Устройство цифрового фотоаппарата

Гораздо сложней устроен оптический видоискатель зеркального цифрового фотоаппарата. В данном случае объективом видоискателя служит основной объектив камеры. Световой поток отклоняется поворотным зеркалом и фокусируется на расположенном горизонтально в верхней части корпуса фотоаппарата прозрачном матовом стекле. Рабочий отрезок (расстояние от задней линзы объектива до поверхности светочувствительного материала - пленки или сенсора) видоискателя равен рабочему отрезку основного объектива. То есть матовое стекло расположено на том же расстоянии от объектива, что и кадровое окно фотоаппарата, и получаемое на матовом стекле изображение можно считать идентичным изображению на поверхности светочувствительного материала.

Но при этом изображение на матовом стекле (как и изображение на поверхности сенсора) получается зеркально перевернутым. Чтобы получить истинную картинку, в зеркальном фотоаппарате применяется специальная оборачивающая пентапризма (она имеет пять плоских поверхностей, отсюда и название) или пентазеркало, пять наклеенных на внутреннюю поверхность надстройки корпуса камеры тонких зеркал. Впрочем, в высококачественных профессиональных камерах пентапризмы изготовляются из целого литого куска оптического стекла.

Пентапризма (это относится в равной мере и к пентазеркалу) оборачивает изображение на матовом стекле, а линза окуляра видоискателя фокусирует его на глазном дне фотографа. Для большего удобства окуляры видоискателей (и телескопического, и зеркального) снабжаются механизмом перемещения линзы окуляра для введения диоптрийной поправки. Этот механизм позволяет подстроить фокусировку окуляра под зрение фотографа. При работе с такими камерами очки фотографу, даже если он носит их постоянно, не нужны. Хотя диапазон подстройки не настолько велик, чтобы компенсировать слишком большие отклонения зрения.

Рис. 5.4. Окуляр зеркального видоискателя

В тело пентапризмы зеркальных фотоаппаратов часто вводят различные информационные индикаторы. Их располагают на отражающих поверхностях призмы, и фотограф видит в окуляре не только изображение на матовом стекле, но светодиоды и стрелки контрольных приборов, отображающих состояние камеры, задействованные рабочие режимы и параметры съемки.

В профессиональных камерах, допускающих ручную фокусировку объектива, пентапризму выполняют съемной. Это позволяет менять фокусировочные экраны (матовые стекла), используя для точной наводки на резкость экраны с микрорастром (расположенными в центре фокусировочного экрана микропризмами, на которых несфокусированное изображение мерцает), с оптическими клиньями (двумя расположенными в центре фокусировочного экрана полукруглыми линзами со смещенными оптическими осями, изображение на поверхности таких линз двоится при расфокусировке), либо применять однородное матовое стекло, чтобы добиться резкости по всему полю кадра. При необходимости пентапризму заменяют на шахтный видоискатель, который позволяет рассматривать изображение непосредственно с поверхности матового стекла (применяется в репродукционной, макроскопической и студийной съемке).

В камерах любительского и полупрофессионального класса пентапризму снять невозможно, но матовое стекло, располагающееся под ней, при этом может быть сменным. Для замены матового стекла отсоединяют основной объектив и открывают замок-защелку, крепящую фокусировочный экран. К слову, матовое стекло очень нежная и хрупкая деталь. Дело даже не в том, что его можно нечаянно сломать, его можно безнадежно загрязнить. И потом фотографу придется рассматривать увеличенные ворсинки и песчинки, застрявшие между пирамидками микрорастра. Удалить их оттуда полностью очень непросто.

Также чувствительно к случайным повреждениям и отклоняющее зеркало. Для повышения отражающей способности и во избежание оптических искажений зеркало имеет не совсем обычную конструкцию. Серебряная амальгама нанесена не на внутреннюю, а на внешнюю часть стеклянной пластины зеркала. Случайное прикосновение к поверхности зеркала может привести к появлению жировых загрязнений и царапин, ухудшающих оптические свойства видоискателя. Недаром многие фотолюбители предпочитают зеркальным фотокамерам просьюмерки с несъемными объективами. Нет возможности отсоединить от камеры объектив, нет и шанса случайно повредить или испачкать оптическую систему зеркального видоискателя и заднюю линзу объектива. Таким образом фотоаппарат получает еще одну степень защиты от повреждений...

Оптическая система цифрового фотоаппарата состоит из видоискателя, основного объектива и устройства автоматической фокусировки. Типы встраиваемых в цифровые камеры объективов рассмотрим отдельно, а пока остановимся на механизмах автофокусировки.

Как мы уже говорили, в любительских цифровых фотоаппаратах применяется автоматическая фокусировка двух типов - активная и пассивная. При этом способов реализации автофокуса достаточно много. Активная фокусировка может быть инфракрасной (на камере установлен излучающий инфракрасный светодиод и приемник, реагирующий на отраженный луч света) или ультразвуковой (используются излучатель ультразвука и микрофон). Ультразвуковой фокусировочный локатор в массовых моделях цифровых фотоаппаратов не применяется, но инфракрасный встречается. Зато в пленочных компактных фотоаппаратах активный инфракрасный автофокус обычное дело.

Работает активный автофокус с инфракрасным локатором подобно оптическому дальномеру. Вспомним конструкцию оптического дальномера, которым снабжаются пленочные камеры Leica и их многочисленные в прошлом аналоги (включая отечественные "Зоркие" и "ФЭДы").

Оптический дальномер состоит из пары разнесенных на некоторое расстояние (оно называется базой дальномера) объективов, отклоняющей системы зеркал и окуляра. Основной объектив дальномера расположен на одной оптической оси с окуляром. Между линзой основного объектива и линзой окуляра под углом располагается полупрозрачное зеркало, направляющее световой поток дополнительного объектива на окуляр видоискателя. За дополнительным объективом располагается подвижное отклоняющее зеркало, которое направляет сфокусированный дополнительным объективом световой поток на полупрозрачное зеркало. Поворотное зеркало соединено специальным поводком с фокусировочной оправой основного объектива фотоаппарата. При вращении фокусировочной оправы зеркало смещается, смещая и изображение на полупрозрачном зеркале дальномера. Момент слияния двух изображений - полученных от основного и дополнительного объективов - и соответствует правильной фокусировке объектива фотоаппарата на фотографируемом объекте.

Рис. 5.5. Классический оптический дальномер