируется одновременно.

Возможность использования фотовспышки на любых выдержках.

Устойчиво работают на морозе, в отличие от тканевых шторных затворов (см. ниже).

Благодаря открытию от центра к краям эффективное распределение света в световом пучке получается неравномерным по радиусу, и при этом центральная часть пучка открыта в течение большего времени, нежели края. В результате характер боке оказывается более близок к «математически правильному» распределению Гаусса. Особенно это заметно на затворах-диафрагмах.

Недостатки центрального затвора:

Относительная сложность устройства (кроме простейших затворов с одной выдержкой).

Сложность получения коротких выдержек. Это связано с тем, что тонкие лепестки затвора подвергаются большим нагрузкам (за очень короткое время они должны разогнаться до скорости несколько метров в секунду и более, а затем остановиться без отскоков и деформации). На практике затворы с выдержками короче 1/250 с ставят только в дорогие камеры.

Сложность применения в однообъективных зеркальных камерах - для визирования затвор приходится держать открытым, а кадровое окно на это время закрывать от света другим механизмом (Bessamatic, «Зенит-4»).

Оптически наивыгоднейшее место для расположения центрального затвора - между линзами объектива. Для использования сменных объективов либо приходится применять залинзовый затвор, либо сильно удорожать объективы, встраивая затвор в каждый из них (Hasselblad 500 C/M ).

Центральный затвор во время открывания и закрывания дополнительно диафрагмирует объектив, что при короткой выдержке и открытой диафрагме может сказаться на характере изображения.

Фокальный затвор

Фокальный затвор, как явствует из названия, располагается вблизи фокальной плоскости, то есть непосредственно перед светочувствительным материалом. По принципу действия фокальные затворы обычно относятся к шторным (шторно-щелевым). Такой затвор представляет собой пару шторок (из прорезиненной ткани или тонких металлических ламелей). Затвор приводится в действие системой пружин илиэлектродвигателем.

Мгновенный затвор разработал и построил витебский фотограф С. А. Юрковский в 1882 году, описание которого опубликовал в журнале «Фотограф» (№ 4 за 1883 год) и демонстрировал на Московском съезде фотографов. Выпуск усовершенствованной конструкции, получившей название шторно-щелевого затвора, с согласия Юрковского был налажен в Англии, а затем, с небольшими изменениями, в Германии.

Во взведенном состоянии фотоматериал перекрыт первой шторкой. При спуске затвора она сдвигается под воздействием пружины, открывая путь световому потоку. По окончании заданного времени экспозиции световой поток перекрывается второй шторкой. На коротких выдержках вторая шторка начинает движение еще до того, как первая полностью откроет кадровое окно. Щель, образующаяся между шторками, пробегает вдоль кадрового окна, последовательно освещая его. Длительность выдержки определяется шириной щели. Перед началом съемки следующего кадра затвор взводится заново, при этом шторки возвращаются в исходное положение таким образом, что щель между ними не образуется.

Затвор может быть с вертикальным или горизонтальным ходом штор. Горизонтальный ход, как правило имеют затворы с прорезиненными шторками, вертикальный - с ламелями. В случае 35-мм фотокамер затвор с вертикальным ходом позволяет при равной линейной скорости движения шторок получить в 1,5 раза более короткую выдержку синхронизации (см. ниже), поскольку проходимый шторами путь в 1,5 раза короче (24 мм вместо 36 мм у затворов с горизонтальным ходом).

КПД шторного затвора доходит до 0,95, а минимальная выдержка достигает 1/12000 с (Minolta 9 и 9xi).

При съёмке быстро движущихся объектов шторный затвор искажает их изображение. Оно, в зависимости от направления движения объекта по отношению к фотоаппарату, несколько суживается по ширине, или верхние части изображения слегка смещаются по отношению к нижним. Такие искажения слабо заметны и не играют роли при обычном фотографировании. Но их надо учитывать при технической или научной съёмке. Это явление называется временной параллакс.

На морозе шторный затвор из прорезиненной ткани может работать недостаточно точно и даже полностью отказывать, так как шторки теряют эластичность.

Шторный затвор требует тщательной регулировки, так как равномерность экспозиции по площади кадра напрямую зависит от равномерности и согласованности хода шторок. Конструкция же шторного затвора может быть относительно простой, как, например, классический затвор О. Барнака, широко применявшийся на камерах Leica и многих других во всём мире, включая отечественные ФЭД, «Зоркий», «Зенит» и«Ленинград».

В старых фотокамерах взвод шторного затвора осуществлялся специальным маховичком или рычагом (курком) вместе с перемоткой пленки. В современных аппаратах оба этих процесса выполняют электродвигатели. В механических версиях затворов этого типа выдержки отрабатываются механически (натяжение пружин и т. п.). В электромеханических, как правило, механически отрабатывается лишь одна (реже две ) наикратчайшая выдержка. Весь диапазон остальных выдержек реализуется за счёт придерживания второй шторы электромагнитом. Другими словами, полноценно электромеханический затвор может работать лишь при работоспособных элементах питания, в то время как механический от них независим.

Электронный затвор

Электронные затворы применяются в современной цифровой фототехнике, и представляют собой не отдельное устройство, а принцип дозирования экспозиции цифровой матрицей. Выдержка определяется временем между обнулением матрицы и моментом считывания информации с неё.

Применение электронного затвора позволяет достичь более коротких выдержек (в том числе и выдержки синхронизации со вспышкой) без использования более дорогостоящих высокоскоростных механических затворов.

Из недостатков электронного затвора можно выделить искажение изображения, вызванное последовательным чтением ячеек, а также повышенной вероятностью возникновения блюминга (например, при попадании в кадр солнца).

Кроме того, выпускаются матрицы, имеющие индивидуальный электронный затвор в каждом пикселе. В этом варианте осуществляется настройка оптимального времени экспозиции для каждого пикселя в зависимости от уровня освещённости в данном участке кадра. .

Затвор фотоаппарата - это невидимый, но особо важный элемент фотографической системы. Затвор фотоаппарата фотографу не виден, но всегда слышен.

Что такое затвор фотоаппарата? Для чего нужен затвор фотоаппарата?

Затвор фотоаппарата играет одну из важнейших ролей в захвате изображения на пленку или цифровую матрицу. Главная задача затвора - это регулирования продолжительности прохождения светового потока через оптическую систему камеры на светочувствительный элемент фотоаппарата.

Если вам знакомо слово (время захвата изображение фотокамерой), то затвор фотоаппарата — это главное устройство, которое позволяет контролировать это время.

Что происходит в момент съемки с затвором?

Затвор фотоаппарата — это механическое устройство. Затвор представляет собой в большинстве случаев шторки (вертикальные или горизонтальные). Нужно понимать, что существует минимальное время, за которое эти шторки успеют открыться и закрыться, позволив свету пройти на пленку или , проэкспонировав кадр.

Так выглядит механизм затвора фотокамеры:

Так выглядит затвор на плёночной камере при открытии крышки сзади:

Так как же работает затвор фотоаппарата в том случае, если выдержки становятся сверхкороткими (1/5000 или 1/7000). В этом случае в цифровых фотоаппаратах предусмотрен цифровой затвор, регулируемый электроникой и . Физический затвор фотоаппарата при сверхкоротких выдержках успевает открыться и закрыться на своей максимальной скорости, в момент чего, на поступает цифровой сигнал для начала захвата изображения и через мгновение сигнал о прекращении реагирования на световой поток.

Вы спросите: зачем тогда вообще нужны шторки в фотоаппарате (затвор фотоаппарата). Так вот в современных цифровых фотоаппаратах в большинстве случаев затвор играет роль защиты от попадания на нее пыли и грязи, что может навсегда вывести ее из строя. А фотоаппарата — это самый дорогостоящий элемент цифровой фотокамеры.

Так выглядит матрица цифровой камеры, когда поднято зеркало и открыта шторка затвора:

Матрица или пленка не видна, так как полностью закрыта зеркалом, которое позволяет видеть в видоискателе точную картинку из объектива.

Попадающего на чувствительную поверхность и тем самым регулируется экспозиция .

КПД центрального затвора составляет от 0,3 до 0,5, а минимальная выдержка, как правило, не короче 1/500 с (затвор-диафрагма при малых относительных отверстиях может обеспечить и более короткие выдержки, например 1/800 с в советском «ФЭД-Микрон »).

В качестве датчика времени в центральных затворах чаще всего используется простейший часовой анкерный механизм , а на коротких выдержках время открытия затвора регулируется силой натяжения пружин. Последние модели центральных затворов имеют электронный дозатор выдержки. В этих затворах лепестки удерживаются в открытом состоянии электромагнитами .

Преимущества центрального затвора:

• Не искажают фотографическое изображение эффектами временно́го параллакса , так как весь кадр экспонируется одновременно.
• Возможность использования фотовспышки на любых выдержках.
• Устойчиво работают на морозе, в отличие от тканевых шторных затворов (см. ниже).
• Благодаря открытию от центра к краям эффективное распределение света в световом пучке получается неравномерным по радиусу, и при этом центральная часть пучка открыта в течение большего времени, нежели края. В результате характер боке оказывается более близок к «математически правильному» распределению Гаусса . Особенно это заметно на затворах-диафрагмах.

Недостатки центрального затвора:

Фокальный затвор

Фокальный затвор с металлическими ламелями

Фокальный затвор, как явствует из названия, располагается вблизи фокальной плоскости , то есть непосредственно перед светочувствительным материалом. По принципу действия фокальные затворы обычно относятся к шторным (шторно-щелевым). Такой затвор представляет собой пару шторок (из прорезиненной ткани или тонких металлических ламелей). Затвор приводится в действие системой пружин или электродвигателем .

Мгновенный затвор разработал и построил витебский фотограф С. А. Юрковский в 1882 году, описание которого опубликовал в журнале «Фотограф» (№ 4 за 1883 год) и демонстрировал на Московском съезде фотографов. Выпуск усовершенствованной конструкции, получившей название шторно-щелевого затвора, с согласия Юрковского был налажен в Англии, а затем, с небольшими изменениями, в Германии.

Во взведенном состоянии фотоматериал перекрыт первой шторкой. При спуске затвора она сдвигается под воздействием пружины, открывая путь световому потоку. По окончании заданного времени экспозиции световой поток перекрывается второй шторкой. На коротких выдержках вторая шторка начинает движение еще до того, как первая полностью откроет кадровое окно. Щель, образующаяся между шторками, пробегает вдоль кадрового окна, последовательно освещая его. Длительность выдержки определяется шириной щели. Перед началом съемки следующего кадра затвор взводится заново, при этом шторки возвращаются в исходное положение таким образом, что щель между ними не образуется.

Затвор может быть с вертикальным или горизонтальным ходом штор. Горизонтальный ход, как правило имеют затворы с прорезиненными шторками, вертикальный - с ламелями. В случае 35-мм фотокамер затвор с вертикальным ходом позволяет при равной линейной скорости движения шторок получить в 1,5 раза более короткую выдержку синхронизации (см. ниже), поскольку проходимый шторами путь в 1,5 раза короче (24 мм вместо 36 мм у затворов с горизонтальным ходом).

КПД шторного затвора доходит до 0,95, а минимальная выдержка достигает 1/12000 с (Minolta 9 и 9xi).

При съёмке быстро движущихся объектов шторный затвор искажает их изображение. Оно, в зависимости от направления движения объекта по отношению к фотоаппарату, несколько суживается по ширине, или верхние части изображения слегка смещаются по отношению к нижним. Такие искажения слабо заметны и не играют роли при обычном фотографировании. Но их надо учитывать при технической или научной съёмке. Это явление называется временной параллакс .

На морозе шторный затвор из прорезиненной ткани может работать недостаточно точно и даже полностью отказывать, так как шторки теряют эластичность.

Шторный затвор требует тщательной регулировки, так как равномерность экспозиции по площади кадра напрямую зависит от равномерности и согласованности хода шторок. Конструкция же шторного затвора может быть относительно простой, как, например, классический затвор О. Барнака , широко применявшийся на камерах Leica и многих других во всём мире, включая отечественные ФЭД , «Зоркий» , «Зенит» и «Ленинград» .

В старых фотокамерах взвод шторного затвора осуществлялся специальным маховичком или рычагом (курком) вместе с перемоткой пленки. В современных аппаратах оба этих процесса выполняют электродвигатели. В механических версиях затворов этого типа выдержки отрабатываются механически (натяжение пружин и т. п.). В электромеханических, как правило, механически отрабатывается лишь одна (реже две ) наикратчайшая выдержка. Весь диапазон остальных выдержек реализуется за счёт придерживания второй шторы электромагнитом . Другими словами, полноценно электромеханический затвор может работать лишь при работоспособных элементах питания, в то время как механический от них независим.

Особенности работы со вспышкой

Как отмечено выше, на коротких выдержках экспонирование фотоматериала происходит не одновременно. В каждый отдельный момент времени свет попадает только на часть кадра, определяемую шириной щели.

Из-за этой особенности работы шторного затвора на коротких выдержках использовать фотовспышку можно только на такой выдержке, при которой вся площадь кадра открыта свету одновременно (то есть ширина щели между шторками равна размеру кадрового окна). Минимальная выдержка, при которой это условие выполняется, называется выдержкой синхронизации . Применение вспышки на более коротких выдержках приведет к тому, что ею будет освещена только часть кадра в виде светлой полосы.

На современных цифровых зеркальных фотоаппаратах среднего класса выдержка синхронизации составляет от 1/160 до 1/500 (при использовании электронно-механического затвора). Для сравнения - на многих фотоаппаратах с механическим затвором и тканевыми шторками выдержка синхронизации составляла около 1/30 с, реже 1/60 с; более короткие встречались только на самых дорогих моделях. Короткие выдержки синхронизации позволяют использовать вспышку, например, в солнечный день для подсветки теней.

Для обхода этого ограничения шторного затвора в дополнение к нему может применяться электронный затвор . Другим способом является применение высокоскоростной синхронизации вспышки (FP/HSS). При этом вспышка вместо одного короткого, но яркого импульса испускает импульс с такой же энергией, но более продолжительный (а значит менее яркий, так как энергия импульса остаётся той же), что позволяет получить равномерно освещенный кадр даже на очень коротких выдержках (вплоть до 1/4000 - 1/8000), однако освещенность, которую создает вспышка, пропорционально уменьшается.

Синхронизация по первой/второй шторке

С конструкцией шторного затвора связаны термины, описывающие специальные режимы синхронизации фотовспышки - по первой шторке , по второй шторке (сейчас эти термины применяются вне зависимости от конкретного типа затвора). Время работы электронной вспышки обычно значительно меньше, чем время открытия затвора (1-5 мс против сотых долей секунды), в связи с чем тот момент, в который сработает вспышка, оказывает заметное влияние на полученный результат, особенно при съёмке движущихся объектов. При синхронизации по первой шторке вспышка срабатывает сразу после открытия затвора (когда первая шторка займёт конечное положение). Вспышка дает яркую экспозицию движущегося объекта от вспышки.

Однако, остальное освещение сцены может оказаться достаточным для формирования изображения при заданной выдержке. При этом движущийся объект образует слабый смазанный след, направленный в сторону движения объекта, экспонированный за время прошедшее после светового импульса до закрытия затвора. Объект на фотографии зрительно получается двигающимся в обратную сторону.

Затвор фотокамеры служит для дозирования света на фотоматериал. Скоростью работы затвора задается такой параметр, как . Затворы имеют различные вариации исполнения и типы, мы же рассмотрим шторно-щелевые фокальные затворы.

Шторно-щелевые фокальные затворы

Фокальный затвор находится очень близко к поверхности пленки (фокальной плоскости), от того и название. Шторно-щелевой потому, что обычно затвор состоит из двух шторок, которые во время движения создают между собой щель, через которую происходит засветка кадра. Существует два распространенных типа фокальных затворов малоформатной фототехники:

• Фокальный затвор горизонтального хода

«Горизонтальный ход» означает, что затвор работает по длинной стороне (шторки ходят вдоль) кадра. Самые распространенные «шторные» фокальные затворы горизонтального хода использовались в малоформатных фотоаппаратах практически повсеместно , и до начала двухтысячных годов (дольше всего использовалось в ).

Главный недостаток затвора с горизонтальным ходом в его скоростной синхронизации для съемки с электронной вспышкой, для которой часто является предел в 1/60 — 1/90 секунды, а также невозможность стабильной работы на высоких скоростях (от 1/1000 сек.).

Думаю, именно поэтому большая часть шторных затворов, которыми оснащались советские зеркальные фотоаппараты, не имели скорости выше 1/500 сек.

Шторный затвор фотоаппарата Зенит-ЕТ

Чтобы использовать электронную вспышку, затвор выставляется на так называемую «выдержку синхронизации» (на диске управления скоростью затвора обозначается как X, или может иметь приписку в виде скорости синхронизации, например X/60), которая обеспечивает минимальное время задержки при экспонировании, и одновременно позволяет вспышке засветить кадр именно в тот момент, когда затвор полностью открыт.

При любом другом раскладе будет неравномерный засвет кадра.

• Фокальный затвор вертикального хода

В фокальном затворе вертикального хода шторки ходят по короткой стороне (поперек) кадра. Эти затворы сложнее в конструкции, но рабочие характеристики их более стабильны, в том числе и на больших скоростях. Современные затворы в цифровых зеркальных камерах — ламельные, вертикального хода, с электронным управлением.

Причем, скорость срабатывания и начальный импульс задает электродвигатель, а выдержка уже управляется электромагнитами. Отсюда вытекает увеличенное энергопотребление системы на длинных выдержках.

Ламельный затвор Canon 40D, двигатель затвора, зеркала.

Для синхронизации вспышки на высоких скоростях используется так называемая, предвспышка, или стробоскопическая вспышка. Она генерирует несколько импульсов за один проход шторок затвора, решая тем самым, проблему синхронизации. Обычно даже самые недорогие современные электронные вспышки поддерживают эти режимы.

Материал изготовления и надежность

Шторные затворы

Материалом изготовления шторных затворов в подавляющем своем большинстве была прорезиненная ткань. Не смотря на свою простоту и дешевизну, шторные матерчатые затворы имеют очень неприятные особенности:

• Выгорают на солнце

Если забыть закрыть объектив фотоаппарата крышкой, то объектив будет действовать, как увеличительная линза, и вконце-концов, свойства резины меняются до такой степени, что она осыпается, «прогорает».

• Элементы шторного затвора подвержены истиранию

Зачастую встречаются камеры того или иного производителя, матерчатые тяги затвора у которых попросту порваны вследствие износа.

• Элементы шторного затвора отклеиваются от натяжителей

Со временем связующая составляющая клеевой основы приходит в негодность, и высыхает. Шторки отклеиваются у основания натяжителей.

• Пружины натяжителей приходят в негодность

Внутри натяжителей стоят стальные пружины, которые теряют свойства со временем. Проблема устраняется путем подкручивания регулировочных винтов и не такая страшная, как перечисленные выше.

На отпечатке перечисленные неисправности могут отображаться, как недоэкспонирование одной из зон кадра, неравномерное экспонирование по всему полю кадра (шторки притормаживают), изображение кадра фиксировано рывками. Увидев такие отпечатки, стоит обратить внимание на состояние затвора.

Не смотря на то, что шторные затворы имеют опасные болезни, они весьма ремонтопригодны, и чтобы произвести ремонт в «полевых» условиях, достаточно иметь прямые руки и соответствующую литературу. Максимальный срок жизни шторного затвора составляет примерно 5 тысяч срабатываний.

Ламельные затворы

Шторки таких затворов состоят из нескольких металлических ламелей. Причем, в качестве материала для ламелей может применяться не только сталь, но и нержавеющая сталь, углепластик. Ламельные затворы цифровых зеркальных камер управляются электроникой с использованием электродвигателя и электромагнитов.

Электромагниты отвечают за выдержку затвора, удерживая шторки в открытом состоянии до тех пор, пока не получат импульс от управляющей микросхемы на размыкание. На практике это все занимает, естественно, доли секунды.

Ламельный затвор Canon EOS Kiss

Ламельные затворы получили распространение в японских фотоаппаратах, где их начали применять в начале 60 годов. Ламельные затворы надежнее шторных, не выгорают на солнце

Однако, ремонтопригодность таких затворов намного меньше, чем у шторных — если замена ламелей, в принципе, еще по рукам пользователю, то последующая его настройка возможна только в стенах сервисного центра (в общем, не дешевое удовольствие, даже если кто-то и возьмется за эту работу). Поэтому ламельные затворы меняются целиком.

Из неисправностей ламельных затворов можно встретить такие:

• Залипание шторок
• Истирание ламелей шторок
• Обрыв в обмотке электромагнита
• Выпадение втулок шторок из посадочных мест

Эти неисправности в основном могут встречаются на затворах с большими пробегами, а также в какой-то мере на свежих камерах в период «обкатки». Обкатка затвора проходит примерно на первой тысяче срабатываний, после чего затвор может даже переходить свой срок службы. В таблице зеленым отмечен ресурс затвора некоторых фотоаппаратов Canon:

Максимальный срок жизни затвора варьируется. Производителем же, в зависимости от модели камеры устанавливаются ограничения от 50000 срабатываний на младших моделях камер и до 500000 на профессиональных. Зачастую встречается так, что камера успевает морально устареть, и обрести четвертого-пятого хозяина, а ресурс затвора еще не исчерпан.

Как работает затвор

Принцип работы шторного затвора

На иллюстрациях ниже вы сможете увидеть принцип работы фокального затвора с горизонтальным ходом матерчатых шторок.

Основная конструкция состоит из двух непрозрачных шторок, которые установлены на роликах натяжителей. Как правило, шторки расположены так, что по умолчанию перекрывают доступ света к фотоматериалу.

Когда мы взводим затвор, одновременно перемещается кадр фотопленки, и происходит «перетягивание» шторок со своих привычных мест.

По нажатию кнопки спуска затвора, первая шторка освобождается, чтобы начать ход. По пути движения, первая шторка проходит через кадр фотоматериала, дозируя свет.

Когда первая шторка завершает ход, затвор какое-то время полностью открыт.
По окончании времени экспонирования, вторая шторка перекрывает поступление света и экспонирование завершается.

Когда затвор взводится для следующего кадра — все повторяется снова.

Если затвор работает с минимальной выдержкой, то экспонирование фотоматериала происходит сквозь щель между догоняющими друг друга шторками.

Ламельный затвор

Работу фокального ламельного затвора вертикального хода хорошо видно из этого видео:

Затворный лаг

Или лаг затвора. Так называется задержка перед срабатыванием затвора. Лагом может называться как конкретная задержка после нажатия кнопки спуска, так и время ожидания до следующего спуска затвора во время скоростной съемки.

В основном проблема задержки после назатия кнопки спуска присуща младшим/древним моделям цифровых зеркальных камер, а также различного рода мыльницам и камерофонам. Эффект задержки связан с медленной скоростью обработки данных процессором устройства, или скоростью реакции механизмов в целом (например, автофокуса).

Примеры

У пленочной скорость съемки ограничена скоростью перемотки пленки, и лагом затвора можно назвать время ожидания до окончания протяжки пленки на следующий кадр во время непрерывной съемки. В таблице отображен интервал между срабатываниями в непрерывной съемке некоторых камер Canon (зеленая колонка):

Лаг затвора у старших моделей ЦЗК может проявляться во время переполнения буфера камеры необработанными данными, тогда время лага затвора упирается в скорость записи на карту. У буфер заполняется быстро, и из-за медленной скорости записи на карту, последующий лаг затвора может достигать 10-15 секунд.

Как с этим теперь жить

Основной задачей затвора является работа в с . В этой паре затвор отвечает за , которой дозируется свет на матрицу, или пленку фотоаппарата. Из всего выше написанного можно уяснить, что ламельные фокальные затворы современных цифровых зеркальных камер имеют потрясающую надежность, но при этом менее ремонтопригодны, по сравнению со своими старшими братьями, шторными затворами.

Кстати, у шторных затворов помимо дешевизны и ремонтопригодности было еще одно преимущество — они издавали меньше шума и вибраций во время фотосъемки. И это преимущество со временем снизошло на нет.

Получение доброкачественного снимка возможно в том случае, если светочувствительный материал будет правильно экспонирован 1 .

Экспозицию определяют по формуле

где Е - освещенность, лк;

t - время экспонирования, с.

Величину Е регулируют диафрагмированием и выбором значения относительного отверстия. Для изменения продолжительности выдержки t используются специальные механизмы - затворы.

Затвор - это устройство дозирования продолжительности воздействия света на светочувствительный материал. Затвор представляет собой механизм, служащий для регулирования времени выдержки, т.е. открывания и закрывания объектива на заранее заданное время для пропускания светового пучка через фотообъектив на светочувствительный материал.

Пропускание и перекрытие светового потока осуществляется исполнительным элементом, а ограничение продолжительности его воздействия - управляющим элементом затвора. В зависимости от типа управляющего элемента затворы подразделяются на механические и электронные.

По месту расположения в фотоаппарате затворы подразделяются на фокальные и апертурные, по принципу действия - на шторные и центральные (см. рис.).

Фокальный затвор - это затвор, исполнительный элемент которого расположен вблизи фокальной плоскости объектива перед светочувствительным материалом. Все фокальные затворы по принципу действия - шторные. Шторный затвор устанавливается в зеркальные и дальномерные фотоаппараты, предназначенные для работы со сменной оптикой. Роль световых заслонок в нем выполняют шторки из специальной ткани или тонких металлических пластин. Дозирование света производится с помощью щели между двумя шторками, перемещающимися

относительно фотопленки. При нажатии на спусковую кнопку первая шторка открывает кадровое окно, позволяя свету, прошедшему через объектив, попасть на пленку. Через промежуток времени, называемый выдержкой, вторая шторка закрывает кадровое окно. При перемещении шторок между хвостовым краем первой шторки и передним краем второй образуется щель, при продвижении которой параллельно плоскости кадрового окна последовательно экспонируется каждый участок пленки. Шторки перемещаются относительно пленки с одной скоростью независимо от выдержки; в обычном зеркальном фотоаппарате время перемещения шторок относительно кадрового окна составляет около 10 мс.

Выдержка регулируется путем изменения ширины щели между шторками: чем уже щель, тем меньше выдержка (см. рис.). По мере увеличения ширины щели выдержка увеличивается.

Достоинством шторного затвора является возможность применения сменной оптики и сверхкоротких выдержек до 1/8000 с. К недостаткам относится неоднородность экспозиции по полю кадра. Изображение воспроизводится на фотопленке последовательно от одного края окна до другого (по вертикали или горизонтали), что может стать причиной нарушения формы движущихся объектов.

В связи с ужесточением требований к стабильности работы механизма шторного затвора, независимости его от климатических условий в настоящее время вместо прорезиненных матерчатых шторок стали использовать металлические.

Такой затвор содержит две металлические шторки, которые независимо движутся вдоль короткой стороны кадрового окна. Каждая шторка состоит из трех расположенных рядом узких стальных светонепроницаемых лепестков (ламе-лей). Пара скрещенных фигурных рычагов, соединенных между собой подобно ножницам, имеет несколько поводков, на которые надеты ламели, снабженные отверстиями и пазами (см. рис.). Такие затворы обеспечивают диапазон выдержек от 1/2000 до 1 с.

Ламели образуют две группы. Во взведенном состоянии ламели первой группы развернуты и полностью перекрывают кадровое окно. При этом ламели второй группы собраны в стопку вне кадрового окна. При открытии затвора сначала ламели первой группы собираются в стопку и открывают кадровое окно, затем через некоторый промежуток времени (время выдержки) разворачиваются ламели второй группы и перекрывают кадровое окно. Ламели перемещаются плоскопараллельно сверху вниз с помощью рычажного механизма, соединенного с приводными пружинами. При взводе затвора ламели обеих групп возвращаются в исходное положение.

Апертурные затворы размещаются внутри объектива вблизи диафрагмы. По принципу действия все апертурные затворы центральные.

Центральный затвор имеет лепестки, расположенные внутри объектива между его линзами. Лепестки открывают световое отверстие объектива от центра к периферии подобно ирисовой диафрагме (см. рис.).

Достоинством центральных затворов является более равномерное перекрытие светового потока. Это позволяет при

Конструкция центрального затвора

менять фотовспышки при более коротких выдержках, чем в шторных затворах.

Центральные затворы применяются и в дешевых компактных и в дорогих среднеформатных аппаратах.

Затворы-диафрагмы - особая группа фотографических затворов, у которых функции затвора и диафрагмы объединены в одном механизме с регулированием длительности открытия светового отверстия лепестками специальной формы (см. рис.).

Все затворы имеют следующие основные характеристики: диапазон выдержек, минимальная выдержка и коэффициент полезного действия затвора (КПД), л.

Диапазон выдержки - это стандартизированный ряд числовых значений выдержки в долях секунды и секундах. В современных фотоаппаратах установлен следующий ряд числовых Конструкция

значений выдержек в (с): 4,2, 1,1/2, затвора-диафрагмы

1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125,

1/250 и т. д. Смежные выдержки этого ряда отличаются по длительности в 2 раза.

Минимальная выдержка - есть та минимальная выдержка, которая принята для данного затвора. Она колеблется от 1/500 до 1/2000 с.

Затвор является инерционным механизмом, поэтому при срабатывании он открывает кадровое окно не сразу, а постепенно. Так же постепенно кадровое окно закрывается затвором при окончании экспонирования.

Если бы затвор был безынерционным, т.е. идеальным, ТО ОН бы открывал и закрывал окно мгновенно. Поэтому экспозиции, сообщаемые светочувствительному слою реальным и идеальным затвором, будут разными.

Отношение реальной экспозиции к идеальной называют коэффициентом полезного действия затвора г. КПД центрального затвора при полностью открытом световом отверстии и различных выдержках равен 55-70%, а КПД шторного затвора - 95% и более.