快門

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單反相機上常見的一種快門運行方式
不同快門速度的表現

快門也叫光閘,(粵語區有按英文"Shutter"音譯成「失打」一詞)是照相機中控制曝光時間的重要部件,快門時間越短,曝光時間越少。

快門種類[編輯]

依照快門在相機中的位置分類為:

鏡前快門[編輯]

最初的快門只是一個鏡頭前的蓋子,曝光時用手把鏡頭前的蓋子除下,曝光後用手把蓋子蓋上。後來改進為氣動二葉快門。鏡前快門多用於微型相機愛迪颯16美樂時

  • 愛迪颯16的鏡頭前快門是由4片薄金屬葉片組成,最高速度是 1/150秒。
  • 美樂時B 型微型相機的鏡頭前快門是由2片薄金屬葉片組成,速度:T、B、1/2、1/5、1/10、1/20、1/50、1/100、1/250、1/500、 1/1000秒。

目前手機照相機的機械快門結構,幾乎都是鏡前快門

鏡前快門的優點: 結構簡單,組裝方便

鏡前快門的缺點: 因為放在鏡頭的前方,所以快門的開口徑要大,避免遮到光路,因此快門葉片要行走的距離較長,因此快門速度比較慢

鏡間快門[編輯]

許多中檔35毫米相機、中幅雙反相機、和近代的簡便35毫米相機,APS相機都用鏡間快門。

柏林哥茲廠特納斯TENAX相機的康普快門

早期的鏡間快門由兩個小度盤控制,例如柏林哥茲(C.P.GOERZ )廠的特納斯(TENAX)相機用的康普鏡間快門,一個度盤控制: 1、1/2、1/5、1/10、1/25、1/50、1/100、1/250;另一度盤控制 D(相當於T)和Z(相當於B).

後來的鏡間快門都只用一個有刻度的圓周環控制.

  • 同步康普快門(SYNCHRO COMPUR)

哈蘇500C/M : B, 1 至 1/500秒。

康塔超B反光機(CONTAFLEX SUPER B) 同步康普快門

蔡司依康 蔡司超級依康塔B,康塔超B反光機(CONTAFLEX SUPER B)度環:B、1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500.

蔡司依康 CONTESSA PRONTO 快門
  • 普隆托快門(PRONTO)

例如;蔡司依康 康忒颯:度環:B、1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500.

鏡間快門的葉片多由薄鋼片製造,有2、3、5片,以5片最普通。鏡間快門又通稱葉片快門。 鏡間快門的優點在於:

  1. 簡單而體積小,多在簡便相機中使用。
  2. 閃光可以在快門的所有速度同步。

鏡間快門的缺點在於如果需要變換鏡頭:

  1. 每一個鏡頭需要一個快門(如哈蘇)。
  2. 鏡間快門、光圈連同後半個鏡頭連在照相機上不動,只換前半個鏡頭;例如科達若亭納(RETINA)35毫米單反相機和蔡司依康的康塔超B反光機都採取這樣的設計。

光圈快門[編輯]

有的簡便照相機的光圈兼有快門的功能,這類光圈快門大多是雙葉片菱形孔式。光圈快門平時是完全關閉的:在按下快門的瞬間,雙葉片光圈快門開啟到預定的孔徑後,保持這孔徑到一段預定快門開啟時間之後,立刻閉合:如此一來,光圈便又兼快門的功能,很多輕便的相機都使用光圈快門。

鏡後快門[編輯]

  • 科寶快門(理光126相機)
  • 精工舍快門(拓普康35毫米相機,興和光學SETR2 35毫米相機)

反光鏡快門[編輯]

長城中幅單反相機DF4(DF120)的反光鏡,兼作快門。前貼反光鏡的金屬版兼作快門的第一幕簾,第二幕簾是弧形金屬簾。上發條時反光鏡幕簾向上移動,離開光軸,但弧形的第二幕簾也同時向上移動,阻擋光線。按下快門按鈕時,弧形的第二幕簾先向下移動,稍候反光鏡幕簾跟著向下移動,兩幕簾之間形成一個間隙。間隙小快門的速度高,間隙大快門的速度低。

二戰後德國儀哈格廠的埃克薩35毫米單反相機也用類似的快門。

焦平面快門[編輯]

焦面快門又叫幕簾快門。早期的焦面快門是一條長長的塗膠黑布,上面排了幾個長方形孔,一個比一個窄。當一個長方形孔以均勻的速度移過感光膠捲時,膠捲便暴光了。孔越窄,膠捲上的光越少,快門的等效速度越高。 下一步的發展是用兩片幕簾構成一個寬窄可以變化的孔.幕簾的材料有塗膠黑布和金屬;金屬焦面快門的幕簾,由多片狹長金屬薄片組成,各相鄰金屬薄片略微重疊,不漏光線。幕簾快門開啟時的運行方向,有橫向和豎向兩種。今日多數幕簾快門是用薄鋁合金片製成的,也有一些是由鈦合金製造。

由於焦平面簾幕快門在超過全開速度後是使用控制曝光範圍區來達成等效速度的結果,因此在這種快門運作過程中任一時間快門簾都未全開的狀況下,搭配使用發光時間極短的電子閃光燈時會產生無法同時照亮整個畫面的問題,該快門簾能維持快門全開的最高快門速度稱為閃燈同步速度上限。


  • 按快門的構造分類:

機械快門[編輯]

原來的定義:

  • 相對於使用電子計時電路控制快門速度或使用電子零件提供快門動力,機械快門是指只使用彈簧或者其他機械結構,不靠電力來驅動與控制速度的快門結構。
  • 大多使用機械快門的相機由於快門運作動力來自於彈簧,必須先手動進行[上弦]動作來壓緊或拉伸快門的動力彈簧,然後釋放時利用快門速度調節的彈簧或飛輪來調節各種釋放速度。

目前的定義:

  • 相對於沒有機械結構的電子斷流快門,機械快門是指快門功能是由可以作動的機械零件來達成。
  • 快門結構驅動方式可為彈簧,馬達,電磁閥....等元件。

電子快門[編輯]

  • 相對於機械快門的純機械方式驅動控制,電子快門是指驅動動力由馬達或電磁鐵提供,或是快門速度由石英計時電路來控制,具有運作速度快,快門時間準確度高,較易實現快門速度自動控制的優點。
  • 一般較受人詬病的是電子快門設計必需有充足電力才能驅動整個系統,在電力取得不方便或電池效力下降的低溫環境下很容易讓整個系統無法運作,早期許多機種為了怕此狀況發生,雖然主要是以電子快門設計,但仍備有一或兩個不需電力驅動的機械快門速度供作備用。
  • 電子快門控制電路相較於全機械設計的機械快門組件較容易受潮損壞,一定時間後的產品也常因為產品使用的電子零件停產難以取得造成後續維修困難。
  • 複式電磁快門。
  • 全電磁快門的控制機構由電磁鐵組成(行業內的術語叫做電磁閥),控時機構由電子線路組成。今日電磁快門的電子線路中都用石英片為計時元件,因此電磁快門遠比機械快門準確。

電子斷流快門[編輯]

  • 在數位感光元件上利用電子信號控制感光元件截取信號的ON/OFF狀態來達成,因為完全沒有機械結構,因此可以做到非常高速的快門速度或很快的影像捕捉頻率。
  • 這種設計因為缺乏機械快門遮光,容易產生影像暗電流校準不良,或是在極端曝光環境下讀取曝光資料時受到外部持續照射在感光元件上的環境光干擾(例如常見的高光溢出現象)。
  • 許多注重成本控制的數位相機會利用這種設計藉此省卻機械快門的成本,或是搭配成本較低的機械快門(例如慢度較慢的單片焦平面快門或光圈快門)來兼顧品質與成本間的平衡。
  • 現代電子攝影機多半使用這種類型的快門設計,但有些感光元件基於循序讀出的特性,在被攝物移動速度與資料擷取速度成一個相對關係時,會產生一種稱為果凍現象的影像歪斜狀況。
  • 大多消費級數位相機設計上都是僅使用電子斷流快門,或是電子斷流快門搭配機械式光圈快門。
  • Canon 1D是使用機械式的簾幕縱走快門搭配電子式的CCD斷流快門,最高速的快門速度是使用CCD斷流快門達成,其他快門速度是由機械式的簾幕縱走快門達成。
  • Nikon D70使用機械單片焦平面快門搭配電子式的CCD斷流快門,一般認為該機械焦平面快門只支持到1/250左右的快門速度,其餘都是使用CCD斷流快門達成,發售後不久即被大量用戶投訴在拍攝具有強烈的點光源畫面時會產生高光溢出現象。
  • 高光溢出就是畫面中太過強烈的光線對已經是停止曝光狀態的CCD畫素依然造成電荷過度飽和,導致電荷從一個畫素溢出到鄰近的畫素裡,如潰堤一般的蔓延直到這些多餘的電荷可被較空的畫素容忍,所有這些被灌滿電荷的畫素讀出的資訊都呈現全白,在拍攝畫面中可以看到這道電荷洪流造成一道不正常的白色痕跡。

快門的性能指標[編輯]

1. 快門速度(T3):

通常定義成快門由全開到全關的時間

2. 快門延遲時間(T1):

快門由接到動作的命令一直到快門葉片開始遮住光路的時間

3. 等效曝光時間(Te):

一般演算法為 Te=T1+0.5*T3

快門效率[編輯]

拍高速運動一般要1/500以上,閃光同步的快門的速度一般是1/200,有的相機是1/160. 一般情況用1/125秒,這也是影棚常用的快門速度。 追隨一般用1/60,光線較暗時,快門速度低之1/30。 拍流水用1/8可以拍出流動效果。 更低的快門速度做光塗鴉。

快門與變形[編輯]

長時間快門[編輯]

光塗鴉 拍星空

B快門[編輯]

當快門紐按下時,即開啟快門,直到放開快門鈕,才將快門關閉,這種快門稱作B快門。

T快門[編輯]

與B快門功能一樣,只是於第二次按下快門紐才將快門關閉,較常見於傳統機械式單眼相機,目前大部份相機己無此裝備。

X快門[編輯]

通常是指閃光燈同步開啟的快門速度

快門線[編輯]

快門線指連接相機快門的控制線,可用於遠距離控制相機快門,也有助於減少按下相機快門時產生的震動。傳統的快門線為機械式,直接鎖在快門按鈕上,類似針筒,按壓內部的金屬線會推擠快門按鈕以按下快門。目前新式的快門線以電子方式控制快門,有線控遙控兩種。