Затвор фотографический — устройство, предназначенное для точного дозирования при съемке времени прохождения (выдержки) световых лучей через объектив фотоаппарата к светочувствительному слою фотоматериала. Выдержки, т. е. промежутки времени, отмериваемые затвором, в современных массовых фотоаппаратах лежат в пределах от 1/30 до 1/500 с. Такой диапазон выдержек позволяет экспонировать фотопленку в дневное время при большинстве значений диафрагмы объектива. Затворы фотоаппаратов более высокого класса позволяют экспонировать светочувствительный материал с выдержками от 1 до 1/1000 или даже 1/2000 с.
Основными техническими характеристиками затворов являются количество
и диапазон автоматически отмеряемых выдержек и степень их точности, то есть соответствие фактической выдержки установленному значению.
Стабильность отработки затвором той или иной выдержки должна соблюдаться в разнообразных климатических условиях: в дождливую и сухую погоду, в мороз и жару.
Каждый затвор с неавтоматическим управлением выдержками снабжен специальными деталями или устройствами, расположенным на внешних частях корпуса фотоаппарата (объектива) и позволяющими управлять работой затвора. К ним относятся спусковое устройство, или спусковая кнопка, с помощью которой затвор приводится в действие, и нимб (или рычаг) установки величины выдержки. В простых фотоаппаратах с центральным затвором имеется еще один орган управления — заводной рычаг (или заводная головка), предназначенный для завода пружины затвора и приведения его в готовность. В более совершенных фотоаппаратах эти операции производятся одновременно с переводом пленки одной общей заводной рукояткой или рычагом (курком).
На лимбе или на шкале около рычага установки выдержки нанесены буквенные и цифровые обозначения всех выдержек, обрабатываемых затвором. Буквой «Д», а в фотоаппаратах зарубежного производства буквой «Т», обозначена длительная выдержка, при установке лимба или рычага регулятора на это деление затвор при первом нажатии на спусковую кнопку откроет доступ световым лучам к эмульсионному слою фотопленки, а при повторном нажатии перекроет световой поток, проходящий через объектив. Буквой «В» обозначена выдержка «от руки», т. е. такое действие затвора, при котором нажатие на спусковую кнопку приводит к открытию затвора, а ее освобождение — к закрытию. Помимо этих буквенных обозначений, на лимбе головки или шкале рычага установки выдержки нанесены цифры, представляющие собой геометрическую профессию (каждая последующая цифра приблизительно вдвое больше предыдущей): 1,2,4,8, 15, 30, 60, 125, 250, 500, 1000. Это принятый во всем мире ряд выдержек, где цифра является знаменателем дроби, в числителе у которой единица и которая обозначает время выдержки, отрабатываемой затвором. Так, установка лимба на цифру 30 обозначает, что затвор при нажатии на спусковую кнопку откроет путь лучам света на 1/30 с.
В настоящее время наиболее широко распространены затворы двух типов — центральные и шторно-щелевые. В них используют электрические устройства — электродвигатели, электромагниты и механические пружины.
Центральный затвор установлен внутри объектива (междулинзовый) или сразу за ним (залинзовый). Состоит такой затвор из тонких металлических пластинок — ламелей, имеющих определенную конфигурацию. Ламели снабжены штырьками, с помощью которых механизм затвора поворачивает их в момент открытия и закрытия. Обычно число ламелей не превышает пяти, но в простых фотоаппаратах затворы иногда состоят из двух и даже из одной ламели. В многоламельных затворах ламели, заходя друг за друга, преграждают путь световым лучам, проходящим через объектив. При срабатывании механизм затвора раздвигает ламели от центра объектива к краям, открывая тем самым путь световым лучам. После окончания выдержки механизм затвора двигает ламели в обратном направлении, вновь их сдвигая. При этом независимо от степени раскрытия ламелей лучи света, прошедшие через объектив, одновременно попадают на все участки кадра, экспонируя светочувствительный материал одновременно по всей поверхности.
Механизм центрального затвора состоит из пружины, энергия которой используется для движения ламелей, и системы шестеренок — анкерного механизма, дающего возможность регулировать промежуток времени между открытием и закрытием ламелей. Современные центральные затворы фотоаппаратов высокого класса вместо анкерного механизма оборудованы электронными системами отсчета интервалов выдержек, состоящими их транзисторных схем и электромагнитов, управляющих движением ламелей. В полностью электрифицированных затворах движение ламелей осуществляется с помощью специально разработанных малогабаритных электродвигателей.
Наряду с очевидными преимуществами — чрезвычайно равномерным экспонированием всей поверхности кадра и одновременностью экспонирования всех точек его поверхности — центральные затворы обладают существенными недостатками, что ограничивает повсеместное их применение. Так, в центральных затворах чрезвычайно трудно достичь коротких выдержек (1/300 с и короче), при больших диаметрах линз объектива конструкция затвора становится громоздкой и медленнодействующей, а в однообъективных зеркальных фотоаппаратах конструкция затвора особенно усложняется. Кроме этого, в случае использования ряда сменных объективов каждый из них должен быть снабжен своим центральным затвором, что ощутимо усложняет конструкцию и повышает стоимость объективов.
В 1883 г. С. Г. Юрковским был изобретен шторно-щелевой (затвор при пластинке) затвор. Необходимость его возникла с ростом светочувствительности новых сухих бромосеребряных желатиновых фотоматериалов. Возможность очень коротких выдержек при помощи шторного затвора надо считать большим достижением, поскольку он позволял фотографировать и изучать отдельные стадии быстрых движений. Шторный затвор получил широкое применение в современных малоформатных фотокамерах.
В отличие от центрального шторнощелевой затвор расположен внутри светонепроницаемой камеры непосредственно перед светочувствительным материалом. В зависимости от материала и формы шторок, а также от направления их движения, эти затворы подразделяют на шорные, веерные и ламельные. Сами шторки, преграждающие путь световым лучам, изготовлены либо из прорезиненной ткани, либо из тонкого профилированного металла.
Шторно-щелевой затвор состоит из двух эластичных светонепроницаемых шторок, натянутых с помощью шелковых тесемок вдоль кадрового окна, за которым расположена фотопленка. При движении тесемки со шторками сматываются с одного валика и наматываются на другой, тянут их пружины, помещенные внутри валиков. При установке выдержки «В» нажатие на спусковую кнопку освобождает валик, на который намотаны тесемки открывающей шторки, и она перемещается слева направо под действием пружины. С этого момента начинается экспонирование кадра фотопленки. После опускания кнопки освобождается валик, на который намотана закрывающая шторка, и под действием тесемок эта шторка начинает двигаться вслед за открывающей — экспозиция прекращается. При установке одной из автоматически отмеряемых механизмом затвора выдержек нажатие на спусковую кнопку, как и в первом случае, освобождает открывающую шторку, которая в процессе своего движения в заданном месте растормаживает закрывающую шторку, и та начинает двигаться вслед за первой. Таким
образом, шторки мимо кадрового окна двигаются одновременно на некотором расстоянии одна от другой, и через образовавшуюся щель происходит последовательное экспонирование всей поверхности кадра фотопленки.
Перемещение лимба установки величины выдержки приводит к изменению момента начала движения второй шторки по отношению к моменту начала движения первой шторки, а значит, к изменению ширины щели между шторками. От ширины щели при постоянной скорости движения шторок зависит время воздействия света на эмульсионный слой фотопленки.
В отличие от шторного веерный затвор состоит из нескольких металлических ламелей, соединенных друг с другом наподобие лепестков веера. Затвор представляет собой две веерные секции. При нажатии на спусковую кнопку ламели первой секции складываются, уходя в сторону от кадрового окна и освобождая тем самым путь световым лучам к фотопленке, а после окончания выдержки ламели второй секции раскрываются, закрывая собой кадровое окно фотоаппарата.
Естественно, что и шторный, и веерный затворы перед экспонированием необходимо взвести, переместив шторки или ламели в исходное (взведенное) состояние. Обычно эта операция совмещена с перемещением фотопленки — установкой против кадрового окна ее неэкспонированного участка.
Для синхронизации работы импульсных осветительных ламп с работой затвора в последний вмонтированы специальные синхроконтакты, электрическое соединение которых со схемой лампы-вспышки осуществляется либо с помощью специального коаксиального разъема, установленного на внешней поверхности корпуса фотоаппарата (или объектива), либо с помощью плоского контакта, помещенного в клемму, крепящую лампу-вспышку на корпусе фотоаппарата. В связи с тем что длительность свечения импульсной электронной лампы составляет около 1/1000 с, синхронизация световой вспышки с работой затвора возможна только при всех выдержках, отрабатываемых центральным затвором, и лишь при некоторых выдержках шторного затвора, когда кадровое окно фотоаппарата открывается полностью, т. е. величина щели между шторками равна или превышает величину кадрового окна.
Для большинства фотоаппаратов эта выдержка составляет 1/20 с, а в некоторых моделях она уменьшена до 1/125 с.
Зеркальный фотоаппарат представляет собой устройство, в котором изображение в видоискателе, образуемое на матовом стекле или фокусирующем элементе объективом и зеркалом, служит для наводки на резкость. Зеркало расположено под углом 45° к оптической оси объектива и установлено таким образом, чтобы расстояние от оптической поверхности последней линзы объектива до плоскости фотопленки было равно расстоянию от линзы до отражающей поверхности, прибавленному к расстоянию от линзы до рабочей плоскости элемента оценки резкости.
Принцип, положенный в основу зеркального фотоаппарата, был известен задолго до открытия фотографии. Впервые портативная зеркальная камера-обскура упоминается в 1686 г. И. Зан описал зеркальную камеру-обскуру в виде деревянного ящика шириной и высотой 23 см и длиной 61 см. Изображение в ней фокусировалось на промасленную бумагу или опаловое стекло посредством объектива в тубусе.
В 1861 г. английский фотограф Т. Сэтгон запатентовал первый одно-объективный зеркальный фотоаппарат. Разработанный им фотоаппарат определил тип зеркальных камер на ближайшие два десятилетия. Зеркало этого фотоаппарата приходилось поднимать вверх вручную. В 1883 г. было предложено устройство для автоматического подъема зеркала, а пять лет спустя — автоматически убирающееся зеркало, связанное с наружным шторным затвором. Промышленный выпуск одно-объективных фотоаппаратов был начат в 1890-х гг.
В 1880—1890-х гг. стали известны портативный зеркальный фотоаппарат (1884 г.), аппарат с фокальным затвором (1889 г.), русский зеркальный фотоаппарат «Рефлекс» (1896 г.), американский «Графлекс» (1898 г.), который выпускался в разных модификациях вплоть до конца Второй мировой войны.
В 1880 г. Беком изобрел двухобъективный зеркальный фотоаппарат.
В конце XIX в. был выпущен ряд фотоаппаратов с наружным центральным затвором, на 24 кадра размером 3 х 4 см на листовую пленку или на 12 кадров на стеклянные пластины («Артисте камера», 1891 г.), а также на 48 кадров, получаемых с помощью адаптера на катушечную пленку.
Однообъективньте фотоаппараты тех лет, как правило, представляли собой большой ящик со светозащитной крышкой наверху, служившей шахтой для наблюдения. Фокусировка объектива осуществлялась по матовому стеклу посредством зубчатой пары (шестерня-рейка) или же с помощью винтового устройства. Технический уровень этих фотоаппаратов был достаточно высок: затвор с выдержками до 1/1000 с, сменные объективы, устройство для поперечного смещения объектива, сменная задняя крышка, бинокулярная купа, установлена внутри шахты.
Основные проблемы, стоявшие перед разработчиками фотоаппаратов, были следующие:
1) упрощение конструкции затвора, предназначенного для обеспечения необходимых выдержек при экспонировании пластин большого размера. В 1904 г. в фотоаппарате «Графлекс» был применен затвор с регулируемой шириной щели;
2) уменьшение вибрации фотоаппарата при работе массивного зеркала. С этой целью в фотоаппарате «Сохо Рефлекс» было введено пневматическое демпфирующее устройство.
К недостаткам однообъективных аппаратов тех лет следует отнести их громоздкость, значительную массу.
Это заставило конструкторов обратиться к разработке фотоаппаратов для катушечной фотопленки, а также к созданию складывающихся аппаратов (1901 г.). Так, в 1908 г. появилась «Хосу-тон Фолдинг Рефлекс», в Дрездене была сделана клаппкамера «Ментор» (1913 г.). Ее модификация «Маленький ментор» имела размеры 12 х 13,5 х 14 см и весила менее 1,2 кг. Еще в 1907 г. англичанин Н. Черрилл предложил складную камеру, принцип которой в дальнейшем был использован в современной камере («Поляроид Сэкс-70 Лэнд Камера», 1972 г). В 1921—1925 гг. фирма «Иха-ге» (Германия) выпустила семейство аппаратов «Пафф» (от 4,5 х 6 до 10 х х 5 см на фильмпак, пластины).
Из других однообъективных фотоаппаратов тех лет упомянем немецкий «Эрманокс», оснащенный светосильным объективом «Эрностар» (1 : 1,8), и английский «Бритиш Инсайт Спид Фильм Рефлекс» (1925 г.).
Форму и размеры, которые ассоциируются с современными зеркальными фотоаппаратами, камеры приобрели в 1930-е гг. Это были фотоаппараты формата 6 х 6 см для пленки типа 120 («Новифлекс», 1935 г., «Экзакта», 1937 г.; «Примарфлекс», 1937; «Корелле Рефлекс», 1937 г. и др.). Для пленки типа 127 были сделаны четыре модели фотоаппарата «Экзанта» на 8 кадров размером 2 х 1 5/8 см (1933—1937 гг.). В СССР в начале 1930-х гг. Киевская фабрика ФОКХТ разработала зеркальный фотоаппарат типа «Ментор».
К этому периоду относится рождение знаменитого двухобъективного фотоаппарат «Роллейфлекс» на формат 6 х 6 см (1928 г.) и на формат 4 х 4 см (1931 г.). В 1937 г. в первую камеру был введен автоматический транспортирующий механизм. В последующие годы -— автоматическая компенсация параллакса (начало 1950-х гг.), пентакризма, выпущены модели с широкоугольными и телеобъективами. В 1950-х гг. японской фирмой «Конисироку фото Инд. Ко» был изготовлен двухобъективный фотоаппарат, позволявший изменять фокусное расстояние объектива в диапазоне 85—135 мм путем смены передних компонентов.
Позже идея производства подобных фотоаппаратов со сменными объективами была реализована в фотоаппарате «Мамияфлекс». Середина 1950-х гг. явилась периодом наибольшего расцвета двухобъективных фотоаппаратов (3% от общего выпуска фотоаппаратов в 1956 г.).
Развитие малоформатной фотографии поставило на повестку для создание однообъективных фотоаппаратов для 35-мм фотопленки. В нашей стране первая попытка использования принципа зеркального аппарата была сделана А. Минном в 1929 г. (фотоаппарат на 75 кадров размером 32 х 24 мм), на Западе — в 1933 г. в виде приспособления для «Лейки».
В 1936 г. фирма «Ихаге» выпустила малоформатный зеркальный фотоаппарат («Кино-Экзанта»).
Американский журнал «Популаф фотографии» писал в 1976 г., что этот фотоаппарат был единственным вплоть до 1940 г. А между тем в 1936 г. в нашей стране начался массовый выпуск фотоаппарата «Спорт», созданного в 1935 г.
В 1982 г. Д. Шнейдер писал в американском журнале «Модерн фотографии» о том, что русские победили ведущие индустриальные страны мира в изобретении наиболее важного типа фотоаппаратов XX в. Отмечая высокие конструктивные и технологические характеристики фотоаппарата, автор статьи развенчал тех западных специалистов, которые пытались доказать, что такой аппарат мог быть сделан только в Германии. Аппарат имел объектив «Индустар-10» 3,5/50, шторный затвор (1/25—1/500 с, «В»), наводку на резкость по шкале расстояний (от 1 м до 00) или матовому стеклу. Фотоаппарат позволял получить 50 кадров.
1940—1950-е гг. прошли под знаком развития уже известных моделей и перехода к системным фотоаппаратам. В это время появились аппараты со встроенной («Контакс Д») и сменной пентапризмой (1949, 1953 гг.), сменным видоискателем (1953 г.), самовозвращающимся зеркалом («Асахифлекс П», 1954 г.), автоматизированной (прыгающей) или наружной диафрагмой, встроенной вспышкой (1957 г.).
1960-е — начало 1970-х гг. без преувеличения можно назвать поворотными в истории развития фотоаппарато-строения. Этот период характеризуется широким внедрением метода измерения экспозиции в ходе лучей объектива, образующих изображение (система ТТЛ). На выставке «Фотокино-60» был представлен опытный образец малоформатного фотоаппарата «Пентакс» с изменением света по указанной системе. Введение фоторезисторов на обратной стороне зеркала («Топкон Супер», 1963) открыло путь к промышленному использованию системы ТТЛ.
Японской фирмой «Конисироку Фото Инд. Ко» был выпущена зеркальная камера «Коника Ауторефлекс» с автоматикой по данной системе (1967 г.). В ГДР был изготовлен первый европейский однообъективный фотоаппарат с изменением света через объектив («Практика маг»), К этому периоду относятся постановка на производство отечественного полуавтомата «Зенит-4», наиболее широко представляющего нашу страну на зарубежном фоторынке, автомата диафрагмы («Киев-10», 1964 г.), и его дальнейшее развитие с использованием системы ТТЛ.
Большое внимание уделялось разработке механизмов, определяющих тип рассматриваемого фотоаппарата: узлов зеркала и видоискателя. Появились устройства, обеспечивающие сложное перемещение зеркал, их мгновенный возврат в исходное положение, отключение зеркала в верхнем положении и даже зеркало, состоящее из двух частей. Для наводки на резкость использовали коллективную линзу Френеля с круговым растром и фокусирующими клиньями, расположенными горизонтально или по диагонали, матовое стекло и микропризменный раствор.
Для макросъемки были применены лекгосъемные сменные фокусировоч-ные экраны, представляющие собой матовую коллективную линзу с прозрачным полем в центре и перекрестием штрихов, матовая специальная линза с квадратной сеткой и т. д.
В 1970-е гг. появились сменный видоискатель со встроенной экспозиционной системой и сервоприводом для автоматической установки диафрагмы («Канон Ф-1», 1970 г.); однообъективный фотоаппарат, оснащенный затвором с электромеханическим управлением выдержками и автоматическим управлением экспозицией с помощью системы ТТЛ; измерение света, падающего непосредственно на фотопленку; измерение света при полной диафрагме, в частности, система электрической имитации диафрагмы и переноса установленного значения диафрагмы из объектива в камеру; автоматическое управление экспозицией с помощью компьютера на кремнистых кристаллах; 35-мм однообъективный фотоаппарат со встроенной вспышкой; первый многорежимный автоматический фотоаппарат; электронный пятирежимный автомат; 35-мм фотоаппарат со встроенным микродвигателем для перемотки фотопленки и автоматической зарядки.
На выставке «Фотокино-78» был представлен зеркальный фотоаппарат, одноступенного диффузионного процесса «Полароид Сэкс-70 Сонар автофокус» с электронным затвором, автоматической установкой экспозиции, автоматической фокусировкой с помощью встроенного ультразвукового локатора, индикацией посредством светодиодной матрицы.
Фотоаппарат позволял получить десять цветных фотографий размером 8x8 см. Причем в сложенном состоянии фотоаппарат имел размеры 250 х х 220 х 20 мм и весил 0,74 кг.
В 1981 г. фирмой «Сони» был показан опытный образец с магнитной записью изображения («Мавика»).
А в 1982 г. появился однообъективный зеркальный фотоаппарат на 35-мм фотопленке «Олимпус ОМ-ЗО», в котором управление съемочным процессом производилось одним нажатием на спусковую кнопку.
Все это стало возможным благодаря прогрессу микроэлектроники. Так постепенно в процессе развития зеркальный фотоаппарат превратился из громоздкой деревянной камеры в сложное автоматическое устройство.
Как уже говорилось, зеркальные фотоаппараты подразделяются на однообъективные и двухобъективные. В двухобъективном фотоаппарате, кроме съемочного, имеется объектив для получения изображения предмета в видоискателе.
За этим объективом в отдельной камере установлено неподвижное зеркало. Камера-видоискатель конструктивно объединена со съемочной камерой. Оба объектива имеют равные фокусные расстояния и установлены на одной плате. Объектив видоискателя имеет большую светосилу и используется при максимальном относительном отверстии, что, однако, делает невозможным контроль глубины резкости в поле зрения видоискателя. Наличие 2 объективов, смещенных на некоторое расстояние друг от друга, приводит к параллаксу изображения в поле зрения видоискателя. При съемке с близкого расстояния изображение в видоискателе не соответствует изображению, получаемому в кадровом окне фотоаппарата, в результате чего часть изображения на фотоматериале срезается.
Обычно двухобъективный фотоаппарат применяют для съемки с уровня пояса, получают на матовом стекле видоискателя изображение, перевернутое справа налево. Для фотографирования с уровня глаз и для получения нормального изображения применяют сменный призменный видоискатель.
Однообъективным зеркальным фотоаппаратом называют фотоаппарат, в котором съемочный объектив посредством зеркального отражения или светоделения служит также для получения изображения в видоискателе.
Однообъективный зеркальный фотоаппарат имеет следующие преимущества:
1) отсутствие параллакса изображения;
2) возможность использования различных объективов;
3) удобство и оперативность фотографирования подвижных предметов, что обеспечивается механизмом самовозвращающегося зеркала и механизмом автоматизированной диафрагмы; возможность съемки с близкого расстояния, макросъемки, фотомикрографии;
4) возможность предварительного контроля глубины резкости.
В большинстве однообъективных фотоаппаратов зеркало в момент экспонирования фотоматериала убирается, освобождая путь световому потоку, прошедшему через объектив. При этом зеркало или заслонка окуляра закрывает доступ постороннему свету к видоискателю, создавая светонепроницаемую камеру.
Расположенная в зоне верхней кромки зеркала подвеска обеспечивает ему два фиксированных положения: нижнее — для визирования, верхнее — для экспонирования фотоматериала.
Габаритные размеры зеркала обуславливаются компоновкой фотоаппарата, заколом движения зеркала, стремлением получить в поле зрения видоискателя изображение, равное изображению в кадровом окне, а также исключить виньетирование. Положение зеркала и характер его движения ограничивают численное значение заднего отрезка объектива.
Стремление уменьшить указанный размер привело к разработке нескольких механизмов:
1) механизм, в котором зеркало перемещается по сложной траектории;
2) механизм, в котором зеркало не поднимается к фокусирующему экрану, а наоборот, опускается вниз ко дну камеры;
3) устройства с составным зеркалом;
4) конструкции, где вместо подвижного зеркала применена подвижная призма, которая в момент экспонирования фотоматериала убирается из зоны хода лучей объектива.
Габаритные размеры зеркала определяются также диапазоном фокусных расстояний сменных объективов, используемых с данным фотоаппаратом.
Зеркало делают самовозвращающимся. В основу данной конструкции положено использования двух пружин, отличающихся разными усилиями. Сильная пружина натягивается при взводе фотоаппарата. После нажатия на спусковую кнопку энергия этой пружины используется для подъема зеркала, управления приводом диафрагмы объектива, завода слабой пружины. При верхнем положении зеркала срабатывает затвор, после чего запас энергии слабой пружины расходуется на опускание зеркала.
В некоторых фотоаппаратах имеется устройство для фиксации зеркала в верхнем положении (замок), используемое, например, при работе со сверхшироко-угольным объективом, объективом с коротким задним отрезком, при использовании моторного привода.
Работа механизма зеркала связана с работой механизмов взвода затвора и транспортирования фотоматериала. Несмотря на такой сложный цикл взаимодействия, время между нажатием на спусковую кнопку и открыванием затвора, как правило, не превышает 0,02 с.
Основные особенности лучших однообъективных зеркальных фотоаппаратов: системность, применение затвора с электронно-механическим управлением выдержками, автоматическое управление экспонированием, автоматическая наводка на резкость, использование моторного привода, широкое применение средств отображения информации о состоянии функциональных параметров, возможность использования автоматических импульсных ламп-вспышек.
Значительным шагом в совершенствовании зеркального фотоаппарата стала камера «Минолта Динакс», в которой реализованы функции, ранее присущие только отдельным фотоаппаратам. Она оснащена компьютерным устройством с 10 сменными электронными картами (20 х 30 см), обеспечивающими определенный режим работы фотоаппарата.
Одна из карт позволяет производить изменение режима управления экспозицией, «удерживание» объекта в сфокусированном положении, автоматические прямую и обратную перемотку пленки, позволяет также указывать положение конца пленки при завершении обратной перемотки. Группа карт служит для работы камеры в режиме автомата диафрагмы, обеспечивая короткую выдержку, обеспечивает автоматическую установку диафрагмы и выдержки для получения необходимой глубины резкости в зависимости от увеличения предмета (съемка портрета) и для получения резкости предмета и фона на заднем плане, а также автоматическую установку диафрагмы и выдержки в соответствии с увеличением, глубиной, яркостью объекта и колебанием фотоаппарата.
Другая группа карт позволяет автоматически вводить коррекцию экспозиции на 0,3, 0,5 и 1 ступень, экспонируя 3,5 и 7 кадров, т. е. обеспечивать нормальную экспозицию, недодержку или передержку, производить автоматически сдвиг программы, реализуя разные комбинации диафрагмы и выдержки при одной и той же экспозиции в ярком световом пятне или в тени, гарантируя автоматическую компенсацию экспозиции при съемке белых и черных предметов, получать специальные эффекты, в частности мягкое изображение, зумирование во время экспонирования перемещением объектива в момент работы затвора, запоминать определенную информацию при съемке и идентифицировать ее на дисплее камеры.
Большинство моделей малоформатных зеркальных фотоаппаратов выпуска 1975—1985 гг. имели штатный объектив с максимальным относительным отверстием 1 :4—1 : 7, электронный затвор с металлическими ламелями, движущимися в вертикальном (реже горизонтальном) направлении, видоискатель с полем зрения, составляющим 93% от площади кадрового окна, ручное и автоматическое управление экспозицией, центрально-взвешенное светоизме-рение в широком диапазоне экспозиций, ручной ввод числа светочувствительности в диапазоне 12—3200 АСА, ручные и автоматические фокусировку, взвод затвора и перемотку пленки. При этом масса камеры составляла 450—650 г. С 1970-х гг. зеркальный фотоаппарат стал ведущим типом фотоаппарата, аккумулировав передовые достижения науки и техники.
В конце 1980-х гг. в развитии фотоаппаратостроения наметилось новое направление, связанное с началом производства так называемых бридж-камер (от англ. bridge — «мост»).
Они представляют собой соединение лучших конструктивных решений компактных и зеркальных фотоаппаратов. Камеры оснащены объективом с переменным фокусным расстоянием со светосилой 3,5—6,7, что стало возможным благодаря появлению высокочувствительных фотоматериалов, имеют автофокус, не требуют светоизмерения за объективом. Все это позволило упростить процесс съемки, обеспечить качество изображения, приемлемое для среднего фотолюбителя.
Фотоаппарат — оптико-механический прибор для создания оптического изображения фотографируемого объекта на светочувствительном слое фотоматериала (фото- или кинопленке, фотопластинке и др.).
При фотографировании оптическое изображение объекта съемки с помощью оптической системы проецируется на светочувствительный слой фотоматериала в течение определенного промежутка времени, который называется выдержкой. В результате в светочувствительном слое образуется скрытое изображение объекта съемки, которое после химико-фотографической обработки фотоматериала превращается в видимое негативное или позитивное изображение.
Фотоаппарат состоит из ряда узлов и механизмов: съемного объектива, фокусирующего устройства, видоискателя, затвора, кассеты, а иногда и дополнительных устройств.
Известный с древности простейший прибор — камера-обскура, которой пользовались все изобретатели фотографии, — представлял собой светонепроницаемую коробку, в передней стенке которой имелось небольшое отверстие диаметром в 150—200 раз меньше, чем расстояние до экрана—фокальной плоскости, на которой располагался светочувствительный слой, воспринимающий перевернутое изображение. При этом условии аберрации (искажения — не-резкость изображения) практически отсутствовали, и качество изображения зависело только от дифракции света (отклонений от его прямолинейного распространения). Изменение масштаба изображения достигалось в некоторых пределах посредством удаления экрана от пропускающего свет отверстия.
Впоследствии в отверстие камеры-обскуры помещали собирательную линзу, причем ради возможности фокусирования фотокамеру составляли из двух задвигающихся друг в друга частей. Обычно с целью устранения аберраций фотообъектив сильно диафрагмировался. Уже в XVIII в. французский изобретатель Ж. Н. Ньепс пользовался ирисовой диафрагмой, состоявшей из нескольких серповидных лепестков, равномерно расположенных вокруг оптической оси объектива и связанных кольцом, при повороте которого изменялось световое отверстие. Однако это устройство было забыто и его «изобрели» много лет спустя, — сейчас прессовой диафрагмой снабжают объективы большинства фотокамер.
В начале 1840-х гг. во Франции возникло кустарное производство примитивных деревянных фотокамер. В 1841 г. была сконструирована небольшая фотокамера для дагерротипии с металлическим корпусом и портретным объективом Петцваля. Но только в 1888 г. за рубежом было положено начало выпуску фотокамер, приближавшихся к современному типу. В этом же году американский изобретатель Д. Истмен, основатель комплексной фотографической фирмы «Истмен-Кодак», разработал фотоаппарат, названный «Кодак № 1», ящичного типа, заряжавшийся роликовой лентой с эмульсионным слоем — сначала на бумажной основе, а позднее на прозрачной целлулоидной, каждый кадр имел круглое изображение диаметром 61/2 см. На фотокамеру «Кодак», дешевую и простую в обращении, быстро возник огромный спрос.
Популярность «Кодака» способствовала разработке и выпуску других подобных моделей, постепенно совершенствовавшихся вплоть до самых современных. В 1924 г. «Лейтц» в Германии выпустила впервые модель малоформатного аппарата «Лейка», рассчитанную на 35-мм роликовую пленку. «Лейка» легла в основу большого числа аналогичных аппаратов, выпускаемых и в настоящее время в разных странах.
Проникновение фотографии в Россию пробудило изобретательскую мысль отечественных фотографов. Так, московский фотограф А. Ф. Греков, увлекшийся дагерротипией, начал изготовлять для продажи деревянные камеры-обскуры простейшей конструкции.
Новый по тому времени (1885 г.) «походный фотографический прибор» разработал и построил подполковник И. И. Филиппенко для работ в экспедициях. Комплект устройства — фотоаппарат и приспособление для проявления пластинок на свету — умещался в небольшом чемодане.
В 1890 г. лейтенант Н. Н. Апостоли изготовил двойную камеру, верхняя часть которой служила для наводки на фокус по матовому стеклу и визирования во время съемки нижней камерой.
Фотограф И. Яновский описал в 1894 г. изобретенный им хронофотографический аппарат «для снимания ряда положений движущегося предмета», позволявший расчленять в виде серии моментальных фотографий движение объекта на отдельные фазы.
К началу 1890-х гг. в России появился ряд фотографических мастерских, в которых изготовляли аппараты на продажу и выполняли заказы на опытные экземпляры.
Заслуживает внимания применявшаяся в Первую мировую войну перископическая установка системы А. В. Мартынова, предназначенная для фотографирования панорам неприятельских позиций.
Она состояла из перископа, лимба с делениями (в градусах), отвеса и штатива, фотокамера крепилась в верхней части перископа на специальной площадке. Бурному прогрессу фотографии, особенно во второй половине XX в., способствовали как успехи в области химических процессов обработки фотоматериалов и создания новых фотоматериалов, так и достижение в области съемочной фототехники, в частности внедрение микроэлектроники, применение машинных методов расчета оптических систем, новых сортов стекол и др.
В 1970-е гг. отмечены в развитии фото-аппаратостроения технологической революцией, приведшей к качественному изменению системы фотоаппаратуры. В частности, в фототехнику внедрены электронные схемы с большой степенью интеграции, микропроцессоры, осуществляющие, наряду с обработкой данных, и управление узлами, устройства с зарядовой связью и другие достижения, сделавшие реальностью автоматизацию всех сторон съемочного процесса.
В соответствии с практическими потребностями конструкторы оснастггли фотоаппарат большим количеством весьма сложных механических, оптических и электронных устройств и приспособлений, обеспечивающих быструю и удобную съемку в самых разнообразных условиях.
Современная промышленность выпускает большое количество разнообразных фотоаппаратов. По своему назначению фотоаппараты могут быть общего назначения и специальные.
Первые — фотоаппараты для любителей и фотографов-профессионалов — предназначены для обычных съемок, ко вторым относятся узкоцелевые фотоаппараты, которые применяются для специальных научных или технических работ, например для аэрофотосъемки, для фотографирования со спутников и т. п.
Важная характеристика фотоаппарата, во многом определяющая его назначение и качество получаемых с его помощью снимков, — размер негативного изображения. Все фотоаппараты общего назначения по этому признаку могут быть разделены на пять групп:
1) миниатюрные, или мелкоформатные, с размером негатива от 10 х 14 до 14 х 21 мм;
2) полуформатные с размером негатива 18 х 24 и 24 х 24 мм;
3) малоформартные с размером негатива 24 х 36 мм;
4) среднеформатные с размером негатива от 4,5 х 6 до 6 х 9 см;
5) крупноформатные с размером негатива 9 х 12 см и больше.
Миниатюрные фотоаппараты рассчитаны на получение позитивного изображения небольшого формата — до размера почтовой открытки. Получить с их помощью большие по размеру снимки практически невозможно — изображение оказывается грубозернистым и нерезким.
Значительно большие по размеру отпечатки можно сделать с негативов по-луформатных фотоаппаратов, однако в целом аппараты этой группы представляют собой простые модели. К их достоинствам можно отнести возможность отснять на одном ролике фотопленки стандартной длины в полтора или два раза большее количество снимков по сравнению с малоформатными фотоаппаратами, что часто особенно удобно во время туристических поездок.
Малоформатные фотоаппараты представляют собой наиболее многочисленную и широко распространенную группу фотоаппаратов общего назначения, т. е. все классы, начиная от простейших, предназначенных для самых неопытных, начинающих фотолюбителей, и кончая универсальными — для профессионалов.
Малоформатные фотоаппарата имеют существенные недостатки: значительное увеличение изображения в процессе проекционной печати приводит к некоторой потере резкости, использование высокочувствительных пленок влечет за собой увеличение зернистости изображения, малейшие дефекты негатива — царапины, полосы, натертости — получаются на снимках многократно увеличенными.
Сравнительно большие размеры негативов среднеформатных фотоаппаратов, а следовательно, малые увеличения при печати, обеспечивают очень высокое качество снимков практически всех используемых форматов. Крупноформатные фотоаппараты большей частью используют в бытовой портретной фотографии, при архитектурных и других специальных видах съемки.
По типу используемых негативных материалов все фотокамеры можно разделить на пленочные и пластиночные.
Классифицируя фотоаппараты по такому важному для практических целей параметру, как система фокусировки объектива, можно выделить из общего числа следующие группы:
1) шкальные, т. е. фотоаппараты, у которых фокусировка объектива производится по шкале расстояний;
2) дальномерньге, у которых фокусировка объектива осуществляется с помощью оптического дальномера, кинематически связанного с перемещением объектива относительно фотопленки;
3) с визуальной фокусировкой, т. е. все зеркальные фотоаппараты.
К узлам и устройствам современных фотоаппаратов относятся: объектив, который может быть встроенным или съемным, светонепроницаемая камера, затвор, видоискатель, предзназначенный для направления фотоаппарата на объект съемки и для определения границ кадра, устройство фокусировки объектива, система механизмов и устройств, обеспечивающих возможность многократной съемки, и др.
Светонепроницаемая камера представляет собой внутренний объем корпуса фотоаппарата, расположенный между объективом и светочувствительным материалом. В некоторых фотоаппаратах этот объем ограничен по бокам растягивающимся мехом, что позволяет перемещать при фокусировке объектив, установленный на передней стенке корпуса, по отношению к задней части корпуса, в которой находится светочувствительный материал. Для предотвращения паразитных бликов, возникающих при отражении прошедшего через объектив света от внутренних поверхностей светонепроницаемой камеры, ее стенки окрашены черной матовой краской. Иногда внутри камеры устанавливают специальные щитки, которые препятствуют попаданию на светочувствительный материал лучей света.