Шторный затвор


Шторный затвор

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 сложный и точный механизм.

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

Содержание

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 величина этого коэффициента приближается к единице (а при процентном выражении — к 100 %), тем совершеннее работает затвор;
  • Точностью и диапазоном выдержек.
  • Степенью искажения изображения;
  • Надежностью 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 надежность 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

Затвор-диафрагма

Центральный затвор, как правило, устанавливается между линзами объектива. 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 счет чего затвор одновременно выполняет роль диафрагмы.

КПД центрального затвора составляет от 0,3 до 0,5, а минимальная выдержка 1/500 с.

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 перед шторными:

  • Не искажают фотографическое изображение эффектами временно́го параллакса.
  • Устойчиво работают на морозе.
  • 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.

Фокально-плоскостной затвор

Фокально-плоскостной завтор.

Фокально плоскостной затвор, так же называемый шторным или шторно-щелевым затвором, представляет собой пару шторок (из прорезиненной ткани или металлических ламелей) со щелью между ними, регулируемой по ширине. Затвор приводится в действие системой пружин или электродвигателем.

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 две шторки движутся вместе, а время экспозиции регулируется шириной щели между ними. Перед началом съемки следующего кадра затвор взводится заново, вернув шторки в исходное положение.

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 прочих равных 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).

Шторный затвор монтируется в непосредственной близости от фотоматериала и во время выдержки по мере передвижения щели вдоль кадра последовательно освещает его.

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

Временной параллакс вызванный фокально-плоскостным затвором.

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 съемке. Это явление называется временной параллакс.

На морозе шторный затвор из прорезиненной ткани работает недостаточно точно, так как прорезиненная шторка теряет эластичность.

Если шторный затвор плохо отрегулирован, скорость движения шторки может увеличиваться к концу экспонирования, она может двигаться рывками, поэтому экспозиция изображения может оказаться неравномерной.

В старых фотокамерах взвод шторного затвора осуществлялся специальным рычагом 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 электро-механических, как правило, механически отрабатывается лишь одна (реже две[1]) наикратчайшая выдержка. Весь диапазон остальных выдержек реализуется за счёт придерживания второй шторы электромагнитом. Другими словами, полноценно электро-механический затвор может работать лишь при работоспособных элементах питания, в то время как механический от них независим.

Особенности работы со вспышкой

Конструкция шторного затвора позволяет регулировать выдержку изменяя время между прохождением первой шторки (затвор открылся) и второй шторки (затвор закрылся). Однако из-за того, что скорость движения шторок ограничена, на коротких выдержках вторая шторка начинает движение когда первая еще находится в движении. Таким образом, вместо одновременной экспозиции всей площади кадра, как это происходит на длинных выдержках, на более коротих по кадру пробегает щель между двумя движущимеся шторками и количество попавшего на кадр света задается шириной этой щели.

Из-за этой особенности работы шторного затвора на коротких выдержках, при использовании совместно с фотовспышкой необходимо учитывать, что загорание лампы вспышки должно происходить в тот момент, когда вся поверхность светочувствительного элемента открыта свету (поскольку световой импульс современной вспышки очень короток: ≈1/1250 с[2]). Минимальная выдержка, при которой это условие еще выполняется, называется выдержкой синхронизации, x-sync или flash-sync. 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 моделях фотоаппаратов Зенит выдержка синхронизации составляла 1/30 с. 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 «растянутый» по времени (а значит менее яркий, так как энергия импульса остаётся той же), что позволяет получить полностью освещенный кадр даже на очень коротких выдержках (вплоть до 1/4000 — 1/8000), однако приводит к уменьшению КПД работы вспышки из-за падения мгновенной мощности её излучения.

Основная статья «Выдержка синхронизации».

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.

При синхронизации по второй шторке вспышка срабатывает перед закрытием затвора (незадолго перед началом движения второй шторки), поэтому вначале слабо экспонируется движение без вспышки, и лишь потом объект полностью освещается, что соответствует зрительному восприятию движения объекта, оставляющего позади себя след.

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 нее.

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 освещенности в данном участке кадра.[3].

Примечание: термин Электронный затвор часто используется вместо термина Электронно управляемый механический затвор.

Применение затворов в современных фотоаппаратах

В большинстве современных фотоаппаратов используется электронное управление затвором и высокоскоростные электроприводы, т. е. фотографу не требуется выполнять каких-либо операций по взведению затвора. В механических пленочных камерах взведение затвора обычно объединено с перемоткой пленки на следующий кадр, однако в некоторых старых и дешёвых моделях (например, в советской «Смене») для этого использовался отдельный рычажок. Спуск (открытие) затвора происходит по команде фотографа при нажатии на «главную» (а во многих любительских камерах и единственную) кнопку или с помощью программного механизма — например, автоспуска.

В современных автоматических камерах кнопка спуска не имеет механической связи с затвором и инициирует целый пакет различных автоматических процессов, включая измерение освещённости, наведение на резкость и т. п. В дешёвых камерах их выполнение может потребовать заметного времени, в связи с чем возникает т. н. «затворный лаг» — реальное открытие затвора происходит с задержкой, что не позволяет успешно снимать динамичные сцены. Затворный лаг особенно характерен для потребительских цифровых камер.

В некоторых наиболее примитивных моделях современных цифровых камер затвор отсутствует, изображение проецируется на матрицу непрерывно, а статическое изображение требуемой яркости получается в результате микропроцессорной обработки. В специальных фотоаппаратах используются особые конструкции затворов, в том числе для высокоскоростной съёмки. В кинокамерах затвор является частью обтюраторного механизма.

В зеркальных камерах обычно предусматривается режим полностью ручного управления временем открытия затвора — т. н. выдержка «от руки» или bulb. В этом режиме затвор не только открывается, но и закрывается по команде фотографа (после отпускания кнопки спуска или по повторному нажатию на неё). Как правило, это необходимо для обеспечения длительных выдержек (секунды, минуты, часы), камера при этом устанавливается на штативе, чтобы избежать шевелёнки.

См. также

Примечания

  1. Например, камера Leica M7, имея электро-механический затвор, отрабатывает две механических выдержки даже при отсутствии элементов питания: 1/60 и 1/125 с
  2. (рус.) Описание фотовспышки Pentax AF-540FGZ.
  3. описание WDR камеры Pelco CCC5000 Pixim
  • Яштолд-Говорко В. А. Фотосъёмка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.
  • Тамицкий Э. Д., Горбатов В. А. Учебная книга по фотографии. М., «Легкая индустрия», 1976
  • Кулагин, С. В. Фотографический затвор // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Затвор-диафрагма // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Щепанский, Г. В. Затвор с электронным управлением // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Яковлев М. Ф. Учись фотографировать. М., «Искусство», 1977.
  • Яковлев М. Ф. Ремонт фотоаппаратов. Изд. 2-е. М., «Искусство», 1965.

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Шторный затвор" в других словарях:

  • шторный затвор — Фокальный затвор, исполнительный элемент которого выполнен из двух шторок, движущихся прямолинейно от одной стороны кадра до противоположной. [ГОСТ 18836 83] Тематики фотоаппараты, объективы, затворы EN curtain shutter DE Schlitzverschluss FR… …   Справочник технического переводчика

  • Шторный затвор —         шторно щелевой затвор, фокальный Фотографический затвор с двумя светонепроницаемыми заслонками шторками, между которыми образуется щель переменной ширины. Иногда Ш. з. содержит одну шторку с прорезанной в ней щелью …   Большая советская энциклопедия

  • ШТОРНЫЙ — ШТОРНЫЙ, шторная, шторное. прил. к штора и к шторка. Шторные шнуры. Шторный затвор (в фотографическом аппарате). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • затвор с матерчатыми шторками — Шторный затвор, шторки которого выполнены из светонепроницаемой ткани. [ГОСТ 18836 83] Тематики фотоаппараты, объективы, затворы EN cloth curtain shutter DE Tuchschlitzverschluss …   Справочник технического переводчика

  • затвор с металлическими шторками — Шторный затвор, шторки которого выполнены из гибкого металла. [ГОСТ 18836 83] Тематики фотоаппараты, объективы, затворы DE Metallrolloschlitzverschluss …   Справочник технического переводчика

  • Затвор (фото) — Затвор фотографический  устройство, используемое для перекрытия светового потока, проецируемого объективом на фотоматериал (например, фотоплёнку) или фотоматрицу (в цифровой фотографии). Путем открытия затвора на определенное время выдержки… …   Википедия

  • Затвор фотографический — Затвор фотографический  устройство, используемое для перекрытия светового потока, проецируемого объективом на фотоматериал (например, фотоплёнку) или фотоматрицу (в цифровой фотографии). Путем открытия затвора на определенное время выдержки… …   Википедия

  • ЗАТВОР — (1) устройство, приспособление или элемент для полного млн. частичного перекрытия либо для ослабления потока чего либо (рабочей среды, света, оружия); (2) З. гидротехнический подвижная конструкция (из металла, железобетона, дерева) для закрывания …   Большая политехническая энциклопедия

  • шторный — ая, ое. 1. к Штора и Шторка. Ш. шнур. Ш ая ткань. 2. Имеющий шторку (2 зн.), со шторкой. Ш. затвор фотоаппарата …   Энциклопедический словарь

  • шторный — ая, ое. 1) к штора и шторка. Што/рный шнур. Ш ая ткань. 2) имеющий шторку 2), со шторкой. Што/рный затвор фотоаппарата …   Словарь многих выражений


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.