A Fényképezőgépek Zárszerkezetei: Központi, Redőny- és Elektronikus Zárak Részletesen

A fényképezőgép optikai lencsékből és fényvédett részből álló szerkezet. A lencsék egy zárszerkezeten keresztül képet vetítenek egy rögzítő felületre (analóg filmre vagy digitális CCD-re). Latin eredetű szóval - kamerának is nevezik.

A fényképezőgép elődje a camera obscura volt, amely lényegében egy elsötétített szobából vagy dobozból állt, amelybe konvex lencsén keresztül engedtek fényt. A lencse fókuszpontjában lévő falon vagy papíron jelent meg a külvilág képe. A camera obscura működési elvét először az arab Ibn al-Haytham (Alhazen) írta le optikai tárgyú könyvében (1015-1021). Az első, gyakorlatban is használható fényképezőgépet Johann Zahn építette 1685-ben, de még közel 150 évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy igazán elterjedjen és széles körben használható legyen. Az első igazi fényképet a francia Joseph Nicéphore Niépce készítette 1826-ban vagy 1827-ben, egy Charles és Vincent Chevalier testvérek által gyártott fadobozos fényképezőgéppel.

A hagyományos vagy analóg fényképezőgépek a fényképet fényérzékeny filmre vagy lemezre rögzítik. A videókamerák és a digitális fényképezőgépek elektronikus úton, egy CCD vagy CMOS érzékelő segítségével készítik a képet, amelyet aztán mágnesszalagon vagy más adatrögzítő berendezésen rögzítenek.

A Zárszerkezet Szerepe a Fényképezésben

A fényképezőgép zárjának egyetlen feladata van: gondoskodnia kell arról, hogy a megfelelő mennyiségű fény jusson az érzékelőhöz. A kép elkészítését exponálásnak nevezik, vagyis amikor a zár kioldásával a fényérzékeny filmet vagy érzékelőt kiteszik a tárgyról visszaverődő fénysugaraknak. Az expozíciós idő függ a rendelkezésre álló fény erősségétől, illetve az objektív fényerejétől függ, amely a beállítható legtágabb nyílást jelöli, amelyen keresztül a fény átjuthat.

A fényképezőgépekben a zárszerkezet (shutter) feladata annak biztosítása, hogy a megvilágítás a kívánt ideig érje a fényérzékeny felületet. Ennek az időnek a neve záridő. Régen olyan egyszerű volt. A fényképezőgép zárja kinyílt és újra becsukódott. A kettő közötti idő volt az expozíciós idő. A digitális korszakban ez többféleképpen is megvalósítható.

XC90 központi zár javítási útmutató

A Zárszerkezetek Típusai és Működésük

A záraknak alapvetően három típusával találkozhatunk: központi zárak, redőnyzárak, elektronikus zárak. Bár nincs közvetlen összefüggés, de ezek felhasználási területe ma egy-egy fényképezőgép kategóriához kötődik.

Redőnyzárak (Focal Plane Shutter)

A kisformátumú digitális tükörreflexes és távmérős fényképezőgépekben leginkább a redőnyzár (focal plane shutter) az elterjedt. Ahogyan angol nyelvű elnevezése is utal rá, közvetlenül az érzékelő előtt helyezkedik el. A redőnyzár kettő darab redőnyből (curtains) áll, amelyek régebben textilből készültek, ma már inkább fémet használnak erre a célra. A redőnyök általában függőleges irányban mozdulnak el (vertical travel fps), ezt a folyamatot lefutásnak nevezzük.

Az első redőny alaphelyzetben takarja a képérzékelőt és lefutás közben szabaddá teszi a fény útját. A második redőny ennek pontosan az ellenkezője, tehát alaphelyzetben beereszti a fényt, lefutása közben pedig útját állja. A két redőny lefutásának indítása között eltelt idő maga a záridő, amely folyamatos fény esetén meghatározza az expozíciós időt. A teljes felület egyenletes megvilágítása érdekében alapvető fontosságú, hogy a redőnyök azonos sebességgel mozogjanak.

Nyilvánvaló, hogy a redőnyök nem végtelen sebességgel futnak le, hiszen mechanikus szerkezetek. Ha a záridő lényegesen nagyobb, mint a redőnyök lefutásához szükséges idő, akkor egy rés figyelhető meg, amely végigfut az érzékelő előtt. A nyílásnak azt a peremét, amely először lép be az érzékelő felé, az 1. redőny valósítja meg, a nyílás másik peremét, amely később lép be, a 2. redőny. Észre kell tehát vennünk, hogy ha a téma statikus és megvilágítása folyamatos, akkor a rés láthatóságában meglévő különbségnek semmilyen jelentősége nincs az expozíció szempontjából.

Teljesen más azonban a helyzet, ha a megvilágítás nem folyamatos. A fényképészetben a leggyakrabb kiegészítő fényforrás a villanófény (vaku). Ezekre jellemző, hogy a fényenergia jelentős részét egy igen rövid fényimpulzus formájában sugározzák ki, amely ezredmásodpercnél is rövidebb. Ha az expozíciót létrehozó fénymennyiség jelentős része úgy éri a zárszerkezetet, hogy az érzékelő egy része ebben a pillanatban takarva van, hibás képet kapunk.

Zárjavítás és átalakítás

A villanást alaphelyzetben úgy időzíti a fényképezőgép, hogy az 1. redőny lefutása után induljon. Ez a helyzet elkerülendő. Meg kell keresni azt a legrövidebb záridőt, amely mellett a zárnak van olyan állapota, hogy az érzékelő teljes felülete nyitott marad. Ez az idő a redőny lefutásához szükséges idő és a villanófény impulzusának hossza, amelyet vakuszinkron-időnek nevezünk. Jellemző értéke: 1/50s-1/500s, jelölése: X, az ehhez szükséges szinkron üzemmódnak pedig: X-Sync. A korszerű rendszervakuk már mind ismerik a nagy zársebességű üzemmódot. Ennek lényege, hogy a villanófényt sorozatosan újragyújtja az elektronika, amely így közel folyamatos (kitart a 2. redőny lefutásáig) megvilágítást hoz létre, ezáltal a redőnyzár a vakuszinkron időtől rövidebb záridővel is használható. Az ehhez szükséges szinkronizálásnak külön jelölése van, hiszen ilyenkor a vaku nem az 1. redőny leérkezésekor (X-Sync), hanem annak elindulásakor lép működésbe. Utóbbi neve FP-Sync (Flat Peak - lapos csúcs) amely utal arra, hogy nem egy rövid fényimpulzusról van szó.

A redőnyzár működési elvéből adódó jelenség, hogy a nagy sebességgel mozgó témáról torz képet hoz létre. A redőnnyel megegyező irányban mozgó tárgyat nyújtja, a vele szemben mozgót összenyomja, a merőleges irányban haladónál pedig megdönti a vonalokat. Ez abból ered, hogy kis záridőnél a rés lefutásának következtében az érzékelő különböző részeit más és más időpontban éri el a fény, így a mozgó téma eltérő állapota kerül megörökítésre a kép alján és tetején.

A redőnyzár bonyolult és drága szerkezet. Nem csak pontosan és gyorsan kell lefutnia a redőnyöknek, de azok alaphelyzetbe állításáról is gondoskodni kell. Egy redőnyzárral működő fényképezőgép megbízhatóságában kulcsszerepet játszik a zár élettartama, a vele elkészíthető képek száma.

Központi Zárak (Central Shutter)

Az objektívbe épített zárszerkezetet vagy központi zárat, mint neve is mutatja, az objektív vázába építik be. A zárat rugóval megfeszített fém lamellák alkotják. Exponáláskor az objektíven áthaladó fénynek a lamellák nyitása ad egyre nagyobb utat (vagyis keresztmetszetet), majd záráskor fokozatosan zárják el a fény útját.

Ezzel szemben a központi zárat könnyű a vakuval szinkronizálni, hiszen annak csak akkor kell megvilágítani a témát, amikor a zár teljesen ki van nyitva. A központi zárakat főként közép- és nagyformátumú fényképezőgépekben használják, de egyes kompakt fényképezőgépekben is előfordul. A legismertebb típus lamellákból (levelekből - leaf shutter) épül fel, amelyek egyszerre fordulnak el saját csapágyuk körül. Működése során a nyílása az optikai tengelyre nézve koncentrikusan tágul és szűkül, ezért a redőnyzárakkal ellentétben itt nincs vakuszinkron-határ. A professzionális fényképészetben, ahol összetett vaku-rendszereket használnak, ennek rendkívül nagy a jelentősége.

Espace 3 központi zár problémák

A központi zár általában az objektívben helyezkedik el, olyan helyen, ahol nem túl nagy a fénynyaláb átmérője, tehát közel a fényrekeszhez, gyakran egybeépítve annak szerkezetével. Ebből következik, hogy minden egyes objektívbe külön zárat kell építeni, amely drágítja az objektív előállítását. Bár léteznek extrém gyors típusok is, a leggyakrabban beépített központi zárakkal nem érhető el olyan rövid záridő, mint a redőnyzárakkal (minimum kb. 1/500s). Mivel a központi zár az objektívben van, közel a fényrekeszhez, és nem végtelen nagy sebességgel nyílik ki és záródik be, a rekeszszám módosítja a valós záridőt. Ennek oka, hogy szűk fényrekesznél a zár az indítása után azonnal nyitottnak tekinthető, hiszen csak a közepe van használva. Nyitottabb rekesznél több idő telik el, amíg a fényút jelentős része szabaddá válik.

Az első COMPUR zárat Friedrich Deckel tervezte 1912-ben. Ez a központi zár a diafragma központi zárnál pontosabb volt, precízen tudta az expozíciós időket biztosítani. A COMPUR zár magába foglal egy blendét és egy zárszerkezetet. Előnye a redőnyzárhoz képest, hogy sokkal halkabb, és bemozdulásmentes expozíciót eredményez. Hátránya, hogy minden objektívhez meg kell venni, és a jó minőségű központi zár drága. Mai napig a nagyformátumnál használt objektíveken használják. A Deckel cég 1984-ben összeolvadt a PRONTOR zárakat gyártó Alfred Gauthier céggel, akkor már mindkettő a Zeiss tulajdona volt. Ma Prontor és a japán Copal márkájú központi zárakat lehet megvenni. A központi zár egy mechanikai csoda, legközelebb a precíz óraszerkezethez hasonlítható, de itt sokkal nagyobb igénybevétel lép fel, mint az óraszerkezetnél.

Elektronikus Zárak

Az elektronika által vezérelt, de mechanikus elemeket tartalmazó zárakat gyakran elektronikus záraknak nevezik, de az utóbbi időben egyre inkább a képérzékelő által megvalósított zár-funkcióra gondolunk. A valóságban tehát ez nem egy önálló eszközt jelent, hanem a képérzékelő azon tulajdonságának vezérlését, hogy a rá eső fényt (fotonokat) egy adott pillanatban gyűjti-e vagy sem. Leginkább kompakt fényképezőgépekben alkalmazzák, de mindenhol megtalálható, ahol élőkép (LiveView) megjelenítésre van szükség. Az elektronikus zárak előnye, hogy nem tartalmaznak mozgó alkatrészt, ezért az élettartamuk nem hasonlítható a mechanikus típusokhoz. Hang nélkül működnek, ismétlési sebességük is többszörös lehet a klasszikus redőny- vagy központi zárakhoz képest. Gyorsabb expozíciós idők is lehetségesek, akár 1/64 000 másodpercig vagy még tovább. Ezek a zárak a tükör nélküli fényképezőgépekre korlátozódnak. Az elektronikus zár további előnye, hogy lehetővé teszi a hosszú expozíciós idők használatát is. Ez különösen hasznos lehet éjszakai vagy alacsony fényviszonyok között, amikor hosszabb expozíciós időre van szükség a megfelelő expozíció eléréséhez. A cserélhető objektíves fényképezőgépekben a mozgóképfelvétel lehetőségének megjelenésével szükségessé vált, hogy állókép esetén a mechanikus, mozgókép esetén az elektronikus zár működjön.

Gördülő Zár Effektus és Globális Zár

A normál elektronikus zár esetében az érzékelő adatainak kiolvasása soronként történik. Bár az expozíciós idő rendkívül gyors lehet, a kiolvasási idő a sávszélességre korlátozódik. Ha a kiolvasás nem elég gyors, a gördülő zár effektus (rolling shutter) lép fel, és színeltolódás láthatóvá válhat. A legtöbb fényképezőgépeknél alkalmazott legtöbb zár típus szenved valamilyen mértékben a gördülő zár effektustól, a globális zárat (global shutter) leszámítva. Az elektronikus zár soronkénti kiolvasása miatt ez a rendszer szenved a leginkább ettől a hatástól.

A hatás akkor jelentkezik, ha gyors vízszintes mozgás történik, akár a fényképezőgép, akár a téma által. Amikor az érzékelőt soronként pásztázza, a kamera vagy a téma mozgása az érzékelő pásztázása közben halad előre. Ez a téma vagy a háttérben lévő függőleges vonalak deformációját eredményezi. A gördülő zár hatást nem befolyásolja az expozíciós idő. Nem számít, hogy 1/500 másodpercet vagy 1/32 000 másodpercet használunk. Csak az érzékelő kiolvasási sebessége befolyásolja.

Az elektronikus zár hátrányai kiküszöbölhetők, ha a teljes érzékelőt egyetlen pillanatban rögzítjük, nem pedig soronként. Ezt nevezzük global shutternek, magyarosan globális zárnak. Ehhez rendkívül nagy sávszélességre van szükség, hogy az összes rögzített digitális információ elférjen, továbbá egy gyors képfeldolgozó processzorra is. A global shutter előnye a gördülő zár effektus teljes hiánya. Emellett a vakus fényképezés szinte minden expozíciós idővel elvégezhető, feltéve, hogy a vaku időtartama elég rövid.

Vannak hátrányai is. Sok energiát igényel, ami nagyobb hőtermeléssel jár. Emellett nagy a jelveszteség is. Ezért a dinamikatartomány és az ISO-teljesítmény elmarad más modern érzékelőkhöz képest. Éveken át csak álmodhattunk arról, hogy egyszer elérkezik majd az elektronikus központi zárak kora, de a technológiai korlátok és a költségek közbeszóltak. Aztán most, az elmúlt napokban a Sony váratlanul bejelentette a világ első - ráadásul full frame méretű - olyan szenzorral szerelt fényképezőgépét, ahol a pixelek kiolvasása nem soronként, fentről lefelé haladva, hanem egyszerre történik.

Elektronikus Első Redőny (E-FRC)

Lehetséges a mechanikus és az elektronikus zár kombinációja is. Ezt elektronikus első redőnynek nevezzük. Ahogy a neve is mutatja, az expozíció elektronikusan kezdődik, és a mechanikus második redőnnyel ér véget. Bizonyos értelemben ez egy mechanikus zár az elektronikus zár előnyeivel. Nincs szükség az első redőny bezárására az expozíció előtt, és így nincs az első redőny mozgása miatti rezgés. A teljes mechanikus zárhoz képest kevesebb zaj is keletkezik, és gyorsabb vakuszinkronizálási idők is lehetségesek. Előfordulhat azonban a kép deformálódása, és sávosodás léphet fel. Ez hatással van a bokeh-re is, amely deformálódik és kevésbé lesz mutatós.

A Zárak Összehasonlítása

A zárszerkezetek különböző tulajdonságai befolyásolják a fényképezés során elérhető eredményeket. Az alábbi táblázatban összefoglaltuk a legfontosabb jellemzőket:

A Fényrekesz (Blende) és a Mélységélesség Kapcsolata

Az objektívekben a lencserendszer fősíkjának közelébe fényrekeszt (vagy más néven blendét) építenek be. A rekesz segítségével lehet szabályozni a lencsén áthaladó és a gép belsejébe jutó fény mennyiségét, ezzel befolyásolva a kép elkészítéséhez szükséges expozíciós idő hosszát. A legtöbb objektívben ún. írisz- vagy lamellás rekesz található, amely egy, a lencsék között elhelyezett, kör alakú nyílást képező lamellákból áll.

A rekesz állásának megfelelő, ún. rekeszszámokat (f-számok) a rekeszállító gyűrűn vagy egy külön skálán szokták feltüntetni. A rekesz minden egyes állása az előzőhöz képest fele annyi fényt enged be, ezt az ún. f szám jelöli. Az f1 rekeszállás lényegében a teljes fénymennyiséget átengedi, a következő (f1,4) ennek felét, a rákövetkező (f2) ennek a felét, azaz az f1 negyedét. A rekeszértékek sorozata mértani sorozatot alkot.

A rekesz lényege, hogy a rekesznyílás szűkítésével a mélységélesség növekszik, tehát egyre több témaelem lesz éles a képen. A mélységélesség tehát azt jelenti, hogy a beállított fókuszponttól milyen távolságig eső képpontok minősülnek élesnek. Nagy rekesznyílás (kis f-szám, pl. f/1.8) esetén a mélységélesség kicsi, míg kis rekesznyílás (nagy f-szám, pl. f/16) esetén a mélységélesség nagy. Ezért a portréfotózásnál gyakran használnak kis mélységélességet, hogy a háttér elmosódjon, míg tájképfotózásnál nagy mélységélességre törekszenek, hogy minden részlet éles legyen.

tags: #központi #zár #fényképezőgép #információk

• Gyakori Master problémák és megoldásaik
• átfogó diagnosztikai útmutató Mazda 3 indítási hibákhoz
• Elektromos hibák javítása Lada késes biztosítéktáblával
• Előtét-ellenállás hibajelenségei
• Új elektromos Cayenne