Реферат: Фотоаппарат

Рижскаявечерняя

гимназия

ученица 12 s класса

СнежанаБехена

ФОТОАППАРАТ

(реферат по физике)

2002 год
Соержание

1      Фотоаппарат. 2

1.1       Фотокамера. 2

1.2       Объектив. 2

1.2.1        Фокусное расстояние. 3

1.2.2        Относительное отверстие объектива. 4

1.2.3        Разрешающая сила. 4

1.2.4        Диафрагма. 4

1.2.5        Фокусировка объектива. 5

1.2.6        Видоискатель. 9

1.3       Затвор. 10

1.4       Экспонометры и экспонометрические устронства. 11

1.5       Механизм протяжки фотопленки. 12

1.6       Синхроконтакт. 12

1.6.1        Автоспуск. 12

1.7       Фотоматериалы. 13

2      Используемая литература. 14

1   Фотоаппарат.

Важнейшимичастями всех аппаратов являются фотокамера, объектив, устройство для фокуси­ровкиобъектива, видоискатель, затвор в ленто­протяжный механизм. Полее совершенныефотоап­параты оснащаются дополнительно экспонометрическим устройством иливстроенным экспоно­метром, синхроконтактом, автоспуском и други­миприспособлениями.

В зависимостиот типа используемого фотома­териала все фотоаппараты подразделяют на плё­ночныеи пластиночные.

В зависимостиот системы видоискателя и спо­соба фокусировки фотоаппараты бывают дальномерные,зеркальные (одно и двухобъективные) и с простейшей фокусировкой по шкалерасстоя­ний.

1.1  Фотокамера

Светонепроницаемаякамера, ко­торая одновременно является корпусом фотоап­парата. Внутрифотокамеры монтируются основ­ные узлы и механизмы фотоаппарата, а снаружирасположены их органы управления. Фотокамера имеет гнездо для присоединенияобъектива. У со­временных малоформатных фотоаппаратов фото­камера имеет заднююоткидную крышку. В ниж­ней части фотокамеры сделано резьбовое гнездо дляустановки фотоаппарата на штатив.

1.2  Объектив

Является важнейшей частьюфотоаппа­рата и служит для создания на светочувствитель­ном слое фотоплёнки(фотопластинки) оптического изображения фотографируемого предмета. Объек­тивсостоит из трёх или более линз, закреплён­ных в одной металлической оправе. Дляумень­шения световых потерь вследствие отражения лу­чен от поверхностей линзпоследние покрывают тонкими слоями различных веществ, уменьшаю­щих коэффициентотражения света, т. е. увели­чивающих прозрачность объектива (бывают однослойныепокрытия, но чаще многослойна). Такие объективы называются просветлёнными.

Основнымипараметрами   (характеристиками) объектива являются: фокусное расстояние,угловое поле изображения, относительное отверстие и раз­решающая сила.

1.2.1  Фокусное расстояние.

Фокусноерасстояние (f') определяет размер даваемогообъективом изображения, т. е. его масштаб или линейное увеличение. Чем большефокусное расстояние, тем больше масштаб полу­ чаемого изображения при одном итом же расстоя­нии до фотографируемого предмета. Большинствoфотообъективов имеет постоянное фокусное рас­стояние, величина которогоуказывается па их оправе. Некоторые фотоаппараты имеют объективы с переменнымфокусным расстоянием, которое можно плавно изменять в определённых пределах.Фотообъективы, у которых фокусное расстояние примерно равно диагоналикадровой рамки фото­аппарата (1k),принято называть нормальными. Если f превышает 1k, то такие объективы назы­ваются длиннофокусными; некоторыедлиннофо­кусные объективы называют телеобъективами. Объективы, фокусноерасстояние которых меньше lk,называются короткофокусными.

Угловое полеобъектива в прост­ранстве изображений. Любой объек­тив образует оптическоеизображение в пределах некоторого круглого по форме участка, называе­мого полемизображения. Качество изображения ухудшается по мере удаления от центра поля,т.е. от точки пересечения оптической оси объек­тива с плоскостью изображения.Поэтому при фото­графировании используется не всё поле изображе­ния, а толькоего центральная зона, в пределах которой качество изображения является удовле­творительным.Угол, образованный лучами, иду­щими из центра выходного зрачка объектива ккрайним точкам полезного поля изображения, называется угловым полем объектива.    Кадроваярамка фотоаппарата должна располагаться внутри полезного поля изображения.Объективы, угло­вое поле которых находится в пределах от 45° до 60°, называютсянормальными, с углом, превы­шающим 60°,— широкоугольными.

1.2.2  Относительное отверстие объек­тива.

Относительноеотверстие объек­тива — отношение диаметра его входного зрач­ка к фокусномурасстоянию, записывается в виде 1: К, где К — диафрагменное число, показываю­щее,во сколько раз фокусное расстояние объекти­ва больше диаметра его входногозрачка. Это чис­ло, называемое диафрагменным числом, наносится на шкалудиафрагм объектива. Чем больше вели­чина относительного отверстия, тем вышеосвещён­ность оптического изображения, даваемого объек­тивом, т. е. тем большесветосила объектива.

1.2.3  Разрешающая сила.

Разрешающая сила(способность) Л' выражается максимальным числом ли­ний (штрихов), приходящихсяна 1 мм в оптическом изображении специальной испытательной таб­лицы (миры). Чемвыше разрешающая способность объектива, тем большее число мелких деталей изоб­ражаетсяобъективом раздельно.

1.2.4  Диафраг­ма.

Все съёмочныеобъективы имеют диафраг­му — механическое устройство, служащее для изменения ихотносительного отверстия. Диафраг­ма помещается обычно между линзами объективаи содержит несколько серповидных лепестков, ко­торые образуют, перекрывая другдруга, примерно круглое отверстие. Диаметр отверстия изменяется в соответствиис установленным по шкале значе­нием диафрагмы К. Лепестки соединены с поворот­нымкольцом, смонтированным на оправе объек­тива. На кольце имеется индекс,смещающийся при повороте кольца относительно шкалы, деле­ния которой рассчитанытак, что при повороте кольца на одно деление освещённость оптическогоизображения, образуемого объективом, изменяет­ся в два раза. Процесс измененияотносительного отверстия объектива называется диафрагмиро­ванном. Приуменьшении относительного отверс­тия (увеличении К) наряду с понижением освещён­ностиоптического изображения увеличивается глубина резко изображаемого пространства.

Объективы,предназначенные для зеркальных фотоаппаратов, стали делать с так называемой«прыгающей» диафрагмой. У таких объективов значение диафрагмы устанавливаетсязаранее, но световое отверстие объектива остаётся при этом полностью открытым.Это позволяет фо­кусировать объектив и устанавливать границы изображенияснимаемых предметов при полностью открытой диафрагме, т. е. при наибольшей егоосвещённости. При нажатии на спусковую кнопку затвора фотоаппаратанепосредственно перед его срабатыванием механизм прыгающей диафрагмы изменяетсветовое отверстие (обычно скачкообраз­но под действием ранее взведённойпружины), после чего срабатывает фотозатвор и затем диаф­рагма снова полностьюоткрывается (немедленно или в процессе перемотки фотоплёнки и взвода затвора).

1.2.5  Фокусировка объектива.

Фокусировка объектива— переме­щение оптического блока (или его части) объекти­ва вдоль оптическойоси с целью совмещения опти­ческого изображения снимаемого предмета с плос­костьюсветочувствительного слоя фотоматериа­ла — может выполняться несколькимиспособа­ми. Наиболее проста фокусировка по шкале рас­стояний, наносимой нафокусировочное кольцо объектива. При повороте кольца обеспечивается нужноеперемещение оптического блока объекти­ва. Недостаток такой фокусировкизаключается в том, что предварительно нужно определять рас­стояние доснимаемого предмета. Для упрощения и фокусировки шкала расстояний часторазбивается на несколько зон в зависимости от характера съём­ки: одна из зонсоответствует портретной фото­съёмке, вторая — фотосъёмке групп людей, тре­тья— пейзажа (рис. 1). Каждая зона обознача­ется условным знаком (символом),отсюда назва­ние — фокусировка по символам. Фокусировка объектива сводится кустановке нужного символа, нанесённого на кольцо фокусировки, против ин­дексашкалы расстояний.

В современныхфотоаппаратах наиболее широко распространены два способа фокусировки: по ма­товомустеклу (обычно в сочетании с двумя опти­ческими клиньями или системоймикропирамид) и с помощью монокулярного дальномера.

Взеркальных фотоаппаратах типа «Зенит» между съёмочным объективом 1 (рис.1) и фото­плёнкой располагается подвижное зеркало 2, которое направляетсветовые лучи в видоискатель, а оптическое изображение снимаемого предметаполучается на плоской матированной поверхности липзы 5. За этой линзойрасположены пента призма 6 и окуляр 7, при помощи которого фо­тографнаблюдает изображение, образуемое съё­мочным объективом на плоской поверхностилин­зы. Перед срабатыванием фотозатвора зеркало поднимается в положение,показанное пунктиром, и оптическое изображение предмета съёмки по­лучается насветочувствительном слое фотоплёнки 4, перед которой расположенакадровая рамка 3. Для повышения точности фокусировки исполь­зуют дваоптических клина полукруглой формы, которые вставляются в цилиндрическое углуб­ление,сделанное в центре матированной поверх­ности. Если оптическое изображение объектасъём­ки не совпадает с матированной поверхностью, то при наблюдении сквозьклиновое устройство оно видно раздвоенным, причём оба изображения смещаютсяклиньями в разные стороны.При фокусировке фотограф перемещает объективдо того положения, при котором оба изображения сливаются в одно.

/>

/> <td/>

Рис. 1. Схема зеркального фотоап­парата типа «Зенит»: 1 — съёмоч­ный объектив; 2 — подвижное зер­кало; з — кадровая рамка; 4 — фо­топлёнка; 5 — линза; б — пента-призма;  7 — окуляр;   8 — глаз фотографа*

 

Часто вместоплоско-выпуклой линзы приме­няют линзу Френеля, содержащую несколько коль­цевыхзон, действующих как выпуклая поверх­ность обычной линзы. Эта линза делается изорга­нического стекла, что значительно уменьшает её вес. Клиновое устройство утакой линзы заменено системой мельчайших пирамид (микропирамид), называемой микрорастром.   При наблюдении через микрорастр малейшая неточность вфокусировке объектива проявляется в ви­де нерезкости изображения, болеезаметной, чем она на­блюдается аа матированной поверхности.

            На рис. 2 пока­занапринципиальная схема дальномерного фотоаппарата. Фотограф наблюдает фотогра­фируемыйпредмет 1 через ви-

Рис. 2. Схема фотоаппарата с монокулярным дальномером: 1— фотографируемый предмет; 2 — объектив видоискатели; 3 — зер­кало; 4 — окуляр; 5 — глаз фото­графа; 6 — съёмочный ооъектив; 7 — зеркало.

  />

доискатель. В, состоящий н.ч объектива3 и оку­ляра 4, непосредственно через отперстие в зеркало 3и с помощью вспомогательной системы, включаю­щей зеркало 7 и объектив 2.Зеркало 7 смещено относительно оптической оси видоискателя на некотороерасстояние, называемой базой монокулярного дальномера. Так как световые лучи,идущие от предмета 1 через основную и вспомогательную ветви дальномера,составляют между собой некоторый угол 8, то через окуляр дальномера наблюдаютсядва смещённых изобра­жения (как это показано на рисунке внизу справа). Впроцессе фокусировки съёмочного объектива 6, то есть при его перемещениивдоль оптической оси, при помощи устройства, называемого опти­ческимкомпенсатором (на рисунке он не показан), фотограф добивается такого положения,когда два. изображения, видимые в поле зрения, совмес­тятся в одно.

1.2.6  Видоискатель.

Видоискательпредназначен для наблюдения фотографируемых объектов с целью выбора точкисъёмки, обеспечивающей желаемое расположение изображений объектов в пределахноля кадра (желаемое композиционное построение кадра). Часто видоискательсовмещён с устройством для фокусировки объектива.

Если оптическая ось видоискателя(линия ви­зирования) смещена относительно оптической оси съёмочного объектива,то такие видоискатели называются параллаксными. Через такой видо­искатель видналишь часть того пространства, которое изображается объективом в пределахкадровой рамки. Этот недостаток наиболее сильно проявляется при съёмке близкорасположенных объектов. К параллаксным видоискателям отно­сятся все приставныевизирные устрой В шторном затворе две ме­таллические или матерчатые шторки,расположенные непосредственно перед кадровым окном аппарата, перемеща­ютсявдоль плоскости кадра. При сра­батывании затвора шторки перемеща­ются вдоль илипоперёк кадрового окна одна за другой; ширина образовавшей­ся между шторкамищели может регу­лироваться. Чем больше скорость дви­жения шторок и чем меньшеширина ства и видошжатели дальномерных фотоаппаратов. Указанного выше недо­статкалишены так называемые зеркаль­ные видоискатели однообъекгивных фо­тоаппаратов(см. рис. 1). C помощью зеркала 2 оптическая осьвидоискателя совмещается с оптической осью съёмоч­ного объектива 1, чтообеспечивает беспараллаксное наблюдение оптического изображенияфотографируемого объек­та. Линза 5 имеет прямоугольную фор­му, размерыеё сторон близки или равны размерам кадровой рамки 3. Для того чтобынаблюдаемое изображе­ние объекта было прямым (то есть в та­ком положении, вкаком находится сам объект съёмки), верхняя грань пента-призмы 6делается в виде крыши, что показано на рисунке сплошной линией (такаяпентапризма называется крыше-образной). В процессе сборки фотоап­паратадобиваются того, чтобы расстоя­ния /I и It былиравны между собой (разница не должна превышать 0,02— 0,03 мм).

1.3  Затвор

Служит для того,чтобы про­пускать световые лучи, идущие от объекта съёмки ксветочувствительному слою в течение определённого, зара­нее выбранногопромежутка времени, называемого выдержкой. Различают за­творы центральные ишторные.

Центральныйзатвор с по­мощью тонких лепестков открывает све­товое отверстие объектива отего центра к краям, а закрывает его наоборот — от краёв к центру. Монтируетсяон обыч­но между линзами объектива, рядом с диафрагмой.

В шторномзатворе две ме­таллические или матерчатые шторки, расположенные непосредственноперед кадровым окном аппарата, перемеща­ются вдоль плоскости кадра. При сра­батываниизатвора шторки перемеща­ются вдоль или поперёк кадрового окна одна за другой;ширина образовавшей­ся между шторками щели может регу­лироваться. Чем большескорость дви­жения шторок и чем меньше ширина щели. тем меньше выдержка. Такимобразом, если в центральном затворе световые лучи одновре­менно поступают ковсем точкам кадра, то в штор­ном затворе светочувствительный слой экспони­руетсяпоследовательно, участок за участком, то есть различные участкисветочувствительного слоя экспонируются в разное время. Если скорос­ти обеихшторок неодинаковы, то это приводит к неравномерности выдержки, с которой экспо­нируютсяразличные участки кадра, что снижает качество получаемого фотоснимка. Внекоторых фотоаппаратах используется веерный затвор. который являетсяразновидностью шторного запора. Для автоматизации процесса обработки различныхпо продолжительности вы­держек затворы фотоаппаратов оснащают либо механическимиperyляторами выдержки (обычно — тормозными механизмамианкерного типа), либо электронными управляющими устройствами.

1.4  Экспонометры и экспонометрические устронства

Предназначеныдля определения и установки диафрагмы и выдержки они называются экспозииионнымипараметрами в зависимости от све­точувствительности фотоматериала и освещен­ности(яркости) сличаемых предметов. Приме­няются экспонометры табличные, визуальные(оп­тические) и фотоэлектрические. Табличные экспо­нометры — наиболее простые.Они включают не­сколько таблиц и шкал (пять и более), нанесен­ных на дисках,линейках или барабанах. В табли­цахсодержатся данные об условиях съемки: время года, место и время съемки,расстояние до предмета, применяемый фотоосветитель и др. На шкалах экспонометрананосят значения свето­чувствительности фотоматериала, продолжитель­ностивыдержки и диафрагм. После необходи­мого взаимного расположения шкал и таблиц,в соответствии с условиями съемки фотограф определяет желаемое сочетаниевыдержки и диа­фрагмы.

1.5  Механизм протяжки фотопленки

Приводимый вдействие поворотом рифленой головки или особого рычага (называемого курком),перемещает фото­пленку на один кадр после каждой съёмки. Одновременно при этомпереводится на одно деление и счетчик кадров и взводится фотозатвор.

1.6  Синхроконтакт

            Предназначен для включениялампы-вспышки согласованно с определённой фазой срабатывания затвора. Интервалвремени между моментом замыкания синхроконта и фазой срабатывания затвораназывается временем упреждения синхроконтакта. Продолжительность времениупреждения зависит от инерционности (времени запаздывания) лампы-вспышки. Всвязи с этим применяются синхроконтакты двух типов:

Х-контакт — для подключениямалоинерционных электронных ламп-вспышек и М-контакт — для подключения ламп-вспышекоднообразного действия со временем запаздывания около 20 мил­лисекунд.

1.6.1  Автоспуск.

Автоспуск — механизм для  автоматического спуска затвора через определённое время после его включения.Автоспуск может быть составным узлом фотоаппарата или отдельным приспособ­лением,присоединяемым к фотоаппарату при помощи спускового тросика. Время действия ав­тоспускаравно 10—15 секундам. Автоспуск по­зволяет фотографу снимать самого себя.

1.7  Фотоматериалы.

Фотоматериалы,используемые в фотографии, имеют определённую чувствительность к воздейст­виюсвета. Основными составными частями любого фотоматериала являются основа(подложка) и на­несённый на неё светочувствительный слой. По ви­ду основыфотоматериалы подразделяются на фотопластинки, фото и киноплёнки и фотобумаги.Основа у фотопластинок стеклянная, у фото- киноплёнок — из специальных сортовцеллю­лозы или лавсана, а у фотобумаг — из плотной бумаги или картона.

2   Используемая литература

Справочник фотографа, Москва, 1970 г.

Техника фотографии, Москва, 1973 г.

Проектиравание фото- и киноприборов, 2 издание, Москва, 1976г.

Справочник фотолюбителя, Москва, 1977 г.