Принцип работы и устройство зеркальной фотокамеры

Видео фильм о том как устроена и работает типовая фотокамера:

Устройство зеркального фотоаппарата

Посмотрим на схематическое изображение цифрового зеркального устройства. Схема на рисунке ниже отображает внутреннюю структуру фотоаппарата в разрезе. На схеме арабскими цифпами маркированы основные блоки типовой зеркалки.

В рядовом зеркальном фотоаппарате свет следует через объектив (цифра 1), доходит до диафрагмы (2), которая регулирует световой поток, затем обработанный световой пучек попадает на полупрозрачное зеркало (3), и отражаясь и идет через систему фукосировки (призму цифра 4 на картинке выше), для перенаправления его в видоискатель. Цифровой дисплей добавляет к изображению дополнительную информацию о кадре и экспозиции (зависит от модели устройства).

Объектив (1) это комлект оптических линз, пропускающих свет и формирующих изображение.
Внутри объектива расположена диафрагма (2). Ее можно представить в виде цветочных лепестков, которые накладываются друг на друга и образуют отверстие круглой формы. В зависимости от того, на какое расстояние будут сдвинуты лепестки, будет зависеть площадь кружка. Таким образом, диафрагма предназначена для настройки количества пропускаемого светового потока. Она может открываться и закрываться. Часть света, прошедшая через диафрагму, через комплект линз попадает на полупрозрачное зеркало 3. На нем световой поток делится на две составляющие.
Первая следует на систему фокусировки 4, состоящую из нескольких фазовых датчиков, задача которых понять, находится ли изображение в фокусе и выдают команды на перемещение линз так, чтобы требуемый объект попал в фокус
Оставшаяся часть светового потока следует на фокусировочный экран 5, который дает возможность оценить точность фокусировки и увидеть, какой будет глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) в итоговом снимке. Над экраном из матового стекла, находится выпуклая линза, увеличивающая изображение.
С (5) свет идет в призму, которая состоит из двух зеркал, переворачивающих картинку, чтобы в видоискателе она отображалось правильно. Выступ сверху характерен для всех зеркальных фотоаппаратов и представляет собой - пентапризму.
С нее свет проходит в видоискатель, в котором мы и наблюдаем не перевернутое изображение. Основными техническими параметрами видоискателя являются покрытие, светлость и размер. В современных зеркальных фотоаппаратах покрытие видоискателя 96-100%. Если оно ниже 100%, то получаемая фотография будет чуть больше, чем ее видит фотограф. Размер видоискателя зависит от его площади, а на параметр светлость влияет в первую очередь качество изготовления и светопропускаемость стекол.

Принцип работы зеркального фотоаппарата

В тот момент времени, когда идет фотографирование, зеркало устройства фотоаппарата поднимается, открывая затвор. В этот момент световой поток попадает прямо на цифровую матрицуи происходит экспонирование кадра, или фотографирование. Далее закрывается затвор, снова опускается зеркало, и устройство готово к работе. Как видим, весь этот процесс внутри зеркального фотоаппарата проскакивает за доли секунды.

Затвор в зеркальных фотоаппаратах механический и задает точное время, в течении которого свет будет идти на матрицу. Это время в фотолюбительском деле принято называть выдержкой или временем экспонирования цифровой матрицы. Основными параметрами затвора являются: лаг и скорость. Первый определяет, как быстро распахнуться шторки затвора после нажатия кнопки – чем ниже лаг. У зеркальных фотоаппаратов лаг затвора измеряется в миллисекундах.

Скорость затвора - это минимальное время, в течении которого будет открыт затвор – т.е. минимум выдержку. На дешевых устройствах минимальная выдержка – 1/4000 с, на дорогих – 1/8000 с.

После окончания экспонирования матрицы фотоаппарата зеркало возвращается в начальное положение и свет опять идет в видоискатель. Таким образом у фотографа, имеются два основных элемента, управляющих световым потоком, попадающим на сенсор. Это диафрагма и затвор. Эти базовые понятия лежат в основе фотографии. Их вариациями можно достичь потрясающих результатов и очень важно понимать их физический смысл.

Матрица зеркального фотоаппарата это специализированная микросхема со светочувствительными фотодиодами, реагирующими на свет. Перед матрицей находится светофильтр, отвечающий за формирование цветной картинки. Двумя важными свойствами цифровой матрицы считают ее размер и соотношение сигнал/шум. Чем они больше, тем лучше.

С матрицы изображение поступает на АЦП (аналого-цифровой преобразователь), оттуда в виде цифрового кода в процессор и сохраняется на карту памяти.