Суббота, 23.09.2017, 08:44
Меню сайта
Категории раздела
Каталог узлов и деталей бронетранспортёра БТР-60П
Военное издательство министерства обороны СССР Москва-1963г.
Бытовая приёмно-усилительная радиоаппаратура
Справочник Ю.П. Алексеев
Зеркальный фотоаппарат как система
А.И. Трачун Издательство "Искусство", 1986 г.
Реклама
Форма входа
Статистика

Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Все книги онлайн

Главная » Книги » Техническая литература » Зеркальный фотоаппарат как система

Светоприемники
 Светоприемное устройство ЭУ состоит из светоприемника и светоограничительного устройства, служащего для ограничения угла восприятия. В качестве светоограничителя используют механические решетчатые, линзовые растровые системы (для фотоэлемента), плоско-выпуклые линзы (для фоторезистора) и др. 

 Непосредственно измерение яркости (освещенности) объекта съемки производится с помощью светоприемника. 

 Светоприемником, как правило, служит фотоэлемент, фоторезистор или фотодиод. В фотоэлементе под действием падающего света возникает ЭДС или электрический ток; в фоторезисторе изменяется электрическое сопротивление (например, сернистокадмиевый фоторезистор при освещении 0,1 лк имеет сопротивление 10⁶ Ом, а при 10 000 лк сопротивление падает до 2 х 10² Ом); фотодиод получает способность проводить электрический ток, значение которого линейно зависит от интенсивности светового потока, 

 В последние годы в устройствах автоматизированного контроля экспозиции, в системах автофокуса появились многоячеечные приемники излучения (МПИ). В 1983 г. в фотоаппарате «Никон ФА» для измерения яркости объекта был применен многоячеечный кремниевый светоприемник. 

 Светоприемные устройства в фотоаппарате отличаются количеством, конструкцией, включением в схему. Так, например, фотоэлементы, имеющие значительные размеры, располагают снаружи фотоаппарата; малогабаритные фоторезисторы, фотодиоды устанавливают в основном внутри камеры. 

 Применение нескольких светоприемников, каждый из которых воспринимает свет соответствующей части кадра, позволяет повысить точность измерения яркости объекта, учесть контраст при измерении. Например, два последовательно соединенных фоторезистора располагают над пентапризмой таким образом, что на один из них попадает свет от верхней части кадра, а на другой - от нижней. 

 В настоящее время применяют следующие типы светоприемников: селеновый фотоэлемент, сернистокадмиевый фоторезистор (CdS), кремниевый фотодиод, галлиево-фосфорный фотодиод, галлиево-мышьяково-фосфорный фотодиод. 

 Фоторезистор и фотодиод отличаются высокой чувствительностью и малыми размерами (чувствительность фоторезистора не зависит от его светоприемной площади). 

 Рассмотрим основные типы светоприемников. 

 Селеновый фотоэлемент, появившийся на рубеже 20 - 30-х гг., позволяет измерить диапазон освещенности 20 000:1. К числу преимуществ данного типа светоприемников следует отнести отсутствие источника питания, хорошее согласование спектральной характеристики в диапазоне 300 - 700 нм с чувствительностью глаза и изопанхроматического фотоматериала. 

 Основными характеристиками фотоэлемента являются: спектральный коэффициент восприятия, утомляемость, инерционность, зависимость от температуры окружающей среды, старение, неравномерность чувствительности по поверхности фотоэлемента. 

 К недостаткам фотоэлемента следует отнести его слабую чувствительность. Поэтому в условиях низкой освещенности увеличивают угол восприятия с 50' до 70', включают дополнительный фотоэлемент. Поскольку фотоэлемент генерирует слабый ток, то требуется применение чувствительного магнито-электрического устройства (рис. 11). Кроме того, довольно сложно ограничивать угол восприятия фотоэлемента. 
 


Рис. 11. Электрическая схема подключения светоприемника: 
1 - фотоэлемент, 2 - сернистокадмиевый фоторезистор, 3 - кремниевый фотодиод
 

 Фотоэлементы определяют условия экспонирования по средней яркости объекта и по средневзвешенной яркости. Однако в ряде случаев применение их не позволяет решить изобразительную задачу, поскольку необходимо измерение яркости по сюжетно важной части объекта. Для этой цели фотоэлемент не годится. Это послужило одной из причин разработки нового типа светоприемника - фоторезистора, отличающегося большей чувствительностью и позволяющего измерять яркость малых деталей объекта. 

 Фоторезистор характеризуется следующими параметрами: чувствительность, пороговая чувствительность, световое сопротивление, наклон люксомической характеристики (ЛОХ), инерционность, коэффициент спектрального восприятия. 

 Инерционность зависит от изменения уровня освещения. Так, если для CdS после темновых условий создать освещенность порядка 10 лк, то задержка перед считыванием показаний составит около 1 с, 1 лк - 10 с, менее 1 лк - 30 с.

 Появившиеся в конце 50-х гг. сернистокадмиевые фоторезисторы в начале 80-х гг. составляли уже около 50% светоприемников, применяемых в фотоаппаратах. 

 CdS обладает интегральной чувствительностью в пять-десять раз большей, чем селеновый фотоэлемент, позволяет производить измерения в диапазоне яркостей 2 000 000:1. Высокая чувствительность, малые размеры, простота изменения угла восприятия, уменьшение его позволили широко внедрить CdS в зеркальные фотоаппараты, реализующие светоизмерение по системе TTL. CdS позволяет получать как линейные (в логарифмическом масштабе), так и изломанные ЛОХ. Сернистокадмиевый фоторезистор обладает высокой надежностью, правда последняя зависит от напряжения источника питания. 

 К недостаткам рассматриваемого CdS относится ухудшение передачи различных длин света. Спектральная чувствительность данного светоприемника (рис. 12) смещена к красной и инфракрасной областям, т. е. к участкам, к которым фотоматериал малочувствителен (пик чувствительности приходится на 620 нм). Для исправления указанного недостатка применяют светофильтры. Это приводит к снижению чувствительности за счет большего поглощения света. 
 


Рис. 12. Спектральная характеристика светоприемника: 1 - селеновый фотоэлемент, 2 - сернистокадмиевый фоторезистор

 CdS мало чувствителен к изменению температуры, однако не рекомендуется держать его длительное время при высокой температуре. Одним из недостатков CdS является присущая ему утомляемость, которая проявляется при измерении в условиях низкой освещенности непосредственно после работы на ярком свете. 

 По сравнению с другими фоторезисторами CdS медленно реагирует на свет. Это сказывается при съемке быстро движущихся объектов в режиме автоматизированного управления экспонированием. 

 Дальнейшее развитие фототехники привело к тому, что CdS, помещенные за объективом, из-за потерь в объективе и во всей системе в 70-х гг. начали заменять более чувствительным светоприемником - кремниевым фотодиодом (сначала в импульсных фотоосветителях, а затем и в фотоаппаратах). Он отличается чувствительностью, позволяющей измерять освещенность от 10-3 лк; высокой стабильностью; малой инерционностью (в 1000 раз меньше, чем у CdS); линейной зависимостью холостого хода от освещенности во всем рабочем диапазоне; отсутствием световой усталости; температурной стабильностью; малыми размерами, ограничением которых практически являются только конструктивные требования для встраивания фотодиода в корпусе. 

 Спектральная чувствительность кремниевого фотодиода (рис. 13) лежит в диапазоне 300 - 1200 нм. Для работы фотодиода в области синего цвета применяют светофильтры, поэтому кремниевый фотодиод иногда называют "голубым". 
 


Рис. 13. Спектральная характеристика кремниевого фотодиода: 1 - кремниевый фотодиод, 2 - характеристика чувствительности человеческого глаза 

 Кремниевый фотодиод получил распространение после применения его с операционным усилителем, в цепи которого обеспечивается функциональная зависимость между параметрами входного и выходного сигналов. Практически мгновенное срабатывание фотодиода не позволяет использовать его со стрелочным исполнительным механизмом,ибо он не в состоянии отражать мгновенные флуктуации уровня освещенности. Этим объясняется применение фотодиода в схеме со светодиодом (в поле зрения видоискателя). 

 Галлиево-мышьяково-фосфорный фотодиод обладает чувствительностью, в 1000 раз большей, чем CdS, высокой температурной стабильностью, отсутствием чувствительности к инфракрасной области спектра. 

 Известно, что отечественные светоприемники имеют чувствительность 10-2 лк, некоторые зарубежные - 10-3 лк, а для светоизмерительной системы TTL DM (измерение от фотопленки и шторки) требуется 10-4 лк. 

 В настоящее время ведутся работы по созданию светоприемников, имеющих чувствительность 10-4 - 10-5 лк (для этого используют специальные устройства усиления; светоприемники с регулируемой спектральной характеристикой, что позволяет расширять диапазон работы ЭУ, особенно в зоне низких освещенностей; решать задачи локальной экспонометрии).



Категория: Зеркальный фотоаппарат как система | Добавил: Talabas07 (19.01.2015)
Просмотров: 798 | Теги: фото | Рейтинг: 0.0/0


Ещё по этой теме: