3. Затвор

Фотографический затвор - устройство, с помощью которого при съемке обеспечивается продолжительность воздействия (выдержка) световых лучей на фотоматериал.

По принципу действия затворы подразделяются на шторные и центральные. По месту расположения - на фокально-плоскостные (фокальные) и апертурные.

На простых фотоаппаратах можно встретить затворы дисковые (типа обтюратора или сектора), расположенные за последней линзой объектива, и гильотинные (типа планки с вырезом) - возле кадрового окна.

Центральный затвор имеет отсекатели света, расположенные непосредственно возле оптического блока объектива или между, его линзами. Светонепроницаемые лепестки открывают световое отверстие объектива от центра к периферии, подобно ирисовой диафрагме (рис. II.9).

Рис. II.9. Некоторые типы центральных затворов; 1 - с отсекателями света одностороннего реверсивного действия; 2 - с отсекателями света двустороннего реверсивного действия; 3 - с отсекателями, выполняющими функции затвора и диафрагмы; 0 - ограничитель раскрытия отсекателей

В центральном затворе при нажатии спусковой кнопки лепестки начинают расходиться, образуя световое отверстие с центром, расположенным на оптической оси. При этом на всей площади кадра возникает световое изображение. По мере расхождения лепестков освещенность возрастает, а затем, по мере их возвращения в исходное положение, убывает до нуля.

Принцип действия центрального затвора обеспечивает высокую равномерность освещенности получаемого изображения, что имеет особое значение при съемках на обращаемые и цветные фотопленки. Кроме того, такой затвор позволяет применять импульсные источники света практически при любых выдержках.

Конструкции центральных затворов различны. Например, на фотоаппаратах типа "Смена", "Вилия", "Сокол" установлен затвор с лепестками одностороннего реверсивного действия. Двигаясь в одну сторону, они открывают световое отверстие, а возвращаясь, закрывают его. Наиболее короткие выдержки не менее ¹/₅₀₀ с.

Более короткие выдержки дает программный затвор, установленный на фотоаппаратах "ФЭД-Микрон", "Микрон-2". Лепестки этого затвора выполняют одновременно функции отсекателей света и лепестков диафрагмы. Если по условиям съемки достаточно малого отверстия диафрагмы, то отсекатели расходятся на некоторый угол меньше максимального, а затем вновь закрывают световое отверстие. Такая конструкция позволяет получать выдержки До ¹/₈₀₀ с, в сочетании с наименьшим относительным отверстием.

Шторный затвор имеет отсекатели в виде шторок, ламелей или заслонок, расположенных непосредственно у поверхности фотоматериала (рис. II.10).

Рис. II.10. Принципиальная схема шторного затвора: 1 - приемная катушка; 2 - ось мерного валика; 3 - палец мерного валика; 4 - зуб; 5 - зубчатое колесо; 6 и 6′ - шкивы; 7 - барабан; 8 - шторки; 9 и 10 - гильзы; 11 - зубчатое колесо-ограничитель; 12 - тормозная защелка; 13 - диск с короткой и длинной шпильками; 14 - головка установки выдержек; 15 - диск с двумя шпильками; 16 - диск с отверстием для короткой шпильки

В исходном положении изображение получается на поверхности шторок. В момент съемки шторки перемещаются вдоль или поперек кадрового окна одна за другой с определенным отставанием во времени. Через щель между задней кромкой, открывающей шторки, и передней кромкой, закрывающей шторки, происходит экспонирование фотоматериала. Продолжительность действия света на фотоматериал, т. е. выдержка, зависит от скорости перемещения шторок и от ширины щели между ними.

Изображение воспроизводится на фотоматериале последовательно от одного края кадрового окна до противоположного. Это обусловливает некоторые особенности при съемке подвижных объектов.

При взводе затвора усилие передается через зубчатую передачу на ось фрикциона приемной катушки 1 и на ось мерного валика 2. Палец мерного валика 3 давит на зуб 4 и заставляет поворачиваться зубчатые колеса, расположенные под ним. На оси зубчатого колеса 5 расположены шкивы 6 и 6′, барабан 7 и ряд деталей, обеспечивающих длительность выдержки при съемке. Вращение шкивов и барабана обусловливает одновременное перемещение шторок 8 без образования щели между их металлическими торцевыми накладками - борками. При этом тесемки закрывающей шторки сматываются с гильзы 9, а открывающая шторка сматывается с гильзы 10, и расположенные внутри гильз пружины закручиваются. Движение всех деталей прекращается, когда зубчатое колесо 11 провернется до расположенного под ним упора, а тормозная защелка 12 заскочит за выступ на диске 13. Головка установки выдержек 14 жестко связана с диском 15, имеющим две шпильки - короткую и длинную. Поднимая и поворачивая головку выдержек, переставляют короткую шпильку из одного отверстия в другое диска 16, в зависимости от величины выдержки, которую нужно получить.

При спуске затвора диск 4 с зубом несколько опускается, зуб выходит из зацепления с пальцем мерного валика, и зубчатые колеса 5 и 11 получают возможность свободного вращения. Пружины в гильзах 9 и 10 стремятся раскрутиться и тянут обе шторки. Но барабан, на котором навернута закрывающая шторка, вращаться не может, так как он жестко связан с диском 13, застопоренным тормозной защелкой. Шкивы ничем не удерживаются, и навернутые на них тесемки получают возможность сматываться. Открывающая шторка начинает перемещаться, наматываясь на гильзу 10. Одновременно происходит вращение дисков 15 и 16. В некоторый момент времени длинная шпилька, находящаяся на диске 15, своим концом отводит тормозную защелку, отпускает диск 13 и связанный с ним барабан. С этого момента начинается движение закрывающей шторки, тесемки которой наматываются на шкивы гильзы 9. Величина запаздывания этой шторки после начала движения открывающей шторки определяет ширину щели между борками, т. е. выдержку.

Шторный затвор позволяет применять различные сменные объективы. Он обеспечивает выдержки до ¹/₁₀₀₀ с и короче, но по равномерности засветки площади кадрового окна уступает центральным затворам. Использование импульсных источников света при шторном затворе возможно только при таких выдержках, при которых ширина щели соответствует полному открытию кадрового окна. У большинства фотоаппаратов такими выдержками являются ¹/₃₀, с, а на более современных - ¹/₆₀ и даже ¹/₁₂₅ с.

Последовательное экспонирование по площади кадра через щель может быть причиной некоторого нарушения формы изображения движущихся объектов. Так, если направление движения изображения объекта (допустим автобуса) совпадает с направлением движения щели, то при недостаточно короткой выдержке на негативе автобус получится "растянутым", а при встречном направлении движения - "укороченным". При перемещении щели в вертикальном направлении нарушится прямоугольность форм. Но такие искажения в большинстве случаев бывают столь незначительны, что остаются незаметными.

Ширина щели и скорость ее перемещения задается механизмом установки выдержки вручную или автоматически.

ГОСТ установил следующий ряд выдержек в секундах... 4, 2, 1, ¹/₂, ¹/₄, ¹/₈, ¹/₁₅, ¹/₃₀, ¹/₆₀, ¹/₁₂₅, ¹/₂₅₀, ¹/₅₀₀, ¹/₁₀₀₀ и т. д. Смежные выдержки этого ряда отличаются по длительности вдвое. Кроме автоматических выдержек, отрабатываемых механизмом затвора, на шкале обозначается выдержка "В". При установке такой выдержки нажатие спусковой кнопки приводит к открытию затвора на время, пока нажата кнопка, т. е. выдержка осуществляется "от руки".

Как всякий механизм, затвор имеет коэффициент полезного действия. Величина кпд затвора выражается отношением количества световой энергии, фактически пропущенной затвором за время выдержки, к количеству, которое затвор может пропустить теоретически при тех же условиях. Чем короче выдержка, тем ниже кпд. В среднем у центральных затворов он равен 60÷80%, а у шторных - 90÷95%.

Равномерность экспозиции по площади кадра обеспечивается: центральным затвором - на 90 - 95%, шторным затвором - на 50 - 70% и выше.

Автоспуск - анкерный механизм о пружинным приводом, предназначенный для автоматического срабатывания затвора через определенный интервал времени после включения автоспуска.

Автоспуск имеет ходовой механизм с рабочей пружиной, редуктором и анкерный замедлитель. Ось пружины кинематически связана с толкателем, который осуществляет пуск механизма затвора через 9 - 15 с после его включения. Применяется в случаях, когда необходим какой-то интервал времени от момента нажатия спусковой кнопки до момента срабатывания затвора.

Синхроконтакт - устройство в механизме затвора, с помощью которого включаются импульсные источники света в определенный момент работы затвора. Импульсные источники света подразделяются на одноразовые лампы-вспышки и газоразрядные импульсные лампы многократного действия.

При работе с одноразовой лампой-вспышкой зажигание лампы требуется включить примерно на 0,05 с раньше, чем полностью откроется кадровое окно фотоаппарата. Для этого предназначен контакт "М". Фотоаппараты с приспособлениями для использования электронных фотовспышек имеют бескабельное соединение лампы-вспышки с синхроконтактом. Контакт для их подсоединения находится в клемме для установки приспособлений или непосредственно в гнезде для установки лампы.

Для импульсной газоразрядной лампы, полное время свечения которой составляет примерно 0,002 с, упреждение практически не требуется. Для ее включения предназначен контакт "X". При шторных затворах газоразрядным импульсным осветителем целесообразно пользоваться только при тех выдержках, когда кадровое окно оказывается полностью открытым (¹/₃₀ - ¹/₁₂₅ с).

Фотоаппараты "Зоркий-5" и "Зоркий-6" имеют раздельные контакты "Х" и "М". Фотоаппараты "Зоркий-4", "Зенит-Е" - регулируемые контакты, а "Смена", "Киев-4" и ряд других - только контакт "Х".