Камерадағы экспозиция уақытын бақылайтын механизм

Камерадағы жарық түсіру уақытын бақылайтын механизм: фокал жазықтық жалюзи. Leica камераларында қолданылған екі перделі жүйе, сурет сапасын арттырады. 📸✨

18 мин оқу

100%

Дереккөз: Focal-plane shutter — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Камералардағы экспозиция уақытын басқаратын механизм.

Камера конструкциясында фокустық жазықтық қақпақшасы (ФЖҚ) – камераның фокустық жазықтығының тікелей алдында, яғни фотопленканың немесе бейне сенсордың алдында орналасқан фотоғаралық қақпақшаның бір түрі.

Екі перделі жалюзи

35 мм камералардағы фокалдық жазықтықтың дәстүрлі түріндегі жалюзиді алғаш Лейц компаниясы өзінің Leica камераларында қолдануды ұсынды. Ол көлденең бағытта пленка жазықтығынан өтетін, жарық өткізбейтін резе тінді екі жалюзи пердесін пайдаланады. Баяу жалюзи жылдамдықтарында, бірінші перде (көбінесе) оңнан солға ашылады, ал қажетті уақыт өткен соң екінші перде сол бағытта жалюзиді жабады. Жалюзи қайтадан дайындық күйге келгенде, перделер бастапқы қалпына оралып, түсірілімге дайын тұрады.

Төмен жылдамдықта фокустық жазықтықтың жабуы

1-сурет: Қара төртбұрыш экспозиция жасалатын кадр тесігін көрсетеді. Қазіргі уақытта ол қызыл түсте көрсетілген бірінші жалюзимен жабылып тұр. Екінші жалюзи, жасыл түсте көрсетілген, оң жақта орналасқан. 2-сурет: Бірінші жалюзи толығымен сол жаққа жылжып, экспозиция жасауға мүмкіндік береді. Осы сәтте, егер флэш қосылған және дайын болса, ол оқпандырады. 3-сурет: Қажетті экспозиция уақыты өткен соң екінші жалюзи сол жаққа жылжып кадр тесігін жабады. Жалюзи қайтадан дайындалғанда, келесі экспозицияға дайын болу үшін жалюзилер оң жаққа кері оралады. Бұл тек схемалық бейнелеу, ал нақты механизмдер әлдеқайда күрделі. Мысалы, жалюзилер кадр тесігінің екі жағындағы орамдарға оралып-ашылып, мүмкіндігінше аз орынды пайдаланады. Жылдам жалюзи жылдамдықтары екінші жалюзи бірінші жалюзи толығымен ашылғанға дейін жабылуы арқылы қол жеткізіледі; бұл пленка бойымен көлденең қозғалатын тік саңылауды құрайды. Жылдам жалюзи жылдамдықтары үшін жай ғана тар саңылау қажет, себебі жалюзилердің жылдамдығы әдетте өзгерілмейді.

Жоғары жылдамдықта фокустық жазықтықтың жабуы

1-сурет: Қара төртбұрыш экспозиция жасалатын кадрдың апертурасын көрсетеді. Қазіргі уақытта ол қызыл түсте көрсетілген бірінші жалюзимен жабылып тұр. Екінші жалюзи, жасыл түсте көрсетілген, оң жақта орналасқан. 2-сурет: Бірінші жалюзи солға қарай жылдам қозғала бастайды, бұл экспозиция жасауға мүмкіндік береді. Экспозицияға өте жылдам жалюзи жылдамдығы қажет болғандықтан, екінші жалюзи бірінші жалюзиден белгілі бір қашықтықта жылдам қозғала бастайды. 3-сурет: Бірінші жалюзи кадр апертурасы бойынша қозғала береді, одан кейін екінші жалюзи. Осы жалюзилердің жылдам қозғалысы кезінде электрондық импульстік жарықтандырғышты пайдаланудың қажеті жоқ, себебі жарықтың қысқа мерзімі кадрдың өте шағын бөлігін ғана жарықтандырады, ал қалған бөлігі бірінші немесе екінші жалюзимен жабылып тұрады. 4-сурет: Бірінші жалюзи толығымен жылжып бітеді, одан кейін екінші жалюзи кадр апертурасын толығымен жабады. Жалюзи қайта орналасқанда, екі жалюзи де келесі экспозицияға дайын болу үшін оң жаққа кері оралады.

Тік жүретін жалюзи

Қазіргі заманғы 35 мм және цифрлық SLR камералардың көпшілігі тік қозғалыс металл жалюзилерді қолданады. Олардың жұмыс принципі горизонтальды жалюзилермен бірдей, бірақ жалюзилердің жүру қашықтығы қысқа болғандықтан (24 мм, 36 мм-ге қарағанда), жалюзилер пленка жазықтығынан тезірек өтеді. Бұл горизонтальды перделі фокустық жалюзилерге қарағанда жоғарырақ синхронизация жылдамдықтарына және жалюзидің сенімді түрде жоғары жылдамдықтарда (секундына 1/12000-ға дейін) жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.

Артықшылықтар

Фокустық жазықтық жапқыштардың бірікшілігі – оларды линзаларын ауыстыруға болатын камера корпусына орнатуға болады, соның арқасында әр линзаға жеке орталық жапқыш орнату қажеттігі жойылады. Фокустық жазықтық жапқыштарының тағы бір артықшылығы – олардың ең жоғары жылдамдықтары өте жоғары: 1/4000 секунд, 1/8000 секунд, тіпті 1/12000 секунд. (Төмендегі "Квадрат пішіндес металл жапырақшалы фокустық жазықтық жапқышы және жоғары жылдамдыққа ұмтылыс" бөлімін қараңыз.)

Кемшіліктер

Фокустық жазықтық затворінің басты кемшілігі – берік және сенімді құрылғының күрделі (және көбінесе қымбат) болуы. Саялы жалюзидің принципі қарапайым болғанымен, қазіргі заманғы FP затворы – микросекундтық дәлдікте жұмыс істейтін компьютерлік таймер, экзотикалық материалдардың субграммалық массаларын басқарады, жүздеген g күшіне ұшырайды, микрондармен өлшенетін дәлдікпен қозғалады және 100 000-нан астам циклға басқа камера жүйелерімен үйлесімді жұмыс істейді. Сондықтан FP затворлары ықшам немесе «түсір және ұмыт» камераларында сирек кездеседі. Сонымен қатар, әдеттегі фокустық жазықтық затворының сыртқы жалюзиге қарағанда флэш синхрондау жылдамдығы 1/500 секундтан төмен болады, себебі бірінші жалюзи толығымен ашылуы керек, ал екінші жалюзи флэш оқпанғанға дейін жабыла бастамауы тиіс. Яғни, жоғары жылдамдықтардағы өте тар жалюзилер флэшпен дұрыс жарықтандырылмайды. 35 мм камерадағы ең жоғары X синхрондау жылдамдығы дәстүрлі түрде көлденең Leica типті FP затворлары үшін 1/60 секунд, ал тік Square типті FP затворлары үшін 1/125 секунд құрайды. Қазіргі заманғы FP затворлары экзотикалық, өте мықты материалдар мен компьютерлік басқаруды пайдалану арқылы X синхрондауды 1/300 секундқа дейін арттырды, ал электрондық тәсілдермен 1/8000 секундқа дейін жеткізді. (Толығырақ «Жоғары жылдамдыққа ұмтылу» және «X синхрондау кедергісін бұзу» бөлімдерін қараңыз.) Фокустық жазықтық затворлары өте жылдам қозғалатын нысандардың бейнесін бұрмалауы мүмкін, немесе жылдам панорама жасаған кезде, бұл құбылыс Rolling shutter мақаласында сипатталған. Ақырын жылдамдықпен жабылатын жалюзи мен тар жалюзи ойығы арасындағы үлкен айырмашылық мультябалық бұрмалауға әкеледі, себебі кадрдың бір бөлігі екінші бөлігіне қарағанда байқаулы кешіккенде жарықтандырылады, ал нысанның аралық қозғалысы бейнеленеді. Горизонтальды Leica типті FP затворы үшін нысан жалюзи перделерімен бір бағытта қозғалса, бейне созылады, ал кері бағытта қозғалса, қысылады. Төменге қарай атушы тік Square типті FP затворы үшін бейне жоғарғы жағы алға қарай еңкейеді. Шындығында, иллюстрацияда жылдамдық әсерін беру үшін еңкейтуді қолдану – 20 ғасырдың бірінші жартысындағы үлкен форматты камералардың тік FP затворларының баяу жылдамдығынан туындаған бұрмалаудың пародиязы.

The main disadvantage of the focal plane shutter is that a durable and reliable one is a complex (and often expensive) device. While the concept of a travelling slit shutter is simple, a modern FP shutter is a computerised microsecond accurate timer, governing sub gram masses of exotic materials, subjected to hundreds of gs acceleration, moving with micron precision, choreographed with other camera systems for 100,000+ cycles. This is why FP shutters are seldom seen in compact or point and shoot cameras. In addition, the typical focal plane shutter has flash synchronization speeds that are slower than the typical leaf shutter's 1/500 s, because the first curtain has to open fully and the second curtain must not start to close until the flash has fired. In other words, the very narrow slits of fast speeds will not be properly flash exposed. The fastest X sync speed on a 35 mm camera is traditionally 1/60 s for horizontal Leica type FP shutters and 1/125 s for vertical Square type FP shutters. Modern FP shutters have increased X sync to 1/300 s with the use of exotic ultra strong materials and computer control, and 1/8000 s through electronic sleight of hand. (See The quest for higher speed and Breaking the X sync barrier, below.) Focal plane shutters may also produce image distortion of very fast moving objects or when panned rapidly, as described in the Rolling shutter article. A large relative difference between a slow wipe speed and a narrow curtain slit results in cartoonish distortion, because one side of the frame is exposed at a noticeably later instant than the other and the object's interim movement is imaged. For a horizontal Leica type FP shutter, the image is stretched if the object moves in the same direction as the shutter curtains, and compressed if travelling in the opposite direction of them. For a downward firing vertical Square type FP shutter, the top of the image leans forward. In fact, the use of leaning to give the impression of speed in illustration is a caricature of the distortion caused by the slow wiping vertical FP shutters of large format cameras from the first half of the 20th century.

Электро-оптикалық жалюзи

Салыстырмалы түрде баяу қозғалатын механикалық перделерді пайдаланудың орнына, Покельс жасушалары сияқты электрооптикалық құрылғыларды перде ретінде қолдануға болады. Олар кеңінен қолданылмаса да, жылжымалы перделерге тән мәселелерді – флэш синхрондау шектеулерін және нысан қозғалғанда кескіннің бұрмалануын – толығымен болдырмайды. Мұндай перделер механикалық перделерге қарағанда едәуір қымбат.

Фокустық жазықтықтың ротациялық жапқышы

Көлденең Leica және тік төртбұрышты жалюзилерден басқа, FP жалюзилерінің тағы да түрлері бар. Ең танымал – айналмалы немесе секторлық FP жапқышы. Айналмалы диск жапқышы кинокамераларда көп кездеседі, бірақ фотокамераларда сирек. Ол пленканың алдында сектор тәрізді кесілген дөңгелек металл пластинаны айналдырады. Теория бойынша, айналмалы жалюзилер секторының кесігін тарылту немесе кеңейту (екі пластинаны бір-біріне жапқанда және олардың жабысуын өзгерту арқылы) және/немесе пластинаны жылдам немесе баяу айналдыру арқылы жылдамдығын реттеуге болады. Дегенмен, қарапайымдылық үшін көптеген фотокамералардағы айналмалы жалюзилерде бекітілген кесіктер болады және айналу жылдамдығы өзгертіледі. Olympus Pen F және Pen FT (1963 және 1966 жылдары, екеуі де Жапониядан) жартылай кадрлы 35 мм SLR камералары 1/500 секундтық жылдамдықпен жартылай шеңберлі титан пластинаны айналдырды. Жартылай шеңберлі айналмалы жалюзилердің шексіз X синхрондау жылдамдығының артықшылығы бар, бірақ барлық айналмалы FP жалюзилері пластинаны айналдыру үшін қажетті үлкен көлеммен кемшіліктері бар. Univex Mercury (1938, АҚШ) жартылай кадрлы 35 мм камерасының 1/1000 секундтық айналмалы жапқышын орналастыру үшін негізгі корпустың үстінен шығып тұрған үлкен күмбез болды. Олар сондай-ақ экспозицияның бұрыштық қозғалысынан туындаған өте жоғары жылдамдықтарда ерекше бұрмалану тудырады. Көлемді пластинаны қақпақтармен алмастыру арқылы азайтуға болады, бірақ сонда айналмалы FP жапқышы қарапайым қақпақты FP жапқышына айналады.

Дөңгелектің айналдырушы фокустық жазықтығының жапқышы

Айналмалы барабан – бұл бірнеше арнайы панорамалық камераларда, мысалы Panon Widelux (1959, Жапония) және KMZ Horizont (1968, КСРО) қолданылған ерекше FP жапқышы. Бұл камералар өте қысқа фокустық қашықтыққа (кең бұрышты) ие линзаларды пайдаланудың орнына, кең көрініс өрісіне қол жеткізу үшін артқы тік саңылауы бар барабанға орнатылған орташа кең линзаны қолданады. Бүкіл барабан линзаның артқы түйіндік нүктесінде көлденең айналып тұрғандықтан, саңылау иілген фокустық жазықтықта бекітілген пленкаға аса кең форматты суретті түсіреді. Widelux 135 пленкадағы 24×59 мм кадрда 26 мм Lux f/2.8 линзасымен 140° кеңдікте сурет түсірді және саңылаудың кеңдігін өзгерту арқылы жапқыштың жылдамдығын бақылады. Kodak Cirkut (1907, АҚШ) және Globus Globuscope (1981, АҚШ) камераларында пленка саңылау арқылы кері бағытта тартылғанда бүкіл камера мен линза айналды. Globuscope 25 мм линзасы бар 135 пленкадағы 24×160 мм кадрда 360° көру бұрышын қамтамасыз етті және тұрақты айналу жылдамдығымен реттелетін саңылау кеңдігіне ие болды. Айналмалы FP жапқыштары ерекше бұрмалаулармен суреттерді шығарады, онда суреттің ортасы көрерменге қарай иілгендей көрінеді, ал шеттері қисайғандай сезіледі, себебі линзаның көру өрісі айналу кезінде өзгереді. Егер фотосурет дөңгелек пішіндес тірекке орнатылып, ортасынан қараса, бұл бұрмалау жоғалады. Айналмалы жалюзилер тегіс айналуы керек, әйтпесе тең емес экспозиция суретте көзге жалықтыратын тік сызықтардың пайда болуына әкеледі. Айналу бірнеше секундқа созылуы мүмкін болғандықтан, камераны штативке орнату қажет, ол жапқыштың жылдамдығына қарамастан. Осы себепті, бұл камераларда сыртқы жарық көзі (флэш) қолданылмайды. Бұл камералар көбінесе үлкен топтардың суретін түсіру үшін қолданылады (мысалы, «мектеп» суреті). Осы мақсатта, сурет түсірілетін адамдар камераның ортасында қысқартылған жарты шеңберге орналасады, осылайша барлық адамдар камерадан бірдей қашықтықта болады және камераға қарап тұрады. Экспозиция жасалып, өңделгеннен кейін панорамалық басылымда барлық адамдар бір бағытқа қарап тұрған түзу сызықта көрсетіледі. Фондағы бұрмалау техниканы аңғартады.

The revolving drum is an unusual FP shutter that has been used in several specialised panoramic cameras such as the Panon Widelux (1959, Japan) and KMZ Horizont (1968, Soviet Union). Instead of using an extremely short focal length (wide angle) lens to achieve an extra wide field of view, these cameras have a medium wide lens encapsulated in a drum with a rear vertical slit. As the entire drum is horizontally pivoted on the lens's rear nodal point, the slit wipes an extra wide aspect image onto film held against a curved focal plane. The Widelux produced a 140° wide image in a 24×59 mm frame on 135 film with a Lux 26 mm f/2.8 lens and controlled shutter speed by varying rotation speed on a fixed slit width. In the Kodak Cirkut (1907, US) and Globus Globuscope (1981, US) cameras, the entire camera and lens revolved as the film was pulled past the slit in the opposite direction. The Globuscope produced a 360° angle of view image in a 24×160 mm frame on 135 film with a 25 mm lens and had adjustable slit width with a constant rotation speed. Revolving FP shutters produce images with unusual distortion where the image center seems to bulge toward the viewer, while the periphery appears to curve away because the lens's field of view changes as it swivels. This distortion will disappear if the photograph is mounted on a circularly curved support and viewed with the eye at the center. Revolving shutters must also rotate smoothly; otherwise, uneven exposure will result in ugly vertical banding in the image. Since the rotation may take several seconds to complete, no matter the shutter speed, the camera should be tripod mounted. For the same reason, flash cannot be used with these cameras. These cameras are often used for photographing large groups of people (e. g. the 'school' photograph). For this purpose, the subjects are arranged in a shortened semicircle with the camera at the centre such that all the subjects are the same distance from the camera and facing the camera. Once the exposure is made and processed, the panoramic print shows everyone in a straight line facing in the same direction. The distortion present in the background betrays the technique.

Тарих және техникалық даму

Ең алғашқы дагеротиптік (1839 жылы ойлап табылған) фотокамераларда жалюзи болмаған, себебі процестің сезімталдығы төмен болған және қолжетімді линзалардың кішкентай апертуралары экспозиция уақытын бірнеше минутқа дейін өлшеуге алып келген. Фотограф камера линзасының қақпағын немесе тығынын алып тастап, қайта орнату арқылы экспозиция уақытын оңай басқара алатын. Алайда, 19 ғасырда бір сезімтал процесс екіншісімен ауыстырылып, үлкен апертуралы линзалар қолжетімді болғанда, экспозиция уақыты секундтарға, содан кейін секундтың үлесіне дейін қысқарды. Экспозиция уақытын бақылау механизмдері қажетті аксессуарға, кейіннен стандартты камера мүмкіндігіне айналды.

Бір перделі фокустық жазықтықтан жабылатын жапқыш

Ең алғашқы жасалған жапқыш 1870-ші жылдарда пайда болды. Бұл гильотинаға ұқсас құрылғы – камера линзасының алдындағы рельстерге орнатылған, тілік кесілген ағаш панель, ол бақыланатын жылдамдықпен түсірілетін күштің әсерімен жұмыс істейтін. Тілік линзадан өткенде, фотосуреттік пластинкаға экспозицияны «сүртіп» берді. 1880-ші жылдары линзаның алдына орнатылатын қосымша жапқыш қораптары қолжетімді болды, олардың ішінде резеңкеленген жібек матадан жасалған перде (сонымен қатар «соқыр» деп те аталады) бір немесе бірнеше ені бар тілік кесінділерімен жабдықталған. Бұл перде екі параллель барабанға оралған және пружиналардың көмегімен бір барабаннан екіншісіне тартылатын. Пружинаның кернеуін реттеу және тіліктің енін таңдау арқылы жапқыш жылдамдықтарының кең ауқымын алуға болады. 1883 жылы Оттомар Аншуц (Германия) фотосуреттік пластинканың алдында орналасқан ішкі роликпен жабылатын механизмді патенттеді. Осылайша, қазіргі таныс формадағы фокальдық жазықтық жапқышы дүниеге келді. Goerz компаниясы 1890 жылы Аншуц камерасын (Германия) алғашқы FP жапқыш камерасы ретінде өндірді. Фрэнсис Блейк 1889 жылы 1/2000 секундтық жапқыш жылдамдығына қол жеткізген және қозғалысты тоқтатып түсірілген көптеген фотосуреттерді көрсеткен фокальдық жазықтық жапқыш камерасының түрін ойлап тапты. 1861 жылы Уильям Ингленд камерасында фокальдық жазықтықта реттелетін тілігі бар, төмен түсетін механизм қолданылды және бұл кез келген түрдегі алғашқы FP жапқышы деп есептеледі. Дегенмен, бұл ескі фокальдық жазықтық жапқыштары экспозицияны салыстырмалы түрде баяу сүртіп жабатын, тіпті ең жоғары пружиналық кернеуде де, себебі нәзік перде қажетті үдеу соққыларына төтеп беруге тым әлсіз болды. Баяу төмен қарай сүртіп жабу жылдамдығы мен тар тілік арасындағы үлкен айырмашылық өте жылдам қозғалатын объектілердің шын мәнінде тоқтатылуының орнына, мультябельдік бұрмалануына әкелді. (Жоғарыдағы 4-бөлімді қараңыз: «Кемшіліктері»). Folmer and Schwing (АҚШ) 1905 жылдан 1973 жылға дейін қолданылған үлкен форматтағы Graflex бір линзалы рефлекстік және Graphic press камераларымен FP жапқыштарының ең танымал жақтаушысы болды. Олардың ең көп таралған 4x5 дюймдік жапқыштары 1 1/2 дюймнен 1/8 дюймға дейінгі төрт тілік еніне және 1/10-нан 1/1000 секундқа дейінгі жылдамдық диапазоны үшін алты пружиналық кернеуге ие болды.

The earliest manufactured shutter was the drop shutter of the 1870s. This was an accessory guillotine like device – a wooden panel with slit cutout mounted on rails in front of the camera lens that gravity dropped at a controlled rate. As the slit passed the lens, it "wiped" the exposure onto the photographic plate. By the 1880s, lens front mounted accessory shutter boxes were available, containing a rubberised silk cloth curtain (also called a blind) with one or more width slit cutouts wound around two parallel drums and using springs to pull a slit from one drum to the other. These shutters offered a wide range of shutter speeds by adjusting the spring tension and selecting a slit width. In 1883, Ottomar Anschütz (Germany) patented a camera with an internal roller blind shutter mechanism, just in front of the photographic plate. Thus the focal plane shutter in modern recognizable form was born. Goerz manufactured the Anschütz Camera (Germany) as the first production FP shutter camera in 1890. Francis Blake invented a type of focal plane shutter camera by 1889 that achieved shutter speeds of 1/2000 second, and exhibited numerous stop action photographs. A drop shutter like mechanism with adjustable slit was used at the focal plane of an apparently one off William England camera in 1861 and this is considered the first FP shutter of any kind. However, these older focal plane shutters wiped the exposure fairly slowly, even under the highest available spring tension, because the delicate curtain was too fragile to survive the necessary accelerative shocks to move faster. The large relative difference between a slow downward wipe speed and a narrow curtain slit resulted in cartoonish distortion of very fast moving objects instead of truly freezing their motion. (See Section 4: "Disadvantages", above.) Folmer and Schwing (US) was the most famous proponent of single curtain FP shutters, with their large format sheet film Graflex single lens reflex and Graphic press cameras using them from 1905 to 1973. Their most common 4×5 inch shutters had four slit widths ranging from 1 1/2 to 1/8 inch and up to six spring tensions for a speed range of 1/10 to 1/1000 second.

Лейка типті екі перделі фокус деңгейімен жұмыс істейтін жапқыш

1925 жылы Leica A (Германия) 35 мм камерасы екі қабатты мата пердесімен, көлденең қозғалатын ойығымен және фокустық жазықтық жапқышымен ұсынылды. Екі жақты перделі FP жапқышында алдын ала кесілген ойықтар болмайды және серіппе кернеуін реттеу мүмкін емес. Экспозиция ойығы бірінші пердені бір барабанға ашу арқылы, содан кейін екінші пердені екінші барабаннан сағат механизмімен белгіленген уақыттан кейін тарту арқылы (екі терезе бір-біріне жабысып тұрады) және бір жылдамдықпен (техникалық тұрғыдан алғанда перделер әлі де сәл жылдамдайды) қозғалады. Жабылу жылдамдығы екінші перде бірінші перде ашылғаннан кейін тезірек жабылу арқылы және пленканы сүрту ойығын тарыту арқылы қамтамасыз етіледі (жоғарыдағы сызбалық суреттерді қараңыз). Екі перделі FP жапқыштары өздігінен жабылады; жапқышты қаптаған кезде перделер бір-біріне жабысып, қос экспозицияның алдын алады. Өзін-өзі жабу екі жақты перделі FP жапқыштары 19 ғасырдың соңына дейін қарайды, бірақ Leica дизайны оларды танымал етті және 1925 жылдан бері ұсынылған барлық FP жапқыштары екі перделі модельдер болып табылады. 1954 жылы Leica M3 (Батыс Германия) моделінде жетілдірілгендей, 35 мм камераларға арналған стандартты Leica типті көлденең FP жапқышы 36 миллиметрлік кеңдікті 18 миллисекундта (2 метр/секунд) өтуге және 1-ден 1/1000 секундқа дейінгі жылдамдық диапазоны үшін ойық енін қолдайды. Ең аз 2 мм енді ойық 1/1000 секундтық ең жоғары жабылу жылдамдығын қамтамасыз етеді. Бұл жапқыш 24×36 мм кадрдың кіші осі бойымен тік бойда жылдам қозғалатын, мықты металл жапырақтарын пайдалану арқылы стандартты Leica жапқышына қарағанда тиімділікті арттырды. 1965 жылы Copal компаниясы жетілдірген Copal Square жапқышы 24 мм биіктіктегі пленка қақпасын 7 мс (3,4 м/с) жылдамдықпен кесіп өтеді. Бұл сыртқы жарықпен синхронизация жылдамдығын 1/125 секундқа дейін екі есе арттырды. Сонымен қатар, ең аз 1,7 мм енді ойық ең жоғары жабылу жылдамдығын 1/2000 секундқа дейін екі есе арттырады. Square жапқыштарының металл жапырақтары кеуіп, шіріп, ескі мата перделерде кездесетін тесіктерден де қорғалған. Сонымен қатар, Square жапқыштары жеткізушіден толық модульдер түрінде келеді, бұл камера дизайнерлеріне камера дизайнына назар аударуға және жапқыш дизайнын мамандандырылған қосалқы мердігерлерге тапсыруға мүмкіндік берді. Бұл бұрыннан жалюзилі жапқыштардың артықшылығы болған. Square типтегі FP жапқыштары бастапқыда үлкен және шулы болды, бұл олардың 1960 жылдары камера дизайнерлері мен фотографтар арасында танымалдығын шектеді. 1970 жылдары жаңа, ықшам және тыныш Square жапқыштары, қарапайым конструкциясымен және жоғары сенімділігімен ұсынылды. Ең танымалдары - Konica Autoreflex TC (1976) ұсынған Copal Compact Shutter (CCS) және Pentax ME (1977; барлығы Жапониядан) моделінде алғаш рет қолданылған Seiko Metal Focal Plane Compact (MFC) жапқыштары. Тік жапырақты тип 1980 жылдары басым FP жапқыш түрі ретінде көлденең маталық типті ығыстырды. Тіпті Leica Camera (алғашқыда E. Leitz), тыныш жұмыс істеуі үшін көлденең маталы FP жапқышының ұзақ уақыт жақтасы болған, 2006 жылы өзінің алғашқы цифрлық қашықтық өлшегіш (RF) камерасы Leica M8 (Германия) үшін тік металл FP жапқышына көшті. 1932 жылғы Contax (Германия) 35 мм RF камерасында тік қозғалыс FP жапқышы, екі қола жапсырмалы ролик жалюзи, реттелетін серіппе кернеуі және ойық ені, сондай-ақ 1/1000 секундтық ең жоғары жылдамдық болды (Contax II 1936 жылы 1/1250 секундтық ең жоғары жылдамдыққа ие болды), бірақ ол өте сенімсіз болды және қазіргі Square жапқышының алдындасы емес.

In 1925, the Leica A (Germany) 35 mm camera was introduced with a dual cloth curtain, horizontal travelling slit, focal plane shutter. A dual curtain FP shutter does not have precut slits and the spring tension is not adjustable. The exposure slit is formed by drawing open the first curtain onto one drum and then pulling closed the second curtain off a second drum after a clockwork escapement timed delay (imagine two overlapping window shades) and moves at one speed (technically the curtains are still accelerating slightly) across film gate. Faster shutter speeds are provided by timing the second shutter curtain to close sooner after the first curtain opens and narrowing the slit wiping the film (see schematic figures above). Dual curtain FP shutters are self capping; the curtains are designed to overlap as the shutter is cocked to prevent double exposure. Although self capping dual curtain FP shutters date back to the late 19th century, the Leica design made them popular and virtually all FP shutters introduced since 1925 are dual curtain models. As perfected in the 1954 Leica M3 (West Germany), a typical Leica type horizontal FP shutter for 35 mm cameras is pre tensioned to traverse the 36 millimeter wide film gate in 18 milliseconds (at 2 meters per second) and supports slit widths for a speed range of 1 to 1/1000 s. A minimum 2 mm wide slit produces a maximum 1/1000 s effective shutter speed. This shutter greatly improved efficiency over the typical Leica shutter by using stronger metal blade sheaves that were "fanned" much faster, vertically along the minor axis of the 24×36 mm frame. As perfected in 1965 by Copal, the Copal Square's slit traversed the 24 mm high film gate in 7 ms (3.4 m/s). This doubled flash X sync speed to 1/125 s. In addition, a minimum 1.7 mm wide slit would double top shutter speed to a maximum 1/2000 s. Note, most Squares were derated to 1/1000 s in the interest of reliability. The Square's metal blades were also immune to the drying out, rotting and pinholing that cloth curtained shutters could suffer from as they aged. In addition, Squares came from the supplier as complete drop in modules, so camera designers could concentrate on camera design and leave shutter design to specialist subcontractors. This had previously been an advantage of leaf shutters. Square type FP shutters were originally bulky in size and noisy in operation, limiting their popularity in the 1960s among camera designers and photographers. New compact and quieter Square designs, with simpler construction and greater reliability, were introduced in the 1970s. The most notable were the Copal Compact Shutter (CCS), introduced by the Konica Autoreflex TC (1976), and the Seiko Metal Focal Plane Compact (MFC), first used in the Pentax ME (1977; all from Japan). The vertical blade type supplanted the horizontal cloth type as the dominant FP shutter type in the 1980s. Even Leica Camera (originally E. Leitz), long a champion of the horizontal cloth FP shutter for its quietness, switched to a vertical metal FP shutter in 2006 for its first digital rangefinder (RF) camera, the Leica M8 (Germany). The Contax (Germany) 35 mm RF camera of 1932 had a vertical travel FP shutter with dual brass slatted roller blinds with adjustable spring tension and slit width, and a top speed of 1/1000 s (the Contax II of 1936 had a claimed 1/1250 s top speed), but it was woefully unreliable and not an antecedent of the modern Square shutter.

Жоғары жылдамдықты іздеу

Square жапқышы FP жапқышын көп жағдайда жақсартқанымен, ол максималды флэш X синхрондау жылдамдығын 1/125 с-қа дейін шектеді (арнайы ұзақ жанатын FP флэш лампаларын қолданбаса, олар ойықтың бойымен жанады, сондықтан ойықтың ені маңызды емес). 1960 жылдардағы кез келген сапалы жапырақ жапқыштары кем дегенде 1/500 с флэш синхрондауға жете алады. FP жапқышының X синхрондау жылдамдығын арттыру үшін, экзотикалық материалдарды пайдаланып, перделерді нығайту қажет еді, бұл оларға одан да жылдам қозғалуға және ойықтарды кеңейтуге мүмкіндік беретін еді. Copal компаниясы 1982 жылы Nikon FM2 (Жапония) үшін Compact Square жапқышын жақсарту үшін Nippon Kogaku компаниясымен бірлесіп, бал ұясы пішінді өрнекпен ойылған титан фольгасын қолданды. Бұл фольга, қарапайым тот баспайтын болаттан гөрі мықтырақ және жеңіл, жапқыш жүйесі үшін қолданылды. Бұл перденің қозғалу уақытын шамамен екі есеге қысқартып, 3,6 мс-қа дейін (6,7 м/с) жеткізді және 1/200 с флэш X синхрондау жылдамдығын қамтамасыз етті. Қосымша бонустың бірі – 1/4000 с бұрмаланбаған жоғары жылдамдық (1,7 мм ойықпен) болды. Nikon FE2 (Жапония) осы жапқыштың жақсартылған нұсқасын пайдаланды, оның пердесінің қозғалу уақыты 3,3 мс (7,3 м/с) құрады және 1983 жылы X синхрондау жылдамдығы 1/250 с-қа дейін артты. Ең жоғары жылдамдық 1/4000 с (1,8 мм ойықпен) қалды. Фильмдік камерада қолданылған ең жылдам фокалдық жазықтық жапқышы – 1992 жылы Minolta Maxxum 9xi (Еуропада Dynax 9xi, Жапонияда α 9xi деп аталды) ұсынған 1,8 мс перделік сапар уақыты (13,3 м/с) дуралюмин және көміртек талшығынан жасалған жапқыш болды. Ол максималды 1/12,000 с (1,1 мм ойықпен) және 1/300 с X синхрондауды қамтамасыз етті. Бұл жапқыштың 100 000 іске қосылуға есептелген одан әрі жақсартылған нұсқасы 1998 жылы Minolta Maxxum 9 (Еуропада Dynax 9, Жапонияда α 9) және 1999 жылы Minolta Maxxum 9Ti (Еуропада Dynax 9Ti, Жапонияда α 9Ti) моделінде қолданылды.

Электрондық басқарумен жұмыс істейтін фокустық жазықтықтың жапқышы

FP жалюзилерінің жылдамдығын арттырумен қатар, барлық камера жүйелерінің электрондық басқаруының жалпы тенденциясының бөлігі ретінде электрондық жалюзиді басқару дамыды. 1966 жылы VEB Pentacon Praktica electronic (Шығыс Германия) электрондық түрде басқарылатын FP жапқышы бар алғашқы SLR камера болды. Ол дәстүрлі серіппелі/тісті дөңгелек/рычагты механизмдердің орнына жапқышты уақытты белгілеу үшін электрондық схеманы пайдаланды. 1971 жылы Asahi Pentax Electro Spotmatic (Жапония; 1972 жылы атауы Asahi Pentax ES деп қысқартылды; АҚШ-та Honeywell Pentax ES деп аталды) электрондық түрде басқарылатын жапқышын экспозицияны басқару жарық өлшегішімен байланыстырып, автоматты экспозицияны диафрагма басымдығымен жүзеге асырды. Көлденең және тік FP жалюзилерінің дәстүрлі 1/1000 с және 1/2000 с ең жоғары жылдамдықтары механикалық басқарудың шегінде – тіпті ең жоғары сапалы модельдерде де 1/4 сағатқа қалыптыдан баяу болуы мүмкін. Серіппелі тісті дөңгелектер жоғары үдеу мен соққыны тұрақты басқаруға және сенімді уақытты белгілеуге жеткіліксіз. Мысалы, кейбір жоғары кернеулі FP жапқыштар "жапқыш пердесінің серпиінуінен" зардап шегуі мүмкін. Бұл құбылыс атымен айқын – егер перделер пленкаға өткеннен кейін дұрыс тежелмесе, олар құлап, секіріп кетуі мүмкін; жапқышты қайта ашып, суреттің шетінде қос экспозициялы көлеңкелі жолақтарды тудыруы мүмкін. Тіпті Nikon F2-нің жоғары дәлдікті жапқышы да өндірістің басында осы мәселеге тап болды. Square типті FP жапқышының жапырақтары қысқа және қысқа жапқыш жылдамдықтарын қамтамасыз ету үшін жылдамырақ қозғалғанда, жапырақтардың уақытын басқару қажеттілігі арта түсті. Алғашында екінші пердені босату үшін аналогтық резистор/конденсатор таймерлерімен басқарылатын электромагниттер қолданылды (бірақ серіппелі қуатпен жұмыс істеді). 1979 жылы Yashica Contax 139 Quartz (Жапония) толыққанды экспозиция циклын, оның ішінде тік FP жапқышын уақытты белгілеу және реттеу үшін цифрлық пьезоэлектрлік кварцты (жақында керамикалық) осциллятор схемаларын (соңында цифрлық микропроцессордың бақылауында) енгізді. Электрлік "орталықсыз" микромоторлар, олардың өлшемдеріне қарағанда өте жоғары қуатты және дерлік бірден қосылып/өшірілу қабілетіне ие, 1980-ші жылдардың соңында перделерді (және басқа камера жүйелерін) қозғалтады, серіппелерді толықтай алмастырды. Механикалық қозғалатын бөлшектерді азайту инерциялық соққылардың тербелісін болдырмауға көмектесті. Электрондық басқару сонымен қатар өте ұзақ жапқыш жылдамдықтарын оңайлатты, дегенмен Kine Exakta (Германия) 1936 жылы 12 секунд ұсынған. Olympus OM 2 электрондық түрде уақыт белгілейтін көлденең FP жапқышы 1975 жылы 60 секундқа, ал Olympus OM 4 (екі камера да Жапонияда жасалған) 1983 жылы 240 секундқа жете алды. Pentax LX (Жапония, 1980) және Canon New F 1 (Жапония, 1981) гибридтік электромеханикалық FP жапқыштарына ие болды, олар жылдамдықтарын механикалық түрде уақытпен реттеді, бірақ баяу жылдамдық диапазонын кеңейту үшін электрониканы ғана пайдаланды; LX 125 секундқа, F 1N 8 секундқа. Nikon F4 (Жапония, 1989) аксессуарлық электрондық Multi Control Back MF 23 көмегімен 999 сағатқа дейін уақытталған жапқыш жылдамдығына жетуге қабілетті еді. Теориялық тұрғыдан алғанда, ең ұзақ жылдамдық тек электроникаға қол жетімді батарея қуатымен шектеледі. Бұл 1970-ші жылдардағы кейбір фотографтарды таң қалдырды, олар өте ұзақ "B" экспозициясын жасауға тырысқанда, сол кездегі қуатқа мұқтаж электрониканың салдарынан камера батареясының ортасында өліп, экспозицияны жойғанын анықтады.

A parallel development to faster speed FP shutters was electronic shutter control as part of the general trend of electronic governance of all camera systems. In 1966, the VEB Pentacon Praktica electronic (East Germany) was the first SLR with an electronically controlled FP shutter. It used electronic circuitry to time its shutter instead of the traditional spring/gear/lever clockwork mechanisms. In 1971, the Asahi Pentax Electro Spotmatic (Japan; name shortened to Asahi Pentax ES in 1972; called Honeywell Pentax ES in US) tied its electronically controlled shutter to its exposure control light meter to provide electronic aperture priority autoexposure. The traditional 1/1000 s and 1/2000 s top speeds of horizontal and vertical FP shutters are on the knife's edge of mechanical controllability – often 1/4 stop too slow, even in ultra high quality models. Spring powered geartrains become inadequate to durably control and reliably time any higher accelerations and shocks. For example, some highly tensioned FP shutters could suffer from "shutter curtain bounce". This phenomenon is exactly what it sounds like – if the curtains are not properly braked after crossing the film gate, they might crash and bounce; reopening the shutter and causing double exposure ghosting bands on the image edge. Even the Nikon F2's ultra high precision shutter suffered from this as an early production teething problem. As the Square type FP shutter's blades moved faster and faster to provide shorter and shorter shutter speeds, the need for better blade timing control only increased. At first, electromagnets controlled by analogue resistor/capacitor timers were used to govern the release of the second shutter curtain (though still operated by spring power). In 1979, the Yashica Contax 139 Quartz (Japan) introduced more precise digital piezoelectric quartz (shortly followed by ceramic) oscillator circuits (ultimately under digital microprocessor control) to time and sequence its entire exposure cycle – including its vertical FP shutter. Electric "coreless" micromotors, with near instantaneous on/off capability and very high power for their size, would drive both curtains (and other camera systems), replacing springs altogether, in the late 1980s. Minimizing mechanical moving parts also helped to prevent inertial shock vibration problems. Electronic control also made it simpler to time very long shutter speeds. although the Kine Exakta (Germany) offered 12 s in 1936. The Olympus OM 2's electronically timed horizontal FP shutter could reach 60 s in 1975 and the Olympus OM 4 (both Japan) reached 240 s in 1983. The Pentax LX (Japan, 1980) and Canon New F 1 (Japan, 1981) even had hybrid electromechanical FP shutters that timed their fast speeds mechanically, but used electronics only to extend the slow speed range; the LX to 125 s, the F 1N to a modest 8 s. Note, the Nikon F4 (Japan, 1989) was specified to reach a timed shutter speed of 999 hours with the use of the accessory electronic Multi Control Back MF 23. In theory, the longest available speed is limited only by available battery power for the electronics. This caught some 1970s photographers by surprise when they attempted very long "B" exposures and found their camera batteries had died in the middle because of the era's power hungry electronics and ruined the exposure.

X-синхрониканың кедергісін бұзу

Электрондық құрылғылар сондай-ақ оқшаулау жазықтығының қақпағының Х синхрондық жылдамдығын механикалық шектерінен асырып жібереді. Жоғарыда айтылғандай, 35 мм камералар үшін көлденең FP жапқышы толық ашылады және тек 1/60 секундқа дейін жарылысқа қолданылады, ал тік FP жапқыштары әдетте 1/125 секундқа дейін шектеледі. Жоғары жылдамдықтарда, қалыпты 1 миллисекундтық электронды жарылыс тек тесікке ашық бөлікті ғана жарықтандырады. (4-бөлімді қараңыз: "Кемшіліктері", және 7.2 "Leica типті қос перделі оқшаулау жазықтығының жапқышы"). 1986 жылы Olympus OM 4T (Жапония) арнайы Olympus F280 Full Synchro электрондық жарқырауын 20 килогерц жиілігімен 40 мс-ге дейін импульстік жарық беруге қабілетті жүйені енгізді, бұл оның көлденең FP жапқышының тесігін фильмге өтетін кезінде жарықтандырып, ұзақ күйдірілген FP жарқырауының әсерін тудырды, соның арқасында 1/2000 секундтай жоғары жылдамдықпен жарылысқа қол жеткізуге болады. Бұл кез келген жағдайда күндізгі жарық пен қосымша жарқырауды пайдалануға мүмкіндік берді. Дегенмен, жарқыраудың қашықтығы азаяды. 1990 жылдардың ортасында көптеген жоғары сапалы 35 мм SLR камераларында ұзартылған "FP жарқырауы" синхрондау жылдамдықтары пайда бола бастады және 1998 жылғы Minolta Maxxum 9 (Жапония; Еуропада Dynax 9, Жапонияда Alpha 9) 1/12,000 секундқа жетті. Олар кейбір сандық SLR камераларында 1/8000 секундқа дейін қолжетімді. Жапырақты жапқыштары бар камераларға бұл мәселе қатысты емес – олардың мүлдем басқа шектеулері бар.

Қазіргі уақыттағы фокустық жазықтық перделері

Фокалды жазықтықтың қақпақшасының ең жоғары жылдамдығы 1999 жылы Nikon D1 цифрлық SLR камерасымен 1/16,000 секундқа (және 1/500 секунд X синхрондау) жетті. D1 1/16,000 секундтық жылдамдық үшін сенсорынан электрондық көмек алды, ал оның 15.6 × 23.7 мм "APS өлшемі" сенсоры 35 мм пленкадан кіші болғандықтан, 1/500 секундтық X синхрондау үшін оны жылдам қиғақтау оңай болды. Дегенмен, мұндай өте жоғары жылдамдықтарға аса қажеттілік болмағандықтан, FP қақпақшалары 2003 жылы 1/8000 секундқа дейін (ал 2006 жылы 1/250 секунд X синхрондау) төмендеді – тіпті кәсіби деңгейдегі камераларда да. Сонымен қатар, өте баяу жылдамдықтар үшін арнайы таймерлердің қажеті болмағандықтан, ең баяу жылдамдық әдетте 30 секундқа орнатылып, номиналды мәннен ±¼ тоқтату дәлдігіне ие болды (көбінесе ±½ тоқтатумен 50,000 цикл), ал бүгінгі таңдағы ең жақсы электрондық басқарылатын FP қақпақшалары 300,000 циклге дейін жұмыс істей алады және жылдамдық қатесі байқалмайды. Соңғы жылдары цифрлық «нүктелі және түсіру» камералары бейне сенсордың уақыт бойынша электрондық сынағын қолданып, пленкалық «нүктелі және түсіру» құрылымдарында қолданылатын, тозуға ұшырайтын нәзік жылжымалы бөліктері бар дәстүрлі механикалық жапырақша қақпақшасын алмастырды. Ұқсас жағдай енді бұрын фокалды жазықтық қақпақшаларын қолданған, күрделі цифрлық камераларда да орын алып жатыр. Мысалы, Panasonic Lumix DMC G3 (2011, Жапония) алмастырылатын линзалы цифрлық камерасында FP қақпақшасы бар, бірақ секундына 20 кадрлық SH Burst режимінде ол механикалық қақпақшасын ашып, цифрлық сенсорын электрондық түрде сканерлейді, бірақ ажыратымдылығы 16 МП-дан 4 мегапиксельге дейін төмендейді.