Общий принцип работы зеркальной камеры не меняется уже очень давно – луч света проходит через объектив, отражается через зеркало, проецируется на матовое стекло, переворачивается в пентапризме и мы видим изображение в оптический видоискатель. Когда мы делаем снимок, зеркало поднимается и луч света попадает на матрицу или пленку, формируя таким образом картинку, которую мы видели в видоискатель.
Нюансы строения зеркала в современных ЦЗК
Но на самом деле в современных цифрозеркальных камерах (ЦЗК) все гораздо сложней. Современные камеры имеют ряд дополнительных устройств, о которых мало кто догадывается:
- Датчик замера экспозиции, который находится на пентапризме
- Пентапризма может быть заменена пентазеркалом
- Между матовым стеклом и пентазеркалом находится специальный прозрачный LCD дисплей – более детально здесь
- У современных ЦЗК на самом деле два зеркала
- Второе зеркало подвешено сзади основного
- Основное зеркало имеет специальное полупрозрачное окошко
- Между зеркалом и матрицей находится затвор камеры
- У многих камер в шахте зеркала размещается система управления диафрагмой
- Световой поток отклоняется вторым зеркалом вниз, в сторону системы автоматической фокусировки
- При спуске затвора второе зеркало прячется, его невозможно увидеть
- Система фокусировки использует сложный метод переотражений лучей для выявления разности фаз
Казалось бы, все просто, но видите сколько дополнительных сложностей. На снимке внизу показана общая схема работы современной ЦЗК – отчетливо видно, что камера имеет как основное зеркало ‘121а’ так и дополнительное зеркало ‘121b’.
Принцип визирования
Современные ЦЗК имеют специальную систему фокусировки. За фокусировку отвечает специальный модуль, который находится снизу основного зеркала. Модуль фокусировки указан как ‘132 AF sensor’. Луч света, который проходит через объектив, частично отражается под углом в 45 градусов и направляется на пентапризму ‘126’, а частично проходит через специальное полупрозрачное окошко в основном зеркале. Луч, который прошел через окошко основного зеркала отражается в дополнительном зеркале и направляется на датчики автоматической фокусировки. Датчик автоматической фокусировки пропускает луч через свои специальные линзы, определяет фазы и выполняет корректировку фокусировки.
Ход луча в современных ЦЗК
Когда выполняется снимок, зеркало поднимается, дополнительное зеркало накладывается на основное, так что его не видно. При этом луч света сквозь открытый затвор попадает на матрицу фотоаппарата. На фото выше показана схема движения луча для камеры Nikon D2h.
Общий вид зеркала. Полупрозрачного окошка не видно.
Я практически нигде не встречал такого расширенного описания движения лучей в камере, и после поломки моего D700 решил написать эту статью. Представленное здесь зеркало было снято с камеры Nikon D700, можно без проблем рассмотреть строение основного и дополнительного зеркал.
Полупрозрачное окошко
Если смотреть на зеркало прямо, как показано на рисунке выше, то заметить второе зеркало невозможно. Ниже приведен рисунок, на котором показаны зеркала сбоку, отчетливо виден механизм крепления второго зеркала и само второе зеркало.
Второе зеркало закреплено сзади основного с помощью специального механизма
На рисунке ниже представлен вид зеркал спереди и сзади. Сзади отчетливо видно дополнительное зеркало и полупрозрачное окошко в основном зеркале.
Вид зеркал
Отдельно остановлюсь на том, что при подъеме зеркала, дополнительное зеркало захлопывается. Дополнительное зеркало сзади покрыто черным пластиком, как и остальная часть основного зеркала. В поднятом положении такая система не пропускает свет, который идет с оптического видоискателя в обратном направлении (на самом деле пропускает).
Вид зеркала сзади в поднятом состоянии. Второе зеркало закрывает полупрозрачное окошко. Все зеркало не пропускает свет.
Выводы:
Современные ЦЗК имеют немного другой принцип работы, чем старые пленочные зеркальные камеры. В основном, отличие касается наличия второго зеркала, которое участвует в работе системы фокусировки и прозрачного LCD дисплея для проецирования визуальных эффектов.
↓↓↓ Лайкаем ↓↓↓ – помогаем проекту. Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.
интересная информация, оказывается все намного сложнее чем я думал до сегодняшнего дня. спасибо за ваш труд Аркадий!
Не за что
Здравствуйте,
Спасибо за интересную статью!
Единственное ИМХО при съемке лучше делать резкость по всей детальке, хочется рассмотреть не только её часть
окей, будем закрывать диафрагму сильней.
Здравствуйте, Аркадий, сочувствую по поводу поломки вашего Д700, что с ним случилось?
Сломался механизм управления зеркалом.
Надеюсь что отремонтировать получится быстро и дешево, творческих успехов вам и спасибо за прекрасные статьи
Ремонт получился дорогой и очень долгий.
Дык это вам побудило и побудило и этот обзор сделать.
Познавательно, спасибо.
Да, в плохом тоже много хорошего :)
Познавательно!
“Дополнительное зеркало сзади покрыто черным пластиком, как и остальная часть основного зеркала. В поднятом положении такая система не пропускает свет, который идет с оптического видоискателя в обратном направлении.” Получается, что паразитный свет через видоискатель – это миф? Я про то, что в инете встречаются советы, что во время съемки со штатива, особенно на долгих выдержках, видоискатель лучше прикрывать.
При съемке со штатива экспонометрия неправильная получается, так как свет с окуляра влияет на замер, потому для этого есть специальный шторки на окуляре. На моем д700 есть специальная диафрагма для окуляра.
Логично, я про экспозамер не подумал, так как и с штативом почти всегда в момент замера смотрю в окуляр и он получается прикрыт. Хотя конечно ситуации в съемке бывают разные.
Советы по поводу “закрывать окуляр” касались именно экспонирования при длинной выдержке. В частности часто это встречается в статьях по инфрокрасной съемке и съемке “замороженой” воды, неба.
все таки на практике паразитный свет из области мифов.
поясняю почему так на примерах.
при съемке с рук через видоискатель (ВИ) понятно, доблестно заслоняем свет собой.
при съемке со штатива днем, солнце со стороны ВИ – опять же закрываем свет собой, оставшийся не сыграет существенной роли.
при съемке со штатива днем, солнце со стороны объектива – тем более много света в ВИ не попадет (исключение – вы в белоснежной футболке отражаете солнечный свет)
съемка со штатива вечером и вообще при слабом свете – там где, разница в выдержке измеряется в секундах говорить о влиянии засветки уже вообще смешно.
Про ночь не говорю – экспозамер уже вообще бесполезен, а параметры съемки можно выставлять вообще на глаз +/- несколько минут.
Случаи ,когда мне УДАЛОСЬ заставить камеру серьезно ошибиться с выдержкой (минимум на три стопа, изначально светлые участки оказались безвозвратно засвечены):
– отражение света в ВИ фольгой и белой глянцевой бумагой, ламинированным бейджиком (что под рукой оказалось)
– светодиодным фонариком целенаправленно светил в ВИ (4 диода с 10 см)
– съемка со штатива, объектив направлен в землю, погода солнечная (менее критичный случай , лайтрум вытянул общий пересвет почти без потерь)
Вывод – в общем случае влияние микроскопическое, но от заведомо сильного света ВИ лучше оберегать, хотя и закрытие заслонкой наглухо тоже перебор.
Думаю, что ЦЗК вымрут как динозавры или мамонты, уступив место беззеркалкам со сменной оптикой. PENTAX K-01 тому пример.
не уверен в ваших словах, так как у беззеркалок совсем другая система фокусировки, гораздо менее точная и медленнее
У Sony сейчас идет линейка SLT. Там конечно много недостатков, но технологии не стоят на месте. Я думаю для профи камер это более перспективное направление, хотя для многих любителей беззеркалки типа NEX покрывают все потребности.
SLT – другое дело.
Я немного не туда коммент поместил :). В общем я хотел сказать, что ЦЗК не вымрут как мамонты, мутируют это да, но не вымрут :). Хотя лет через 20-30…
Посмотрим. Все очень быстро меняется.
Немного не так – в беззеркалках фокусировка более точная, там нет такого маразма как бекфокус и фронтфокус. А вот скорость фокусировки на сегодняшний день меньше, но фазовые датчики уже встраивают в матрицу, так что скорость будет точно такая
хорошая статья,Аркаш,спасибо.
Не за что :)
Дякую за гарну статтю. Я до речі сам випадково виявив додаткове дзеркало і не знав для чого воно.
Я думаю что со временем фазовую фокусировку встроят прямо в матрицу и будет беззеркалка с фазовым фокусом. да в матрицу можно много чего встроить. вон двухслойные матрицы с широким ДД. или Foveon. Пользовался как то Canon sx20, так вот смотреть на телевизор через видоискатель мало приятного.
Насчет прикрытия видоискателя на длительных выдержках – да, на моем экран не отключается и экспозамер врет. надо или экран отключать или закрывать видоискатель. но обычно конечно на M снимаю и все равно что там экспозамер показывает.
цитата из википедии: Фазовый автофокус
Принцип действия фазового автофокуса (патент).
Фазовый автофокус применяется в современных зеркальных и некоторых компактных цифровых фотоаппаратах. Основным элементом его являются специальные датчики, число которых в профессиональных моделях может достигать нескольких десятков. Датчики в DSLR получают фрагменты светового потока от разных точек кадра с помощью специальных зеркал. Также датчики фазового автофокуса могут быть встроены непосредственно в матрицу цифрового фотоаппарата (технология Fujifilm Hybrid Focus)[1].
Спасибо за информацию, не знал этого, но плюс к зеркалкам это их большой размер и вес, легче избавиться от шевеленки
наоборот тяжелее. зеркало то бряцает при съемке.
на моём д40 зеркало так хлопает, что аж страшно)))
Спасибо огромное!
Спасибо огромное за информацию. Я совсем не знал как происходит фокусировка. У меня D300 и я раньше думал что для фокусировки от фотоапарата до объекта измеряется расстояние (ультразвуком или инфракрасными лучами)и потом мотор (атвёртка) вертит фокус на объективе на нужное значение в зависимости от расстояния. А принцип фокусировки по контрасту я даже не представляю каким образом происходит.
Аркадий, скажите, а на каком пробеге умер механизм зеркала?
Дополнительное достоинство зеркалок, на мой взгляд, ещё и в том, что матрица в нормальном режиме основное время простаивает, следовательно меньше греется, следовательно уменьшается тепловая составляющая шумов.
В беззеркалке матрица работает постоянно.
С учётом плотности пикселей современных матриц это может существенно ухудшать качество изображения, что, в свою очередь, потребует усложнения алгоритмов шумоудаления.
Просто чудо статья. Особенно для меня – технаря.
“Современные ЦЗК имеют немного другой принцип работы, чем старые пленочные зеркальные камеры.”
Не очень старые плёночные камеры, имеющие фазовый АФ, тоже имеют дополнительное зеркало (у меня, например, плёночный Nikon F80) :-)
Аркадий здравствуйте.
Сколько читаю про зеркальные и беззеркальные фотоаппараты (пользуюсь НИКОН Д610). Не могу понять, зачем в современном фотоаппарате ЗЕРКАЛО?!
Ведь можно сразу выводить изображение с матрицы в видоискатель. Зачем нужен этот механизм?
Или дань моде ПРОФ уровня? Тогда в бюджетках зачем зеркало?
В беззеркальных камерах так и делают, только видоискатель уже не оптический, а электронный, иная фокусировка, потребление энергии и т.д. Это другой класс устройств, которые занимают свою нишу на рынке. Статья в помощь https://radojuva.com.ua/2015/11/ovi-i-evi-ovf-and-evf/
Cпасибо Юрий
Здравствуйте, не поднимается дополнительное зеркало на Canon 1200D? В чем причина?
Скоро баба Ванга выйдет на связь…
Точки и системы фокусировки камер Canon EOS. Система фазовой фокусировки современных цифрозеркальных камер. Про строение зеркала можете посмотреть в разделе ‘Нюансы строения зеркала в современных ЦЗК’.
Не читал все коменты но скажу про миф о видиоискателе , достаточно один раз эту штуку разобрать чтобы понять что ну не как он не может повлиять на экспозамер)))) датчики стоят так что обратный свет словить могут только если туда целенаправлено светить прожектором
Аркадий, добрый день! Пользуясь случаем, хочу спроить Вас как профессионала, имеющего в наличии зеркало для опытов. Сечас нахожусь в США, на ебей приобрел D200 в идеальном состоянии,продавался как не рабочий или на запчасти, оказалось просто не было батареи,а человеку было не досуг рзбираться, настрел 642 кадра, купил за 53 $.Аппарат хранился без передней крышки и зеркало слегка запыленное, на изобржение в видоискателе не влияет, на качество фото тоже. В сети много информации о чистке сенсора но мало и она противоречива о чиске зеркала. Если не затруднит, подскажите пож. чем можно протереть зеркало и стоит ли это делать? С уважением, Игорь
У меня проблема,бек фокус.Canon 650D.Похоже с момента покупки.Этот недостаток сразу как бы не замечал,я любитель и грешил на кит 18-55.А когда постепенно мои требования к качеству фото стали возрастать,приобрёл фикс 50мм stm.Здесь тоже резкость не была идеальной.Провёл проверку на “мишени”и убедился в недостатке фотоаппарата.Гарантия прошла.Сервис за то ,что только берёт в руки тушку,сразу выставляет счёт 3000 руб плюс ремонт.Руки у меня думаю растут из того места.Хочу данный косяк исправить сам.Пока не решил,куда лнзть:фазовые датчики ближе двигать,или матрицу на пол винта дальше.У кого есть опыт,подскажите.
С таким подходом вы окончательно доломаете камеру.
Найти другой сервис, самому не лезть
Если руки прямые, и не страшно, то можно. Лично я на Nikon D5100 подкрутил юстировочные винты датчика АФ (по мне, это не так страшно, как перекосить матрицу). Крутил все три винта на одинаковое количество оборотов, с первого раза был ‘перелёт’, подкрутил обратно, стало хорошо. Пррверял по двум объективам 50/1.4 и 58/2.0 (50/1.4 брал у товарища) После этооо всё работало хорошо, бэк/фронт на другой оптике не наблюдался
Вы хотя бы знаете, что там датчик автофокуса. Константин вообще про фазовые датчики написал.
Эмм, может я чего-то не понимаю, но модуль АФ и есть фазовые датчики (закрепленные, грубо говоря, на одной пластине, имеющей возможность ‘подстройки’ положения). Я когда лез в фотоаппарат, тоже имел лишь общее представление… Хочет человек попробовать – пусть пробует на свой страх и риск. В принципе, с прямыми руками совсем угробить аппарат – это ещё постараться надо.
Вот, типичный датчик АФ для ЦЗК (в данном случае для Canon EOS 50D):
А это то, что внутри (единая фоточувствительная конструкция):
Не могу сказать про Кэнон, но в сервисной инструкции Никона датчик АФ не регулируется в его посадочном месте. Регулируется только система зеркал и положение матрицы относительно байонета.
У EOS300D точно регулировалось, даже в инструкции вроде рекомендации были. Что там на новых – незнаю
Ниже переписку смотрите, я уже признал свою ошибку.
… и местный ‘сервис’ (в городе-милионнике) за подстройку фронт/бэк-фокуса тогда заломил какую-то дурную сумму, при чём не давая гарантию, что станет лучше. Оф. сервиса Никон в городе нет. На чистку матрицы вообще в другой город отправляю – даже с учётом доставки, выходит дешевле, чем у местных (и опять у местных без нарантии, что после чистки станет лучше).
В Украине могу посоветовать сервис ‘Photoparts’ в Николаеве – делают качественно, относительно быстро и по адекватной цене. Ремонтировал у них видеокамеру и объектив, чистил матрицы фотоаппаратов.
А это из сервисной инструкции по вашему Д5100. Там сказано, что закрутить три винта, но не сильно, а затем каждый
повернуть обратно на два оборота:
Я уже не помню куда крутил, но полностью не закручивал, и крутил все три одинаково. Положение датчика как раз и регулируется, и сделать это проще, нежели крутить эксцентрики зеркал, и тем более ‘сбивать’ плоскость матрицы относительно оптической оси, тут гораздо меньше шансов что-то запороть
Да, вы правы, я уже подзабыл про эту регулировку датчика АФ. Действительно, его положение настраивают тремя винтами (как и матрица). А то, что я ранее описал – это манипуляции при сборке камеры и установке датчика АФ. Вот пример, как это делается на камере Д90:
http://libraphoto.com/blog/wedding-blog/Nikon-D90-Inspection-and-Adjustment-program.html