Despre obturator

Despre obturator

Cuprins
1. Introducere
2. Obturatorul central
3. Obturatorul focal

Obturatorul este un subansamblu mecano-electronic care controleaza trecerea luminii de la obiectiv spre suportul fotosensibil, pentru o perioada bine determinata. Perioada de timp cat obturatorul este deschis poarta numele de timp de expunere si poate fi ajustat de fotograf (sau de camera fotografica in modurile automate).

La primele aparate de fotografiat, obturatorul era un capac ce se punea pe obiectiv. Fotograful il scotea cu mana, numara secundele: 'ao-mie-unuao-mie-doiao-mie-treia' in timp ce trasa cercuri prin aer, dupa care il punea la loc pe obiectiv.
Cresterea sensibilitatii negativelor a impus realizarea de obturatoare capabile de timpi de expunere scurti, de ordinul fractiunilor de secunda si foarte bine determinati. S-a realizat un obturator inclus in obiectiv, localizat in apropierea centrului optic al obiectivului (de aceea numit si obturator central), constituit din mai multe lamele pivotante care, in repaus, se acopera partial una pe alta si inchid complet orificiul de trecere. In momentul declansarii lamelele pivoteaza si se indeparteaza rapid si complet de axa optica, raman in aceasta pozitie un timp determinat dupa care efectueaza cursa inversa, de inchidere.
Aparitia aparatelor fotografice cu obiective interschimbabile aducea in fata proiectantilor doua dificultati: a) fiecare obiectiv trebuia dotat cu obturator, ceea ce le facea scumpe si b) filmul neexpus trebuia protejat de lumina ce patrundea in timpul schimbarii obiectivelor, adica inca un obturator! Asa s-a ajuns la mutarea obturatorului din obiectiv in corpul camerei, imediat inaintea planului focal (a filmului) si de aceea denumit obturator focal.
Obturatorul focal este constituit din doua perdele care se deplaseaza pe rand in fata cadrului, descoperind si apoi acoperind cadrul filmului.
Se afla in studii de laborator un obturator electronic, constituit dintr-o lama de cristale lichide. In repaus, cristalele sunt dispuse aleator si blocheaza complet trecerea luminii. Sub actiunea unui curent electric, cristalele se aliniaza instantaneu pe directia axei optice iar lumina patrunde pana la suportul fotosensibil. Intreruperea curentului electric readuce cristalele in 'dezordine' iar obturatorul devine opac.
Fiecare dintre cele doua tipuri de obturatoare aflate in prezent in uz, au avantaje si dezavantaje care vor fi discutate in continuare.
Aparatele mai recente cupleaza printr-o singura parghie transportul filmului si armarea obturatorului.
In literatura anglo-saxona circula termenul 'shutter speed' si care a fost preluat si de fotografii incepatori din Romania, localizindu-l cu sintagma 'viteza de expunere'. Dupa cum vom arata in continuare, lamelele si respectiv perdelele obturatoarelor au aceeasi viteza de miscare indiferent de timpul de expunere utilizat, asa incat expresia 'viteza [mica sau mare] de expunere' nu are nici o legatura cu timpul [scurt sau lung] de expunere, este gresita si ar trebui abandonata.

Obturatorul central, situat in imediata vecinatate a centrului optic al obiectivului, este construit dintr-un set de 3 pana la 5 lamele de forma aproximativ semicerc si care, in repaus se acopera una pe alta si toate impreuna obtureaza complet tubul obiectivului.
Printr-un sistem de pargii si arcuri, sub actiunea butonului declansator, lamelele pivoteaza in jurul unui ax aflat pe circumferinta tubului obiectivului si deschid complet calea de trecere a luminii. Lamelele stau in aceasta pozitie un timp presetat de utilizator si care este determinat printr-un mecanism de orologerie. Dupa scurgerea timpului necesar, lamelele parcurg drumul invers si inchid drumul luminii.
Aparatele ieftine folosesc obturatorul si pe post de diafragma; la acestea lamelele obturatorului nu se deschid complet ci doar partial, lasind un orificiu calibrat automat in functie de gradul de iluminare al subiectului.
Un model celebru de obturator central este cel produs de compania germana Deckel sub numele de 'Compur'. Primele modele au aparut in 1912 iar in 1928 au fost puse pe piata modele cu autodeclansator. In 1935 a aparut modelul Compur-Rapid, care putea expune la 1/500 sec., iar dupa Al Doilea Razboi Mondial a aparut modelul Synchro-Compur, care permitea deschiderea sincronizata cu blitzurile (MXV)

Randamentul obturatorului central.
Un obturator teoretic se deschide instantaneu, sta deschis o perioada de timp si se inchide instantaneu.
In realitate este imposibil ca lamelele obturatorului sa se deplaseze instantaneu din pozitia complet inchis in pozitia complet deschis si invers, deoarece acceleratiile ar fi extrem de mari. Lamelele se deschid in aproximativ 1 milisecunda (1/1000 sec) si se inchid in aprox. 1 milisecunde (1/750 sec).
De aceea, in mod inevitabil, iluminarea filmului in timpul expunerii t aleasa, se face in trei faze
a) faza de deschidere a obturatorului - iluminarea cadrului creste treptat pana la valoarea maxima
b) o perioada de iluminare in platou, cand obturatorul este complet deschis
c) faza de inchidere a obturatorului, in care iluminarea scade treptat pana la inchidere completa.
Existenta fazelor a) si c) demonstreaza ca obturatorul are un randament mai mic decat cel teoretic. La timpi relativ lungi de expunere, ponderea fazelor a si c in timpul total (a+b+c) este relativ mica, asa incat randamentul obturatorului este mare (peste 80%).

Deschiderea si respectiv inchiderea lamelelor obturatorului se produc cu aceeasi viteza, indiferent de timpul de expunere ales. Ca urmare, doar timpul cat obturatorul este complet deschis (faza b) este cea care se modifica. Asadar, cat timpul de expunere ales este mai scurt, cu atat ponderea fazelor a si c devine relativ mai importanta si deci randamentul scade.

Sincronizarea cu blitzul a obturatorului central.
Sincronizarea cu blitzul a obturatorului central este posibila la orice timp de expunere, deoarece obturatorul central este deschis complet aproape pe toata durata stabilita.
Primele surse artificale portabile de lumina foloseau becuri cu magneziu sau cu filament fuzibil (acum scoase din uz) si utilizau contactul sau setarea 'M'.
Blitzurile electronice se folosesc in contactul sau cu setarea 'X'.
Avantajele obturatorului central
- constructie simpla
- sincronizare cu blitzul la orice timp de expunere
- poate fi folosit la aparatele fotografice de format mediu si mare.
Dezavantajele obturatorului central
- randament variabil, in functie de timpul de expunere utilizat;
- pentru a beneficia de posibilitatea schimbarii obiectivului este necesar de a avea si un obturator in planul focal;
- gama timpilor de expunere nu coboara sub 1/500 sec.

Pentru a putea schimba obiectivele de pe aparat, s-a impus necesitatea de a renunta la obturatorul din obiectiv si de a-l muta imediat in fata filmului.
Primele obturatoare focale erau construite din doua perdele de panza cauciucata si opaca la lumina. Fiecare perdea putea culisa pe orizontala, prin fata cadrului, sub actiunea unui resort. In faza initiala, prima perdea este complet desfasurata si acopera cadrul de expunere, in timp ce a doua perdea este complet rulata pe tamburul ei.
Expunerea cu obturatorul focal parcurge patru faze de functionare:
a) defilarea primei perdele - sub actiunea butonului declansator, prima perdea este trasa si se infasoara pe tamburul receptor; sensul de deplasare este de regula de la dreapta la stanga (de la mosorul receptor al filmului catre cel debitor);
b) expunerea cadrului pentru timpul t ales;
c) defilarea celei de-a doua perdea - dupa scurgerea timpului t masurat de la punerea in miscare a primei perdele, se pune in miscare si a doua perdea; a doua perdea se deruleaza si calatoreste in acelasi sens cu prima, adica tot de la dreapta la stanga. Controlul acestei faze se face prin mecanisme de orologerie sau electronic, cu cristale de cuart. Expunerea s-a incheiat.
d) armarea obturatorului consta din deplasarea simultana, fara nici un decalaj temporal, a celor doua perdele, de aceasta data de la stanga la dreapta, pentru o noua expunere.
Viteza de deplasare a perdelelor in timpul expunerii este fixa si constanta: 1 - 4 m/sec. Pentru a obtine diferiti timpi de expunere s-a luat in considerare timpul de expunere pentru o granula de bromura de argint si nu pentru intregul cadru, ca la obturatorul central. Acest nou concept a determinat o solutie simpla: nu se modifica viteza de deplasare a perdelelor ci doar timpul dupa care a doua perdea incepe obturarea cadrului.
Asa se face ca, la timpi de expunere mai lungi decat cel necesar derularii complete a unei perdele, exista o fractiune de secunda in care cadrul este complet descoperit. In aceasta fractiune de secunda se poate delansa blitzul, pentru a avea o expunere corecta.
Timpul minim de expunere in care cadrul este, la un moment dat al ciclului, complet descoperit poarta numele de timp de sincronizare (cu blitzul).
Pentru timpi de expunere mai scurti decat cel de sincronizare, cadrul nu este expus in totalitate ci pe fasii, deoarece a doua perdea incepe cursa ei inainte ca prima perdea sa o fi terminat. Intre marginile celor doua perdele se deschide astfel o fanta, o fasie, prin care lumina trece spre film.
Cu cat timpul de expunere setat este mai mic, cu atat fanta dintre cele doua perdele este mai ingusta. In aceasta imprejurare, o singura descarcare de blitz, oricand ar fi produsa aceasta, ar permite expunerea doar a unei portiuni din cadru, prin fanta din momentul descarcarii.

Obturatoarele moderne au perdele construite din mai multe lame metalice iar calatoria acestora se face pe verticala. Noul tip constructiv a permis viteze sporite de defilare a perdelelor (pana la 10 m/sec) si obtinerea unor timpi si mai scurti de sincronizare (1/250 sec). De asemenea au fost atinsi timpi foarte scurti de expunere.
Randamentul obturatoarelor este foarte bun, pentru orice timp de expunere.
In anumite imprejurari, obturatorul focal este vinovat de introducerea unor deformari ale obiectelor in miscare. Sa luam in considerare urmatoarea ocazie foto: un vehicul se deplaseaza perpendicular pe axa optica a aparatului (cadrul 1); imaginea proiectata de obiectiv se va deplasa in sens invers. Pentru a reda clar un subiect in miscare, fotograful alege un timp scurt de expunere. Dupa cum aratam mai sus, timpii scurti se obtin prin expunerea filmului printr-o fanta care se deplaseaza in fata filmului. Avem de a face cu doi vectori de miscare: unul al imaginii subiectului, cel de-al doilea al fantei obturatorului.

Daca cei doi vectori au sens opus, imaginea pe film va apare mai scurta decat in realitate (cadrul 2).
Daca cei doi vectori de miscare au acelasi sens, imaginea rezultata pe film va apare alungita in comparatie cu originalul (cadrul 3). Daca perdelele obturatorului se deplaseaza pe verticala, imaginea inregistrata pe film va fi deformata in paralelogram.

Avantajele obturatorului focal
- poate fi folosit la toate aparatele fotografice, inclusiv la cele cu vizare prin obiectiv
- gama larga a timpilor de expunere, pana la 1/4.000 sec (sau chiar mai scurt).

Dezavantajele obturatorului focal:
- mecanism complicat, cu multe piese in miscare si care pot induce miscari parazite in cutia aparatului
- sincronizarea cu blitzul posibila doar la timpi relativ lungi de expunere
- practic imposibil de folosit la aparatele foto de format mare.