机械快门是通过利用弹簧、凸轮、齿轮、快门帘等机械快门组件来调节曝光时长。
在相机发展过程中出现过许多类型的机械快门,以下是两种目前仍在大量使用的机械快门。
镜间快门
镜间快门由一系列薄钢叶片组成,快门释放按钮触发一根弹簧使叶片在曝光期间开启,然后闭合。
这种类型的快门又叫做叶片快门,主要应用在轻便相机和大型相机镜头上。
镜间快门的特点是,造成的机械振动小,使用闪光灯时不受限制,而且拍摄高速移动物体的时候,不会产生变形。但会影响通光量,造成曝光不准,比如光圈大、速度高的时候,总通光量会小于光圈小、速度低的总通光量。所以当前在小幅机上很少使用。
焦平面快门
焦面快门又叫幕帘快门。
早期的焦面快门是一条长长的涂胶黑布,上面排了几个长方形孔,一个比一个窄。当一个长方形孔以均匀的速度移过感光胶卷时,胶卷便暴光了。孔越窄,胶卷上的光越少,快门的等效速度越高。
下一步的发展是用两片幕帘构成一个宽窄可以变化的孔。
因此无法在高速快门下使用闪光灯,而且拍摄高速移动物体的时候,会产生变形。
幕帘快门
幕帘的材料有涂胶黑布和金属;金属焦面快门的幕帘,由多片狭长金属薄片组成,各相邻金属薄片略微重叠,不漏光线。
幕帘快门开启时的运行方向,有横向和竖向两种。
多数幕帘快门是用薄铝合金片制成的,也有一些是由钛合金制造,当今大多数快门帘以聚合物为材料制造,大大降低了快门帘运动导致的机震。
电子快门则与机械不同,它实际上并没有“门”,而是利用了CCD/CMOS感光系统不通电不工作的原理,在CCD/CMOS不通电的情况下,尽管像场窗口仍然“大敞开”,但是并不能产生图像。
如果在按下快门钮时,使用电子时间电路,使CCD/CMOS只工作“一个指定的时间长短”,就也能获得像有快门“瞬间打开”一样的效果。所以电子快门数码相机在按下快门时是“无声”的。并且没有机械部件所以没有快门寿命限制。显然,电子快门结构简单,成本也要低得多。所以,紧凑型数码相机基本都采用电子快门。
全局快门
全局快门像镜间快门一样传感器上所有的像素同时开始同时结束曝光过程。完美继承了镜间快门使用闪光灯时不受限制,拍摄高速移动物体的时候,不会产生变形的优点。而且作为电子快门无运动的机械组件,彻底消除了机震。
CCD每个像素拥有独立的寄存器,使得CCD天生就有可以全局快门的优势。而CMOS想要实现全局快门,需要额外增加一个计时器,统一曝光。但会引入噪音,以至于高感表现下降,因此采用全局快门设计的CMOS高感表现都较为一般。
逐行扫描快门
CMOS采用逐行扫描的方式读出曝光数据,因此以CMOS作为传感器的相机的电子快门采取这个形式。
曝光过程与幕帘快门类似。
快门速度较快时,上一行结束曝光后下一行才开始曝光。尽管每个像素曝光时长等于设定的快门速度,但实际整个曝光动作的总时间远大于设定的快门速度,因此无法在高速快门下使用闪光灯。而且拍摄高速移动物体的时候,会产生变形,也就是我们常说的果冻效应。
折光纪
图片来源 : 网络
编辑 :半导铁盒 阿磕