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

Что такое затвор у фотоаппарата

Фотографический затвор — это устройство для регулирования выдержки, то есть длительности воздействия света на фотоматериал или матрицу фотоаппарата. Один из двух основных инструментов управления экспозицией. В киносъёмочном аппарате роль фотозатвора выполняет обтюратор.

Основной задачей затвора является работа в паре с диафрагмой. В этой паре затвор отвечает за выдержку, которой дозируется свет на матрицу, или пленку фотоаппарата. Ламельные фокальные затворы современных цифровых зеркальных камер имеют потрясающую надежность, но при этом менее ремонтопригодны, по сравнению со своими старшими братьями, шторными затворами. У шторных затворов помимо дешевизны и ремонтопригодности было еще одно преимущество – они издавали меньше шума и вибраций во время фотосъемки. Но это преимущество со временем снизошло на нет. Подробнее – ниже.

Классификация затворов

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 от первой культовой “Лейки” Оскара Барнака, и до начала двухтысячных годов (дольше всего использовалось в фотоаппаратах СССР).

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. Ресурс затвора шторных  матерчатых затворов, к тому же, очень мал.

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. Ресурс ламельного затвора в разы выше шторных матерчатых.

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

На фото выше – ламельный затвор вертикального хода Canon 40D.

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.

Другие затворы

В силу специфики сайта, пока не рассматриваем следующие затворы:

Барабанный щелевой затвор

Используется в панорамных фотоаппаратах специальной конструкции. В этом случае фотоплёнка, огибающая цилиндрический барабан, экспонируется движущейся мимо неё щелью в стенке вращающегося барабана с объективом (фотоаппараты Горизонт)

Обтюраторный затвор

Обтюраторный затвор имеет такое же устройство, как и дисковый однолопастный обтюратор: вращающийся вблизи фокальной плоскости металлический диск с секторным вырезом.

Веерный затвор

Многослойные секторные шторки затвора, как и обтюратор, поворачивались вокруг общей оси, что позволяло им складываться в сравнительно узкий пакет или раскладываться в виде веера. Такое устройство технологичнее ламельного затвора, поскольку исключает сложный в изготовлении паралелограммный рычажный механизм перемещения шторок (Киев-10, Киев-15).

Затворы с раздельным приводом шторок

Одним из недостатков большинства первых фокальных затворов была необходимость закрывать объектив во время его взвода, поскольку в этот момент щель между шторками не перекрывалась. Проблема была устранена в затворе малоформатных фотоаппаратов «Leica», массовый выпуск которых налажен в 1925 году. Впервые конструкция использованного в них затвора предложена для крупноформатных камер ещё в 1893 году, а реализована 16 лет спустя в английских зеркальных фотоаппаратах «Minex». Затвор нового типа состоял из двух независимых друг от друга шторок с индивидуальными пружинами.

Щель между ними образовывалась за счёт разницы времени начала движения, а при взводе затвора шторки смыкались, надёжно предохраняя фотоплёнку от засветки. Удачная кинематика затвора упрощала его сопряжение с механизмом протяжки плёнки, делая всю конструкцию фотоаппарата компактной. Шторный затвор фотоаппаратов “Зенит” – тому пример.

Апертурный затвор

Hасполагается между линзами объектива в плоскости вблизи апертурной диафрагмы, из-за чего и получила своё название. Особенностью таких затворов является одновременное и равномерное экспонирование всей площади кадра, не зависящее от точности настройки механизма (объективы Hasselblad).

Центральный затвор

Разновидность апертурного затвора, заслонки которого при срабатывании открывают отверстие объектива от центра к его краям и закрывают в обратном порядке. Такие затворы, как правило, устанавливаются между линзами объектива или непосредственно за задней линзой. Могут выполнять еще и функцию диафрагмы, тогда его называют “центральный затвор-диафрагма”.

Затвор-диафрагма, диафрагменный затвор

Центральный затвор, максимальная степень раскрытия лепестков которого регулируется, за счёт чего он одновременно выполняет роль диафрагмы. (ЛОМО Компакт-Автомат)

Затвор типа «жалюзи»

Свет перекрывается набором узких пластинок-ламелей, одновременно поворачивающихся вокруг осей. При открытом затворе пластинки направлены вдоль оптической оси, пропуская свет.

Электронный затвор

Электронный затвор фактически не использует механику привода и шторки, для отсечения света от матрицы. Работает в режиме буфера и в живую, как бы сохраняя стоп-кадры незаписываемого на карту видео. Распространение получил с началом эры смартфонов. Камеры большинства смартфонов имеют электронный затвор с буфером на несколько кадров. Камера, активированная на смартфоне транслирует видео в буфер, откуда затем по нажатию кнопки спуска извлекается последний кадр или серия кадров. Средняя скорость такого затвора ранних моделей – 1/15 и 1/30 секунды, в зависимости от того, с какой частотой мог обрабатывать кадры АЦП. В съемочной технике появился сравнительно недавно. Камера Sony A7III имеет бесшумную съемку, без использования механического затвора.

Большая проблема ранних электронных затворов – Rolling Shutter, когда движущиеся объекты расплывались по кадру, так как считывание информации с матрицы происходило последовательно, по строкам.

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, сказывающиеся на ресурсе затвора:

• 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.

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

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).

У пленочной Canon EOS Kiss 300 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 цифровых зеркальных камер может проявляться во время переполнения буфера камеры необработанными данными, тогда время лага затвора упирается в скорость записи на карту. У Canon EOS 1Ds буфер заполняется быстро, и из-за медленной скорости записи на карту, последующая задержка срабатывания затвора может достигать 10-15 секунд.

• Азбука фотографа

Курсы для фотографа:

• Онлайн-курс фотографии для самостоятельного прохождения, Easy уровень
• Онлайн-курс фотографии для самостоятельного прохождения, Nightmare уровень

liveviewer.ru – ВК – Ютуп – Телега