Юный техник, 2002 № 12

С самого зарождения «светописи», а иными словами — фотографии стало ясно, что ее успехи возможны лишь при условии, что на светочувствительный фотоматериал будет попадать строго дозированное количество световой энергии. Такое дозирование, называемое экспозицией, может достигаться изменением продолжительности облучения, либо его интенсивностью, или тем и другим вместе.

Для расчета экспозиции применялись громоздкие таблицы, учитывающие множество факторов. Все это требовало весьма солидного времени. Остро ощущалась необходимость в инструментальной оценке реальной освещенности на месте съемки.

Одним из первых подобных средств стал актинометр Винна (рис. 1), упоминаемый в каталоге «Склада фотографических принадлежностей П.О. Гофмана» за 1904 год.

«Сердцем» актинометра служила полоска светочувствительного материала, темнеющего под действием света. Оценка освещения делалась на основании времени потемнения до плотности, равной эталонной, нанесенной рядом со светоприемником. Затем ставились в определенные положения распределенные на приборе кольца со шкалами времени и чувствительности фотопластинок. Так определялись необходимые для съемки диафрагма и скорость срабатывания затвора. Результат получался и быстрее и достовернее, чем по таблицам, но все же отнимал значительное время.

Более оперативную оценку давал появившийся позднее экспонометр с «оптическим клином» — узкой стеклянной пластинкой со ступенчато нарастающей плотностью; в центре каждого квадратика наносились значения диафрагмы.

При наведении на освещенный объект часть цифр была яркой, а с другого края они почти не различались. Отсчет велся по средней светимости для заранее заданной скорости затвора и чувствительности пленки. Однако для получения правильной экспозиции приходилось делать несколько дублей при разных выдержках. Крупным шагом вперед стало изобретение селенового фотоэлемента. При освещении этого вещества возникала ЭДС и в присоединенном гальванометре протекал ток, отклоняющий стрелку тем сильнее, чем интенсивнее световой поток. Положение стрелки указывало требуемое значение диафрагмы, скорости затвора при выбранной чувствительности фотоматериала. Такие экспонометры оказались весьма точны и получили широкое распространение. Их удавалось сделать настолько миниатюрными, что позволяло устанавливать непосредственно в фотоаппараты «Киев-4», «Чайка-3».

Однако за время, пока показания приборчика переносились на органы управления фотокамерой, нередко успевали измениться условия освещения либо исчезал объект съемки. Положение мог изменить лишь быстрый ввод съемочных параметров в механику камеры непосредственно перед спуском затвора. Идею такой конструкции подал в свою пору автор теории относительности А.Эйнштейн.

На основе его предложения после нескольких лет поисков рациональных конструктивных решений перед войной фирма «Кодак» выпустила первый аппарат с автоматической установкой экспозиции (рис. 2).

Идея великого ученого получила воплощение во множестве конструкций, выпускавшихся в разных странах. Здесь также присутствовали фотоэлемент с гальванометром (рис. 3).

У затвора имелось два кольца — одно было связано со ступенчатой «гребенкой» и с рычагом спуска затвора, второе — с узлами установки скорости и диафрагмы. Когда нажимают спусковой рычаг, поворачивается кольцо с «гребенкой», которая одним из выступов упирается в стрелку гальванометра и фиксирует ее. Чем сильнее отклоняется, отвечая уровню освещения, стрелка гальванометра, тем больше угол поворота первого кольца до остановки.

При дальнейшем ходе рычага освобождается второе кольцо и «догоняет» первое под действием пружины.

Упираясь в упоры первого, оно устанавливает регулятор скорости и диафрагмы в положение, заданное стрелкой и отвечающее условиям освещения. Остаток хода рычага спускает затвор. Таким образом, автоматическая установка экспозиции длится доли секунды.

Казалось бы, задача решена, но техника не стоит на месте — ведь электромеханический автомат имеет весьма сложные конструкции затвора и диафрагмы, а каждая из движущихся деталей — потенциальный источник отказа, связанного со сложным ремонтом.

Новые возможности дает развитие микроэлектроники; можно, например, в затворе иметь две простые заслонки, одна из которых при спуске открывается пружиной сразу, а вторая вновь перекрывает объектив с задержкой, определяемой временем заряда конденсатора через сопротивление фоторезистора — датчика света. Чем он ярче, тем меньше сопротивление и время зарядки, после которой срабатывает полупроводниковое реле и включает миниатюрный электромагнит. Последний освобождает вторую заслонку. Так формируется выдержка, отвечающая условиям освещения.

Диафрагму можно выполнить в виде диска с двумя каплевидными отверстиями — одно для объектива, другое для фоторезистора (рис. 4).