Фотообладнання Урок 6 Фотозатвори, їх призначення та конструктивні особливості. Центральний, шторно-щільовий та ламельні затвори.

Фотографічний затвор – це механізм, призначений для точного дозування часу освітлення світлочутливого шару в процесі фотографічної зйомки.

Час, протягом якого світло діє на фотоматеріал, називається видержкою

Центральний затвор

Центральний затвор, як правило, встановлюється між лінзами об'єктива або безпосередньо за задньою лінзою. Він являє собою ряд тонких сегментів, що приводяться в дію системою пружин і важелів. При експонуванні сегменти відкривають отвір об'єктива симетрично щодо його центру і, отже, відразу висвітлюють поверхню світлочутливого елемента.

Фокальний (шторно-щільовий) затвор складається з двох світонепроникних шторок (відкриває і закриває), розташованих перед кадровим вікном, і механізму, що приводить їх в рух. При заводі механізму затвора обидві шторки одночасно переміщаються без світлової щілини між ними, причому одна з них повністю закриває кадрове вікно, ізолюючи плівку від світла. Після натиску на спускову кнопку відкриваюча шторка приходить в рух, переміщаючись паралельно кадровому вікну. Через деякий час після початку руху шторки між їх кінцями утворюється щілина і світло потрапляє на світлочутливий шар плівки. З деяким запізненням, залежних від встановленої витримки, починає рух друга шторка, що закриває кадрове вікно, в результаті чого експонування плівки припиняється. Витримка такого затвора залежить від швидкості переміщення шторок і від ширини щілини між ними.

Ламельний затвор являє собою набір тонких металевих пластинок, скріплених між собою особливим чином. Рух щілини може бути, як уздовж довгої, так і вздовж короткої сторони кадрового вікна.

 

Ламель - тонка металева пластина, яка є елементом світлонепроникною заслінки фотозатвора.

 По конструкції ламельні затвори поділяються на два типи

- віялові, з ламелями, закріпленими на загальній осі,

- шторні, в яких ламелі зібрані в розсувну стопку.

Віяловий ламельний затвор - різновид центрального затвора,

шторний ламельний затвор - результат вдосконалення класичного шторного затвора.

Набагато більше поширені шторні ламельні затвори. В них також використовуються дві групи ламелей - нижня і верхня. При зведеною пружині затвора нижня група знаходиться в розгорнутому стані і перекриває кадрове вікно, верхня група - в складеному стані. При натисканні на кнопку спуску під впливом важеля ламелі нижньої групи складаються за нижньою кромкою кадрового вікна в стопку, повністю відкриваючи шлях світловому потоку. По закінченні засвічення, яка визначається встановленим часом витримки, кадрове вікно перекривається що розгортаються зі стосу ламелями верхньої групи. При цьому ламелі пересуваються строго вертикально, а між собою з'єднуються тонкими шарнірними зчленуваннями.

Фокальний затвор

Фокальний затвор, як показує назва, розташовується поблизу фокальної площини, тобто безпосередньо перед світлочутливим матеріалом. За принципом дії фокальні затвори зазвичай відносяться до шторкових (шторково-щілинним). Такий затвор являє собою пару шторок ( з прогумованої тканини або тонких металевих ламелей). Затвор приводиться в дію системою пружин або електродвигуном.

 

Миттєвий затвор розробив і побудував вітебський фотограф С. А. Юрковський в 1882 році, опис якого опублікував у журналі «Фотограф» (№ 4 за 1883 рік) і демонстрував на Московському з'їзді фотографів. Випуск вдосконаленої конструкції, що отримав назву шторково-щілинного замка, за згодою Юрковського був налагоджений в Англії, а потім, з невеликими змінами, у Німеччині.

В зведеному стані фотоматеріал перекритий першою шторкою. При спуску затвору вона зсувається під впливом пружини, відкриваючи шлях світловому потоку. Після закінчення встановленого часу експозиції світловий потік перекривається другою шторкою. На коротких витримках другий шторка починає рух ще до того, як перша повністю відкриє кадрове вікно. Щілина, що утворюється між шторками, пробігає вздовж кадрового вікна, послідовно висвітлюючи його. Тривалість витримки визначається шириною щілини. Перед початком зйомки наступного кадру затвор зводиться заново, при цьому шторки повертаються у вихідне положення таким чином, що щілина між ними не утворюється.

Затвор може бути з вертикальним або горизонтальним ходом шторок. Горизонтальний хід, як правило мають затвори з прогумованими шторками, вертикальний — з ламелями. У разі 35-мм фотокамер затвор з вертикальним ходом дозволяє при рівній лінійної швидкості руху шторок отримати в 1,5 рази більш коротку витримку синхронізації (див. нижче), оскільки прохідний шторами шлях в 1,5 рази коротше (24 мм замість 36 мм у затворів з горизонтальним ходом).

ККД шторного затвора доходить до 0,95, а мінімальна витримка досягає 1/12000 с (Minolta 9 і 9xi).

При зйомці швидко рухомих об'єктів шторковий затвор спотворює їх зображення. Зображення, в залежності від напрямку руху об'єкта по відношенню до фотоапарата, трохи звужується по ширині, або верхні частини зображення трохи зміщаються по відношенню до нижніх. Такі спотворення слабо помітні і не грають ролі при звичайному фотографуванні. Але їх треба враховувати при технічній або науковій зйомці. Це явище називається часовий паралакс.

На морозі шторковий затвор з прогумованої тканини може працювати недостатньо точно і навіть повністю відмовляти, тому що шторки втрачають еластичність.

Шторковий затвор вимагає ретельного регулювання, так як рівномірність експозиції по площі кадру напряму залежить від рівномірності та узгодженості ходу шторок. Конструкція ж шторкового затвора може бути відносно проста, як, наприклад, класичний затвор О. Барнака, широко застосовувався на камерах Leica і багатьох інших в усьому світі, включаючи радянські ФЕД, «Зоркий», «Зенит» і «Ленинград».

У старих фотокамерах взвод шторного затвора здійснювався спеціальним маховичком або важелем (курком) разом з перемоткою плівки. У сучасних апаратах обидва ці процеси виконують електродвигуни. У механічних версіях затворів цього типу витримки відпрацьовуються механічно (натяг пружин і т.п.). В електромеханічних, як правило, механічно відпрацьовується лише одна (рідше дві) найкраща витримка. Весь діапазон інших витримок реалізується за рахунок притримування другої шторки електромагнітом. Іншими словами, повноцінно електромеханічний затвор може працювати лише на працездатних елементах живлення, в той час як механічний від них незалежний.

Електронний затвор

Електронні затвори застосовуються в сучасній цифровій фототехніці, і являють собою не окремий пристрій, а принцип дозування експозиції цифровою матрицею. Витримка визначається часом між обнуленням матриці і моментом зчитування інформації з неї.

Застосування електронного затвора дозволяє досягти більш коротких витримок (у тому числі і витримки синхронізації зі спалахом) без використання більш дорогих високошвидкісних механічних затворів.

З недоліків електронного затвора можна виділити спотворення зображення, викликане послідовним читанням з кожної комірки матриці, а також підвищеною ймовірністю виникнення блюмінга (наприклад, при попаданні в кадр сонця).

Крім того, випускаються матриці, що мають індивідуальний електронний затвор в кожному пікселі. У цьому варіанті здійснюється налагодження оптимального часу експозиції для кожного пікселя в залежності від рівня освітленості в даній ділянці кадру. 

Примітка: термін Електронний затвор часто використовується замість терміна Електронно керований механічний затвор.