Центральный затвор

Центральный затвор — это тип механического затвора фотоаппарата, в котором лепестки диафрагмы, расположенные между линзами объектива, выполняют одновременно функцию и диафрагмы, и затвора. В отличие от фокальных затворов, работающих вблизи плёнки или матрицы, центральный затвор размещается внутри оптической системы объектива, как правило, между его линзами. Такой принцип позволяет синхронизировать вспышку на всех выдержках, включая самые короткие, и обеспечивает равномерную экспозицию по всему полю кадра.

История

Первые конструкции центральных затворов появились в конце XIX века. В 1880-х годах немецкий инженер Фридрих Декель разработал пневматический затвор, который устанавливался перед объективом. Однако настоящий прорыв произошёл в 1902 году, когда компания Zeiss Ikon представила затвор «Compur» — первый серийный центральный затвор с металлическими лепестками, обеспечивавший выдержки от 1 до 1/250 секунды. В 1920-х годах появились затворы «Synchro-Compur» с синхронизацией для вспышек, что сделало их популярными в студийной и репортажной фотографии.

В середине XX века центральные затворы стали стандартом для среднеформатных камер (например, Rolleiflex, Hasselblad, «Киев-88»). В СССР такие затворы устанавливались на фотоаппараты «Любитель», «Москва», «Зоркий» и «Салют». С развитием автоматики и переходом к малоформатным 35-мм камерам центральные затворы уступили место фокальным, которые позволяли получать более короткие выдержки (до 1/8000 секунды) и были компактнее. Однако в цифровую эпоху центральные затворы сохранились в профессиональных среднеформатных системах (например, Hasselblad H6D, Phase One XF) и в некоторых специализированных камерах, таких как «Leica M» (с центральным затвором в объективах).

Устройство и принцип работы

Центральный затвор состоит из нескольких (обычно от 3 до 10) металлических или пластиковых лепестков, которые расположены по кругу и крепятся на шарнирах. В закрытом состоянии лепестки сходятся к центру, перекрывая световой поток. При срабатывании затвора лепестки расходятся, открывая отверстие, и затем снова сходятся. Время открытия (выдержка) регулируется пружинным механизмом или электронным управлением.

Отличие от диафрагмы

В центральном затворе лепестки выполняют двойную функцию: они регулируют количество света (как диафрагма) и управляют временем экспозиции (как затвор). Однако в большинстве конструкций диафрагма и затвор — это отдельные механизмы, расположенные в одном блоке. Диафрагма задаёт относительное отверстие (например, f/2.8), а затвор открывается на заданное время (например, 1/125 с). В некоторых моделях (например, в объективах «Carl Zeiss Planar» для Hasselblad) диафрагма и затвор объединены в единый узел.

Синхронизация вспышки

Главное преимущество центрального затвора — возможность синхронизации с импульсными источниками света (вспышками) на всех выдержках, вплоть до максимальной (например, 1/500 с или 1/1000 с). Это объясняется тем, что затвор открывает полное отверстие объектива мгновенно, и вспышка срабатывает в момент полного открытия. В фокальных затворах, где экспонирование происходит через щель, синхронизация возможна только на выдержках, длиннее времени полного открытия кадра (обычно 1/125–1/250 с).

Классификация

Центральные затворы классифицируются по нескольким признакам.

По расположению

• Межлинзовые — устанавливаются между линзами объектива, как правило, вблизи диафрагмы. Наиболее распространённый тип.
• Прилинзовые — размещаются непосредственно за задней линзой объектива, перед кадровым окном. Встречаются реже, например, в некоторых камерах «Leica» и «Nikon» (объективы серии Nikkor-S).
• Затворы в корпусе камеры — встроены в корпус, а не в объектив. Используются в среднеформатных камерах с несменной оптикой (например, «Rolleiflex 2.8F»).

По типу привода

• Механические — управляются пружинным механизмом, взводятся вручную или автоматически. Выдержки задаются механическим таймером.
• Электронно-механические — используют электромагнит для управления пружинами. Позволяют задавать выдержки с высокой точностью и поддерживают автоматический режим (например, приоритет диафрагмы).
• Электромагнитные — полностью управляются электроникой, без механических пружин. Встречаются в современных цифровых камерах (например, Hasselblad H6D).

По числу лепестков

• 3-лепестковые — простые и дешёвые, но дают неравномерное освещение кадра (виньетирование) на коротких выдержках.
• 5-лепестковые — наиболее распространены в среднеформатных камерах. Обеспечивают равномерную экспозицию.
• 7- и 9-лепестковые — используются в высококлассных объективах для минимизации виньетирования и улучшения формы пятна рассеяния.

Применение

Центральные затворы применяются в следующих областях:

• Среднеформатная фотография — профессиональные камеры (Hasselblad, Phase One, Mamiya) для студийной, пейзажной и портретной съёмки. Возможность синхронизации с мощными студийными вспышками на коротких выдержках делает их незаменимыми при съёмке с заполняющим светом.
• Студийная съёмка — в рекламной и предметной фотографии, где требуется точный контроль освещения и отсутствие «смаза» от движения.
• Макрофотография — при съёмке с близкого расстояния, где глубина резкости мала, а вспышка часто используется для подсветки.
• Репортажная фотография — в середине XX века центральные затворы были стандартом для репортажных камер (например, «Leica III» с объективом «Summitar»), но позже уступили фокальным из-за ограничения по минимальной выдержке.
• Специализированные камеры — в аэрофотосъёмке, научной фотографии и в системах с большими форматами (например, 4×5 дюймов), где фокальные затворы неэффективны из-за больших размеров кадра.

Достоинства и недостатки

Достоинства

• Синхронизация вспышки на всех выдержках — позволяет использовать короткие выдержки (до 1/1000 с) с импульсным светом, что важно для «заморозки» движения.
• Равномерная экспозиция — отсутствие эффекта «щели» (как у фокальных затворов), что исключает разницу в экспозиции по краям кадра.
• Компактность — встроенный в объектив затвор делает конструкцию камеры проще и легче (для камер со сменной оптикой).
• Тихая работа — механизм центрального затвора работает значительно тише, чем фокальный, что важно в театральной и концертной съёмке.

Недостатки

• Ограничение по минимальной выдержке — механические центральные затворы редко обеспечивают выдержки короче 1/500 с, а электронные — до 1/1000 с. Фокальные затворы могут работать до 1/8000 с.
• Сложность конструкции — объективы с центральным затвором дороже и массивнее, чем аналоги без затвора.
• Вибрирование — при срабатывании затвора возникает вибрация, которая может снижать резкость снимка на длинных выдержках.
• Ограниченная надёжность — механизм с большим числом подвижных частей (лепестки, пружины) требует регулярного обслуживания и может выходить из строя при загрязнении.

Известные модели и производители

• Compur (Германия) — один из первых серийных центральных затворов, выпускался с 1902 года. Устанавливался на камеры Zeiss Ikon, Rolleiflex, Linhof.
• Prontor (Германия) — более дешёвый аналог Compur, использовался в камерах среднего класса (например, «Agfa», «Voigtländer»).
• Seiko (Япония) — производила электронно-механические затворы для камер Mamiya, Bronica, Pentax 6×7.
• Hasselblad — в камерах серий 500, 2000 и H используются собственные центральные затворы (например, в объективах Carl Zeiss и Fujinon).
• «Киев» (СССР) — завод «Арсенал» выпускал среднеформатные камеры «Киев-88» и «Киев-6С» с центральными затворами, скопированными с Hasselblad 1000F.

Интересные факты

• В 1950-х годах советский инженер Г. А. Потапов разработал центральный затвор с выдержкой до 1/2000 с для камеры «Салют», что было рекордом для того времени.
• В камерах «Leica M» (с 1954 года) используется фокальный затвор, но для некоторых объективов (например, «Leica Summicron-M 50mm f/2») выпускались версии с центральным затвором, что позволяло синхронизировать вспышку на всех выдержках.
• В современных цифровых среднеформатных камерах (например, Hasselblad X1D II 50C) центральный затвор отсутствует — используется электронный затвор матрицы, что позволило уменьшить размеры и вес камеры.

Источники

• Г. А. Потапов. «Фотоаппараты и их устройство». — М.: Искусство, 1965.
• Р. Х. Кинг. «Фотографическая оптика и затворы». — Л.: Машиностроение, 1972.
• Дж. Х. Хедж. «Среднеформатная фотография: от Rolleiflex до Hasselblad». — Нью-Йорк: Amphoto Books, 1998.
• Техническая документация компании Carl Zeiss AG (архивные материалы).
• Каталоги фотоаппаратов «Киев» и «Салют» (завод «Арсенал», 1960–1980-е годы).