Принцип роботи і пристрій дзеркального фотоапарата. Професійні дзеркальні фотоапарати

В даний час існують три типи фотоапаратів: компактні, дзеркальні і бездзеркальні. Перші з них – це найпростіші, а дзеркальні, навпаки, вважаються самими просунутими. Якщо ви вирішили серйозно зайнятися фотографією, то слід зупинити свій вибір на варіантах "беззеркалок" або "дзеркалок".

В рамках даної статті поговоримо про принципи роботи та пристрої дзеркального фотоапарата. Знати досконально ці параметри немає сенсу, але мати загальне уявлення про методи його роботи треба. Це дозволить поглянути на пристрій з іншого боку, для того щоб ґрунтовно зрозуміти, як правильно зробити якісну та оригінальну фотографію.

Трохи історії

Винахід фотоапарата було здійснено в 1861 році. Метою було отримання і зберігання нерухомих зображень. Спочатку в приладах ці зображення фіксувалися на спеціальних пластинах, пізніше - вже на плівці для фотоапарата. Приблизно в 70-х роках 20 століття з'являється цифрова техніка. Класичні фотоапарати з застосуванням плівки відходять у минуле. Сьогодні їх рідко в кого зустрінеш. Вони майже повністю витіснені цифровими технологіями, які дозволяють отримати дуже якісні знімки. Найбільше поширення отримали дзеркальні фотоапарати, які рекомендуються для отримання професійних фотографій.

Переваги і недоліки

Переваги дзеркального фотоапарата, так само як і недоліки, відображені у наступній таблиці.

Переваги

Недоліки

Зйомка динамічних процесів, тобто в русі

Камери технічно важкі

Тривала робота акумулятора

Корпус досить великий

Значний вигляд більш ергономічний

Рухливість компонентів знижує надійність

Величезний Парк оптики

При тривалій витримці неможливо дивитися кадр

Фазові датчики камер забезпечують якісну і швидку роботу

Ручний режим важкий для роботи

Принцип роботи

Дуже спрощену схему роботи професійного дзеркального фотоапарата можна представити так:

  • відкриття затвора відбувається після того, як натискаємо кнопку. У даному процесі світло, що відбивається від об'єкта, проникає через об'єктив всередину апарату;
  • таким чином формується зображення на світлочутливому елементі (матриці), відбувається фотографування;
  • затвор закривається, далі можна робити нові знімки.

Такий процес відбувається за частки секунди. Однак різні моделі мають різні характеристики процесу.

Зображення доступно для перегляду на екрані відразу ж, що є дуже зручним для фотографа. Потім воно зберігається на комп'ютері для подальшого зберігання та перегляду або друку на фотопапері.

Основні елементи

Дзеркальний фотоапарат належить до більш досконалих конструкцій. Він володіє рядом функціональних можливостей. Основними елементами пристрою дзеркального фотоапарата можна назвати:

  • об'єктив;
  • матриця;
  • діафрагма;
  • затвор;
  • пентапризма;
  • видошукач;
  • поворотне і допоміжне дзеркала;
  • світлонепроникний корпус.

Наочна схема представлена на малюнку нижче.

Об'єктив

Розглянемо, з чого складається об'єктив фотоапарата.

Під об'єктивом розуміють спеціальну систему оптики, яка складається з лінз, розташованих всередині оправи. Вони можуть бути виготовлені як із скла (у разі дорогих моделей), так і з пластику (при дешевих моделях). Через лінзи проходить потік світла. Він заломлюється. Таким чином формується зображення на самій матриці апарату. У випадку, коли маємо справу з дорогим і хорошим об'єктивом, можна отримувати якісні фотографії з підвищеною різкістю і чіткістю при відсутності різних спотворень.

Головні характеристики об'єктива:

  • світлосила показує, як співвідносяться між собою яскравість фотографованого об'єкта і освітленість зображення;
  • фокусна відстань відображається в міліметрах від оптичного центру до самого фокуса, де знаходиться матриця. Кут огляду залежить від цього параметра;
  • зум - можливість наблизити віддалений об'єкт;
  • різновид байонета.

Іноді для дзеркальних фотоапаратів використовують ширококутний об'єктив. Такі ширококутні фотоапарати можуть застосовуватися для отримання зображень природи, краєвидів. Знімки виходять об'ємними і барвистими. У таких об'єктивів фокусна відстань – від 24 до 40 мм.

Функції діафрагми

Діафрагма об'єктива фотоапарата являє собою механізм, який призначений для регулювання потоку світла, проектованого на матрицю. Розташування: між лінзами в самому апараті. Конструктивно вона складається з набору накладаються один на одного пелюсток (від 2 до 20 штук), які можуть мати різну форму. Величина їх взаємного зсуву визначає розмір утворюється отвори. Таким способом є можливість міняти кількість світла, що надходить.

Від розміру діафрагми залежить глибина різкості зображуваного простору: чим менше розмір кола, тим більше значення ГРИП.

В даний час дзеркальні фотоапарати оснащені ирисовыми діафрагмами стрибаючого типу. Вони способи закриватися до встановленого значення тільки в сам момент зйомки.

Робота дзеркал

Світ, що пройшов через отвір діафрагми, падає на дзеркало. Далі відбувається поділ потоку на дві частини. Один з них надходить на фазові датчики (відбиті від допоміжного дзеркала), які створені для визначення того, розташовується зображення у фокусі. Далі система фокусування подає команду об'єктиву на рух. В даному випадку вони стають такими, що об'єкт потрапляє у фокус. Подібна налаштування називається фазовою автофокусуванням. Для того, щоб розгледіти дзеркало в корпусі апарату, необхідно просто зняти оптику. Це одне з основних переваг дзеркальних камер перед беззеркальнимі цифровими.

Другий потік падає на фокусировочный екран. За допомогою цього фотографують здатний оцінити глибину різкості майбутньої картинки, а також точність фокусування. Опукла лінза, яка знаходиться над фокусирующим екраном, збільшує розмір одержуваного зображення. Дзеркало зникає після натискання на клавішу затвора, дозволяючи світлу без перешкод просочуватися в матрицю.

Пентапризма і видошукач

Потік світла, який проходить через фокусуючий екран, заходить в пентапризму. Остання у своєму складі має два дзеркала. Спочатку зображення з поворотного дзеркала перевернуто. Дзеркала пентапризма перевертають його, передаючи видошукач підсумкове зображення в звичайній формі.

Видошукач - це пристрій, що дозволяє фотографу заздалегідь оцінити кадри. Його головними рисами можна назвати:

  • світлість (формується залежно від якості і світлопропускаючих параметрів скла, з якого вона зроблена);
  • розмір (площа);
  • покриття (цей показник на сьогодні становить 96-100%).

Дзеркальні камери можуть бути облаштовані видошукачами наступних типів:

  • оптичний;
  • електронний;
  • дзеркальний.

Оптичні варіанти є більш поширеними. Подібні пристрої розміщені недалеко від системи лінз об'єктива. Їх перевагою є відсутність витрат електроенергії, а недоліком – деяке спотворення зображення, яке потрапляє в кадр.

Електронні пристрої являють собою маленький рідкокристалічний екран (РКД). Картинка передається з матриці самої камери на нього. Даний вид можна застосовувати навіть при сильному сонячному світлі, так як він розташовується всередині корпусу. Однак він споживає електричну енергію під час роботи.

Дзеркальні видошукачі вважаються найкращими, так як вони здатні забезпечити високу контрастність, якість обрисів об'єктів. Подібні пристрої переносяться на цифрові фотографічні пристрою з аналогових плівок. Зображення, видиме фотографом, створюється поворотним дзеркалом.

Матриця: основи роботи

Матриця професійного дзеркального фотоапарата являє собою аналогову або цифро-аналогову систему з фотосенсор. Останні є світлочутливими елементами, перетворюючими світлову енергію в електричний заряд (пропорційний яскравості світла). В результаті матриця переводить оптичне зображення в аналоговий сигнал (або цифровий). Далі вони проходять через перетворювач – мікропроцесор або карту пам'яті.

Основними рисами матриці є:

  • дозвіл;
  • розмір;
  • світлочутливість (ISO);
  • співвідношення між сигналом і шумом.

У дзеркальної фототехніки здобули популярність два типи матриць:

  • повнокадрові (такий же розмір, як у 35-мм плівки для фотоапарата );
  • усічені (діагональ зменшена).

Матриці розрізняються між собою наступними форматами:

  • Full Frame - повнокадрові (35×24 мм);
  • APS-H - матриці професійних фотоапаратів (29×19-24×16 мм);
  • APS-C - вживається в моделях споживчих виробів (23×15-18×12 мм).

Основи пристрою дзеркального фотоапарата

В цілому сам прилад складається з двох частин: фотоапарат (його іноді називають тушкою або корпусом фотоапарата) і об'єктив. Тушка разом з об'єктивом виглядає так.

Далі представимо схематичне зображення приладу. Воно відображає структуру «у розрізі». На малюнку нижче під цифрами позначені основні вузли фотоапарата.

Характеристика основних позначень на фото:

  1. Об'єкт є набір лінз, здатних пропускати світло, тим самим формуючи зображення.
  2. Всередині самого об'єкта розташована діафрагма, що представляє собою набір пелюсток, накладених один на одного таким чином, що формується круглий отвір.
  3. Площа цього кола буде залежати від того, на яку відстань будуть зрушені пелюстки від початкового положення. Виходить, що діафрагма служить для регулювання кількості світла, що пропускається. У неї є здатність відкриватися і закриватися. Якщо вона закрита повністю, то площа отвору мінімальна і попадання світла також знаходиться на мінімумі. Якщо вона відкрита, то картина зворотна.
  4. Далі світло, який пройшов через діафрагму, потрапляє на напівпрозоре дзеркало під номером 3. Якщо прибрати об'єктив, то найперше, що ми побачимо всередині, буде як раз дзеркало. На нього йде поділ потоку світла на дві частини.
  5. Перша половина потоку світла далі потрапляє в систему фокусування під номером 4. Дана система є не що інше, як декілька фазових датчиків, що визначають факт знаходження зображення у фокусі. Ці елементи створюють завдання по переміщенню лінз таким чином, щоб у підсумку потрібний об'єкт опинився у фокусі.
  6. Наступна частина потоку світла рухається до фокусировочному екрану 5. Він дозволяє оцінити точність фокусу і визначити, якою буде ГРИП в підсумковому варіанті знімка.
  7. Далі після екрана фокусування світло надходить у пентапризму у фотоапараті. Картинка, яка йде з об'єктива 1 на дзеркало 3, перегорнуто. Пентапризма у фотоапараті складається з двох спеціальних дзеркал, переворачивающих зображення, для того щоб воно прийняло нормальне розташування в видошукачі.
  8. Далі з пентапризма світло рухається у видошукач, де видно вихідне зображення (не перевернуте). Головні характеристики видошукача: покриття, розмір, світлість. В даний час в сучасних фотоапаратах його покриття становить близько 96-100%. Якщо воно менше 100%, то в такій ситуації фотографія виходить трохи більше, ніж видно самому фотографу. Однак таке відхилення незначно. Якщо дозвіл матриці висока, то все зайве можна буде прибрати. Розмір видошукача визначається його площею. Його світлість визначається його якістю і светопропускаемостью стекол. При збільшенні розміру видошукача і підвищення світлості стекол фотографу стає простіше проводити фокусування і визначати, потрапив об'єкт у фокус. Будь-якому фотографу приносить велике задоволення працювати з такими апаратами. Однак їх установка можлива, як правило, тільки в топові фотоапарати, а також в ті, що вище середнього рівня по ціні. Після того як повністю проведено налаштування фотоапарата і всіх його параметрів, фотограф натискає кнопку спуску. У даний момент дзеркало піднімається і світловий потік потрапляє на найголовніший елемент апарату - на матрицю.
  1. На малюнку дзеркало піднімається, відкривається затвор 1. У дзеркальних апаратах механічний затвор і визначає час надходження на матрицю 2. Цей проміжок часу називають витримкою (або час експонування матриці). Головні характеристики затвора наступні: лад і швидкість. З допомогою лага можна визначити, як швидко відкриваються шторки затвора після натиснення спуску. Чим менше цей лад, тим вище ймовірність того, що проносящаяся повз машина буде відображена на фото якісно. Як правило, у дзеркальних фотоапаратів лад затвора невеликий. Вимірюється він в мілісекундах. Швидкість затвора характеризує мінімальний час його відкриття, що означає мінімальну витримку. Якщо взяти бюджетну камеру, то це значення становить 1/4000 с. Якщо взяти дорогу, то час складе вже 1/8000 с. При піднятому дзеркалі світ нікуди не попадає, а рухається прямо на матрицю. Наприклад, в ситуації, коли ми використовуємо дзеркальну камеру, при фотографуванні весь час дивимося у видошукач, то після натискання спуску перше, що ми побачимо, - це чорна пляма. Цей час визначається витримкою. При установці витримки 5 секунд після натискання на спуск чорне пляма буде спостерігатися цей же час. Після того, як матриця дзеркального фотоапарата буде експоновано, дзеркало повернеться у вихідне положення, і світло знову буде надходити у видошукач. Таким чином, існують два основних елемента, які регулюють потік світла, що потрапляє на сенсор. Перший з них – це діафрагма 2. Вона визначає кількість світла. який пропускається. Другий – це затвор, що регулює витримку, або проміжок часу, протягом якого світло здатний потрапити на матрицю. Саме ці два механізми лежать в основі функціонування дзеркального фотоапарата. Від того, як вони поєднуються, залежить ефект від процесу фотографування. Для фотографа важливо розуміти їх сенс.
  2. Матриця 2 може бути представлена як мікросхема з світлочутливими елементами (фотодиодами), що мають здатність реагувати на світло. Перед матрицею у фотоапараті встановлено світлофільтр, який несе відповідальність за отримання кольорової картинки. Важливі характеристики матриці: розмір і співвідношення сигнал/шум. Чим вище ці параметри, тим краще для якості фотографій.

Після матриці зображення потрапляє на перетворювач АЦП, звідки рухається в процесор. Далі обробляється, і збереження в карту пам'яті.

Ще однією суттєвою деталлю дзеркальної камери є репетір діафрагми. Фокусування здійснюється при абсолютно відкритій діафрагмі. Коли у налаштуваннях фотоапарата виставляється закрита діафрагма, фотограф не побачить ніяких змін у видошукачі. Для того щоб побачити, як вийде кадр, можна натиснути кнопку. При цьому відбувається відкриття діафрагми до встановленого значення, зміни можна побачити.

Основні режими

Режими фотоапарата, як правило, згруповані за такими чотирма напрямками:

  • автоматичний, при якому камера сама визначає всі налаштування;
  • портретний застосовується для зйомки людей і дозволяє максимально виділити обсяг за рахунок розмиття заднього фону;
  • пейзажний режим надає максимальну глибину різкості, за рахунок чого можна отримати відмінну чіткість;
  • макрорежим дозволяє виконати максимальне наближення з фокусуванням на об'єкт;
  • спортрежим підходить для зйомки спортивних змагань і рухомих об'єктів;
  • нічний портрет для зйомки в погано освітлених місцях з допомогою спалаху;
  • програмний автоматичний P дає можливість встановити баланс білого, чутливість матриці, налаштування jpeg. Застосовується, коли немає часу на ручні настройки;
  • режим пріоритету витримки S, при якому фотограф виставляє витримку, а фотоапарат - діафрагму. Застосовується, коли потрібно підкреслити рух в кадрі;
  • режим пріоритету діафрагми А дозволяє виставити значення діафрагми, а витримку підбирає фотоапарат. Застосовується, коли знімають портрет;
  • ручний режим М: всі параметри встановлюються фотографом самостійно. Ідеальний для нічної зйомки і студійних фотографій.

Дзеркальний фотоапарат Canon

Дзеркальні фотоапарати "Кенон" виготовляються лідером світового ринку відео - і фототехніки. Логотип цієї компанії використовується на всіх аматорських та професійних пристроях. Практично за століття власної історії фірма затвердила професіоналізм у роботі, випустивши одну з найкращих моделей фотоапаратів. У числі самого широкого асортименту кожен користувач може знайти собі камеру у відповідності зі своїми вподобаннями.

Компанія Canon на ринку сучасної електроніки є одним з флагманів в плані виробництва фотоапаратури. Вона є самим передовим виробником у розробці дзеркальних камер. Широкий асортимент дозволяє підібрати придатну модель. Продукція компанії завжди характеризується високою якістю виконання і хорошою складанням дзеркальних фотоапаратів "Кенон". Дана фірма розробила серію Electronic Optical System (EOS) - дзеркальні камери з автоматичним фокусуванням.

Висновок

Досліджувані в рамках даної статті камери дозволяють робити якісні знімки завдяки великій матриці в пристрої дзеркального фотоапарата. Саме тому їх застосовують у своїй роботі професійні фотографи та аматори, які серйозно займаються фото. Важливим чинником популярності дзеркального фотографічного устаткування є також змінна оптика.