正在审查中的页面,不是最终版本
TheALPA Log
知识

摄影百叶窗

__

科帕尔快门的时代已经接近尾声。即使它在一定时期内仍然可用,我们因此写了一份摄影快门的历史总结,并展示了可用的替代品,并对未来进行了简要展望。

2019年3月11日
摄影百叶窗
摄影知识

快门限制了胶片或传感器的曝光时间,即允许图像窗口或传感器的曝光时间,以拍摄一张照片。基本上,叶式快门和焦平面快门之间是有区别的,在数码相机的情况下,电子快门不需要机械运动的部件。混合解决方案也可用于CMOS传感器。传感器的曝光是在快门打开时开始的,而传感器的曝光是在第二道快门帘子时结束的。

对于第一批相机,其感光层需要较长的曝光时间,镜头盖通常足以通过移除和更换镜头盖来控制曝光时间。随着记录材料的灵敏度不断提高,第一批机械快门被使用。在数码摄影中,需要一个暗相来读出传感器,并建立一个噪音参考。


术语和类别,以便更好地理解

- 机械式快门(Copal 0/1/3)
- 电磁式快门(Sinar/Leica eShutter 125 [end-of-live], eShutter 250 [end-of-live], H-lenses, certainPhase One lenses)
- 电子快门(基于传感器的滚动快门,目前可用于IQ3 100/Trichromatic和Hasselblad CFV II 50C和H6D后背[limited];闪光灯不可行)
- 全局快门(基于传感器的 "全局快门 "目前还不能用于大画幅传感器,闪光灯不可行)。

从左到右。Copal 0,ALPA HR Alpagon 4.0/32 mm with Sinar/Rodenstock eShutter 250 (end-of-life, without control box),ALPA 12 FPS with Focal Plane Shutter,Phase One IQ 3 100 with electronic (rolling) shutter via sensor

罗敦司得/ALPA HR Alpagon 5.6/90mm in X-Shutter

叶形百叶窗

叶片快门由几个片状物/叶片组成,在形状和结构上与光圈相似。然而,与通常的光圈系统不同的是,叶片快门可以完全关闭。传统上,薄轧钢被用作快门叶片的材料。一些年来,碳纤维薄片也被使用。在某些情况下,混合材料也被使用。这些材料已经证明了自己,特别是在短曝光时间的高速度下。大多数叶片快门是作为所谓的中间镜头快门使用的。快门被安装在镜头中光束路径最集中的地方。在那里,所需的光圈在每种情况下都需要最小的直径。这个直径越小,关闭叶片在打开和关闭时要走的距离就越短。有了更小的快门叶片,可以保持更小的运动质量,并且可以实现更高的快门本身的速度。整体顺序越快,可以实现的快门速度就越快。

叶片快门的一个重要优势是它们的同步时间短。同步速度是指快门打开整个影像领域进行曝光的最快快门速度。在这个时间窗口内触发的闪光灯系统可以使整个图像得到均匀的照明。

例如,目前Phase One 和Hasselblad 中央快门系统的同步时间达到了1/1600或1/2000秒的时间。今天,叶式快门主要用于基于图像的摄影领域的大、中画幅相机系统。此外,叶片快门也被安装在紧凑型相机中,如富士X100F。在实践中,由于不能更换镜头,必须在每个单独的镜头中安装一个中央快门作为中间镜头快门的缺点没有影响。X100F的最短同步快门速度是1/4000秒。

COPAL规格
手册,见链接面板
所有信息不作保证。

Copal快门的重要保养说明
- 只能在未上锁的状态下调整时间,而不能在快门已经上锁的情况下调整时间(磨损,可能损坏擒纵机构)。
- 只能设置完整的时间增量;切勿尝试设置分割时间(如1/45秒)。
- 今天的高性能光学器件并不是为了自由交换快门和拧入和拧出前后镜头元件而设计的。

谁生产百叶窗?

在欧洲,德克尔/Compur/Prontor公司生产机械式叶片快门,直到20世纪90年代,法国的捷信公司也在生产。在日本,Nidec Copal和Seiko/Seikosha是最重要的叶片快门制造商。最后一个独立的纯机械式叶片快门制造商是Nidec Copal。此后,经典的机械式百叶窗的生产已经停止了。由于工具的状况,由第三方进行的生产转移失败。机械式百叶窗已经不再生产了。然而,剩余的库存仍可在一段时间内使用。

今天,安装在中画幅相机镜头上的叶片快门都是为各自的制造商独家生产的。西纳生产的eShutter最短快门速度为1/125秒,eShutter 250最快快门速度为1/250秒,罗敦斯德也以自己的名义将其用于罗敦斯德镜头。Sinar为其电磁式eShutter提供了eControl控制单元,这使得eShutter可以在任何地方使用,而且无需电脑。这使得它更容易在工作室之外使用。Sinar eControl是2012年推出的eShutter Control的继承者。电源由可充电和可更换的锂离子电池提供。与快门不同的是,控制单元可以在不同的镜头之间轻松交换。eControl自动识别相应的镜头并显示在显示屏上。所需的光圈和曝光时间可以通过旋转和点击的方式,用一个多功能轮来设置。

ALPA ,在2018年发布了SILEX Mk II,推出了自己的解决方案。徕卡相机作为Sinar摄影公司的新主人,决定在2019年底前停产Sinar / Rodenstock eShutter 125 / 250。

 2020年中,PhaseOne公司与PhaseOne XT相机一起推出了X-Shutter。该快门诞生于Phase One Reliance Shutter(Phase One 工业部门)的工业性能和精度,并经过修改以满足专业摄影师的需求。X-Shutter被设计为与Phase One IQ4数码后背一起使用,并被整合到Phase One XT相机系统的镜头中。

自2021年夏季起,ALPA ,在X-Shutter中提供罗敦司得/ALPA Alpagon镜头。

焦平面快门

叶式快门的一个技术选择是所谓的焦平面快门。它不是安装在镜头里,而是安装在相机机身里,因此在镜头后面。这是他随着可更换镜头的相机系统的出现而受欢迎的原因。第一个焦平面快门是所谓的布质快门,因为它们今天仍然被用于模拟徕卡M相机。在这里,一个由两个关闭的窗帘组成的纺织卷帘被水平移动。在这种情况下,同步速度也正好是快门完全打开的时间。在较快的快门速度下,每次只有两个帘子之间的一个缝隙被释放("扫描缝隙")。在较新的焦平面快门型号中,纺织品被薄的金属箔所取代。后来又用金属薄片代替了卷帘。

在现在主要使用的金属薄片焦平面百叶窗及其较小的空间要求中,封闭元件的流动方向从水平方向变为垂直方向。这也缩短了大部分直角图像格式的快门帘所要覆盖的距离。精工指出1/8,000秒是其35毫米快门的最短快门速度。更短的距离也使得缩短同步时间成为可能。对于35毫米格式的相机,1/320秒的同步时间现在可以作为标准。

在中画幅相机中,由于其图像窗口大得多,快门帘所要覆盖的距离和要加速的质量都大得多。这导致焦平面快门与中央快门相比,同步时间大大延长。由于这对大画幅相机有更大的影响,因此焦平面快门没有被用于此原因。

对快门要求的改变

随着2014年1月中画幅相机CMOS传感器的公布(Hasselblad H5D-50c和Phase One IQ250),对快门的要求也发生了变化。与模拟胶片和CCD传感器相比,CMOS传感器可以在快门打开的情况下开始拍摄(Life View)。在这里,快门的重要性仅在于停止流向传感器的光线,以便随后可以在不接收新信息的情况下读出整个传感器。此外,在非曝光状态下,传感器的参考电压被确定,它被从曝光数据中减去,以便拍摄出正确的照片。

摄影的数字化带来了快门的另一个变化。如果在模拟时期,人们可以简单地将镜头的前后镜头元件从快门上拧下来,然后将快门用在另一个镜头上,如今这已经不可能了。其中一个原因是模拟时期的快门缺乏外壳的稳定性。今天,快门与各自的镜头是最佳匹配的,更换快门会导致失去方位角的调整和光圈的正确尺寸。

电子快门

Phase One IQ3和IQ4,Hasselblad H6D和X1D,所以今天许多其他无反相机都配备了电子快门。今天可用的CMOS传感器并不是在整个传感器表面同时读出的。对于这些传感器,人们可以想象出一条同时开始曝光的线,它通常在传感器上逐行移动。对于目前的中画幅传感器,这需要大约半秒钟的时间。如果相机和拍摄对象是静止的,即使是CMOS传感器,所有的像素都会在其正确的位置曝光,不管它们在上述半秒内是何时曝光的。然而,如果拍摄的是移动的主体或使用移动的相机,当线条一个接一个地曝光时,物体就会显示在它们的当前位置。

由于映射是逐行进行的,物体已经从一条线移动到下一条线,以至于当所有的线都结合在一起时,显示出的物体并不是一次就被映射成一个整体。由于图像是在不同时间逐行拍摄的,被摄体的一条直线可能被弯曲或扭曲。通常不可能使用闪光灯组。

©David R. Liu

滚动快门的效果在舞者的手上可见。©David R. Liu

未来

即使未来的传感器可以更快地读出,因此有可能全局快门版本的电子快门也可以用于中画幅,但很可能仍然需要一个机械快门。这个装置可以防止传感器被暴露在光照下,如果这不是与照片有关的意图。然而,快门不再一定用于形成曝光时间的目的,它现在有了一个新的功能,作为一个保护元件。

首次出版于2018年6月,更新于2019年6月/2021年9月