Шторный затвор. Затвор фотокамеры. Как с этим теперь жить
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.
Фокальный затвор горизонтального хода
Вспышка может быть запущена в тот момент, когда оба занавеса были полностью открыты. Это полностью открытое время с нулевым временем делает продолжительность экспозиции временем прохода при открытии занавеса. Это также делает одно время прохождения штор, равным максимальной скорости синхронизации по определению. Таким образом, более быстрые механизмы движущихся затворов - это то, что также создает более быструю максимальную синхронизацию, являющуюся максимальной скоростью, которую затвор затвора можно полностью открыть для вспышки.
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.
Максимальная скорость синхронизации фокусного затвора
Современные жалюзи перемещают короткий размер по вертикали вниз по раме, чтобы быть быстрее, чем перемещаться по более длинному размеру рамы. Для тех, кто интересуется цифрами максимальной скорости синхронизации затвора с фокальной плоскостью. Перед датчиком камеры установлены две шторки затвора фокальной плоскости. Первая занавеска обычно закрыта, а вторая занавеска обычно открыта, и эта сумма вообще не освещена. Никон называет их передним и задним занавесом. Канон называет их Первым и вторым занавесом.
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.
Это поворотные свертывающие шторы, похожие на старые оттенки окна. Ранние камеры использовали тканевые шторы, сегодня тонкая занавеска из титановой фольги используется для долговечности. На кнопке спуска затвора первая занавеска открывается, втягиваясь для перемещения по раме. В первый момент это обеспечивает только передний край кадра, а остальная часть кадра темная, но которая светится после того, как затвор движется, чтобы открыть больше. Части кадра все еще получают свет до тех пор, пока закрывающий затвор не пройдет мимо них.
Но полностью открытая позиция должна подождать немного дольше 0, чтобы пропустить максимальную ожидаемую длительность вспышки. Но в значительной степени максимальная скорость синхронизации также является временем движения одного занавеса. Более быстрая скорость затвора не может включать полностью открытый момент для передачи вспышки. Более быстрые шторки затвора обеспечивают более быструю синхронизацию.
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:
Шторно-щелевые фокальные затворы
Максимальная скорость синхронизации - это время экспозиции, необходимое для того, чтобы первая занавеска полностью открылась, поскольку любое меньшее воздействие означает, что вторая занавеска уже начала закрываться. Для более быстрой выдержки затвора вторая занавеска начинает закрываться до того, как первая занавеска полностью откроется.
Принцип работы шторного затвора
Для более длинных выдержек, скажем, одна секунда экспозиции, вторая занавеска просто ждет одну секунду, прежде чем начать закрывать. Затвор полностью открыт все это время. Искажение объектов: Но передняя кромка экспонируется раньше времени, чем задняя кромка, при которой быстрые скорости затвора могут искажать движение, захваченное за это время. Передняя и задняя кромки подвергаются одинаковой длительности, но в несколько разные моменты времени.
Матрица или пленка не видна, так как полностью закрыта зеркалом, которое позволяет видеть в видоискателе точную картинку из объектива.
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.
За занавеской задней занавески следует за передним занавесом. Кадр никогда не открывается полностью. Это обеспечивает только узкую ширину открытой щели. Вспышка не может работать, потому что кадр никогда не открывается полностью, чтобы передать его. Общее движение движения занавеса занимает больше времени, чем экспозиция от узкой щели, но фактическое время экспозиции - это время открытой щели над любой областью.
Преимущество затворов фокальной плоскости: тот же замечательный механизм точности перемещает как шторы, создавая и перемещая виртуальную узкую щель открытия по раме с фиксированной скоростью, чтобы обеспечить точную быструю экспозицию под этой щелью. Есть действительно хорошие причины, по которым лучшие камеры обеспечивают затвор фокальной плоскости.
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:
Различные переменные передачи и пружины для выбора скорости затвора больше не нужны или не используются. Независимо от скорости затвора скорость хода редукторного двигателя двух штор всегда находится на одной фиксированной скорости от одного двигателя, который может быть сделан очень точным и постоянным. Значение скорости затвора - это всего лишь время между запуском двух занавесок, что в современных камерах с процессорами выполняется с помощью таймера с кристальным часовым механизмом, очень точным. Но эта скорость двигателя фактически не контролирует время экспозиции. . Недостатки затворов фокальной плоскости.
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 ).
Насколько быстро максимальная скорость синхронизации вспышки?
Однако две занавески имеют более высокую скорость затвора, так что экспозиции различных частей рамы под этой подвижной щелью происходят в несколько разных временах. Недостатком вспышки является то, что при этих более высоких скоростях затвора открытие затвора происходит только под этим узкая щель. Мгновенная вспышка затем освещает то, что находится под этой узкой щелью в тот момент, а остальная часть кадра не подвергается воздействию вспышки. Поэтому мы можем использовать только вспышку со скоростью затвора достаточно медленно, чтобы весь кадр был открыт одновременно, чтобы позволить быстрой вспышке выставить полную область кадра. Это очень маленькая проблема в помещении, где мы используем вспышку, потому что окружающая среда тускнеет и не вызывает никакого размытия. Это может быть проблемой для вспышки в ярком окружении, таком как солнечный свет, поскольку камера с затвором фокальной плоскости с использованием вспышки обычно не позволяет установить скорость затвора быстрее, чем максимальная скорость синхронизации. Вспышка относительно почти мгновенная, но ее необходимо синхронизировать, когда она срабатывает, когда затвор полностью открыт.
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.
Как с этим теперь жить
Для затворов фокальной плоскости максимальная скорость затвора, при которой полный кадр полностью открыт в любой момент времени, называется максимальной скоростью синхронизации. Синхронизация вспышки невозможна, если скорость затвора фокальной плоскости выше этого предела.
Некоторые камеры используют листовые жалюзи в каждом объективе или электронные жалюзи в некоторых чипах датчиков камеры, и они могут синхронизироваться быстрее, чем затворы фокальной плоскости. Максимальная скорость синхронизации для затвора фокальной плоскости связана с тем, насколько быстро занавес может перемещаться по раме, в положение «Полностью открытое».
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.
Максимальная скорость синхронизации обычно не является проблемой скорости, поскольку вспышка работает быстрее, поэтому максимальная скорость синхронизации отлично. Замедление скорости - это яркая окружающая среда дневного света, неспособная использовать более высокую скорость затвора. Даже в ручном режиме камеры камера не позволит вам выбирать эти быстрые скорости затвора, если она знает, что вспышка присутствует. Разумеется, нет причин для этого, кроме как показать проблему здесь.
Исторически в далеком прошлом единственный способ обойти эту проблему синхронизации с более быстрым затвором - использовать специальную вспышку, которая горит дольше и остается полностью освещенной дольше, поскольку полное время движения затвора - больше похоже на непрерывный свет для продолжительности затвора.
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.
Вспышки заработали несколько миллисекунд, чтобы полностью разжечься и стать яркими, поэтому их нужно было запустить до затвора, и затвор должен был ждать, пока они станут яркими. У ламп накаливания также были номера направляющих на упаковке. Ограничение скорости затвора для максимальной скорости синхронизации действительно не имеет большого значения для вспышки в помещении. Вспышка очень быстрая, поэтому при уменьшенном освещенности меньше значения скорости затвора, вспышка быстрее. Тусклый экстерьер слишком тусклый, чтобы размывать движение, наблюдаемое медленным затвором, и в помещении мы можем открыть диафрагму настолько широко, насколько хотелось бы, не заботясь о перенапряжении окружающей среды.
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.
Но эта максимальная скорость синхронизации становится гораздо более серьезной проблемой при использовании заливки во ярком солнце. Частота света очень быстрая в тусклом свете, без окружающей среды, чтобы размывать что-либо, но яркое солнце непрерывно, а не быстро.
Желательное мышление, но наша мечта состоит в том, что если бы мы могли увеличить скорость затвора, мы могли бы открыть диафрагму, уменьшенную глубину резкости или эквивалентную экспозицию для дневного света, которая позволяет режиму обычной вспышки работать на более низком уровне мощности, не затрагивая ни воздействие. Или, более быстрая скорость затвора может помочь вспышке «одолеть» солнце, уменьшая солнце, не влияя на вспышку - если бы мы могли, но мы не можем. Мы против максимальной стены скорости синхронизации затвора.
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:
Но они одинаково влияют как на вспышку, так и на солнце, поэтому они не изменяют баланс между мощностью вспышки и солнцем. Вспышка в ярком солнце - это особый случай. Скорость синхронизации вспышки - это только проблема на ярком солнце. Это неважно в свете света, где нам нужна вспышка. Сегодня ситуация лучше, чем когда-либо прежде.
Одним из способов обхода солнечного света является недоэкспонирование солнечного света на пару остановок, поэтому вспышка может остановить движение, не затуманивая его снова. Вспышка становится основным светом вместо заполнения. Спортивному действию нравится это, это все равно подчеркивает предмет. Светодиод быстрее, чем затвор, и уменьшение воздействия солнца приводит к меньшему размытию действия. А скорость света - это способ съемки высокой скорости.
- 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.
Несколько факторов путаницы, которые не меняют основ. Легко также использовать эту функцию как недорогой электронный затвор вместо более дорогого механического затвора. Но время, когда оно включено, может быть синхронизировано и использоваться как затвор. Однако, без защитного покрытия, также охватывающего чип, это дополнительное накопление света может вызвать вспышку, называемую цветением. Быстрая электронная выдержка затвора предоставляет изображение, но вспышка вызвана большей продолжительностью медленного механического затвора, в то время как чип не закрыт, но не защищен от солнца. Лучший затвор фокальной плоскости считается очень большим плюсом по нескольким причинам, однако самая быстрая скорость синхронизации со вспышкой не является одной из ее функций. Однако с помощью этих электронных жалюзи, если вы можете сломать связь, чтобы обмануть камеру, чтобы она не распознала вспышку, тогда прошивка камеры не будет ограничивать скорость затвора вообще.
- 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.
Загрузка...
