В фотоаппарате используют различные типы светоизмерения: интегральный (по всему полю в равной пропорции), полуинтегральный (по всему полю в разной пропорции), селективный, точечный (на узкоограниченном участке изображения), многозональный, многоточечный, либо комбинированный (рис. 15, 19).
Внутреннее измерение яркости объекта производится при рабочей или при полностью открытой диафрагме.
Одной из разновидностей полуинтегрального измерения света является центральновзвешенное. В этом случае в центральной части кадра воспринимается около 50 - 60% общей чувствительности светоприемника, так как чаще всего объект съемки расположен в центральной части кадра. Измеряемая зона в этом случае смещена от центра вниз, поскольку обычно верхний участок кадра приходится на яркое небо и замер по этому участку может привести к неправильному определению экспозиции. Рассматриваемый вариант предпочтителен для обычной съемки как при ручном, так и при автоматическом режиме. Он характерен стабильной чувствительностью при использовании сменных объективов и позволяет свести до минимума разницу измерений при горизонтальном и вертикальном построении кадра.
Селективный тип измерения имеет общую чувствительность светоприемника на площади, составляющей около 12% общей площади кадра. Он используется при съемке с сильным задним светом; съемке на ярком солнце, когда имеется сильный контраст между тенью и светом; при съемке с близкого расстояния.
При точечном типе измерения используется около 3% общей площади кадра. Он применяется при измерении против света, во время съемки сцен, отличающихся очень сильным контрастом между объектом съемки и задним фоном (например, певец в пятне света на сцене).
Переход от интегрального измерения яркости по всему кадру к измерению в центральной полосе (пятне) или точке повышает точность. Так, например, известно, что в нестандартных световых условиях применяют многоточечное измерение яркости, при котором угол восприятия в каждой точке - порядка 3°. Результаты последовательного измерения в каждой точке (до 8) закладывают в память ЭУ, а затем вычислительное устройство интегрирует полученные данные и дает команду на отработку оптимального значения экспозиции.
Тип светоизмерения зависит от расположения светоприемника в фотоаппарате и оптической системы видоискателя. Так, при использовании одного светоприемника переход от одного типа измерения к другому (изменение угла восприятия) осуществляется либо перемещением линзы, установленной перед светоприемником (рис. 16), либо изменением положения полевой диафрагмы. Для центральновзвешенного измерения используют два светоприемника. В фотоаппарате «Лейка-Р3» установлены три светоприемника. Два из них помещены у измерительного пятна, а третий, получающий свет, отраженный от полупрозрачного зеркала,- в камере: он используется при точечном измерении.
Особый интерес представляет система светоизмерения фотоаппарата «Канон Ф-1» (рис. 17). В нем три группы фокусирующих экранов (по типу измерения яркости объекта). В каждый экран встроен фотометрический элемент, представляющий горизонтальную решетку-делитель клинообразной формы. Свет, пройдя объектив и отразившись от зеркала, через фокусирующий экран направляется к пентапризме. Часть света, отразившись от решетки-делителя, попадает на кремниевый фотодиод. Варьируя размеры и тип решетки-делителя, можно изменять область чувствительности в поле зрения видоискателя. Наличие в системе высокочувствительного светоприемника требует меньше света и позволяет практически избежать затемнения измерительной зоны конденсора, что было характерно для конструкций прежних лет.
Оригинальна светоизмерительная система, приведенная на рис. 18. Светоприемник установлен под углом в нижней части корпуса механизма зеркала. Ось фотодиода направлена к центру кадра. Главное зеркало имеет в центре П-образную площадку с 50 000 овальных отверстий (без отражающего покрытия), которые пропускают 7% света, падающего на зеркало. Отсутствие отверстий в центре обеспечивает качественное изображение клина и микрорастра. К главному зеркалу под углом 90° установлено дополнительное зеркало, изготовленное из трех секций (центральная часть с вертикальными линиями, две крайние - линзы Френеля, которые направляют свет на светоприемник). Светоприемник имеет двухлинзовый коллектив. Тот же светоприемник используют и при работе с лампой-вспышкой. В этом случае зеркало находится вверху, а измерение производится от поверхности фотоматериала с площади овального прямоугольника (8 х 24 мм).
Рассмотрим принцип действия системы автоматического многозонального измерения яркости.
Для определения распределения яркости предмета съемки все поле изображения фотоаппарата (видоискателя) разбито на пять зон (рис. 19,а): центральную (3а, 3б), составляющую 18% от общей площади (Ø12 мм) и краевые (1, 2, 4, 5). Измерение яркости этих зон производят посредством двух групп датчиков, каждая из которых состоит из трех фотодиодов. Свет попадает на фотодиоды, расположенные над окуляром видоискателя, через дополнительную оптическую систему, состоящую из линз и многогранной призмы, каждая грань которой считывает яркость соответствующей зоны. Датчики выдают различные сигналы (центральные - по 60%, краевые - по 10%).
Рис. 19. Система многозонального измерения яркости: а - зоны измерения; б - логическая таблица; в - структурная схема: 1 - светоизмерительное устройство, 2 - логарифматор, 3 - микропроцессор, 4 - устройство ввода данных объектива, 5 - устройство анализа и оценки световых условий предмета съемки, 6 - устройство исключения (ограничения) предельно допустимой яркости, 7 - селектор выбора экспозиции, 8 - миникомпьютер, 9 - устройство ввода чувствительности пленки
Полученная информация о яркости, ее диапазоне, контрасте и других фотометрических параметрах предмета съемки поступает в схему, состоящую из микропроцессора, анализатора параметров, цепи ограничения диапазона яркости, миникомпьютера и программированного селектора экспозиции. В центральное процессорное устройство поступает также информация о характеристиках съемочного объектива (значения максимального относительного отверстия, действующей диафрагмы, коэффициента виньетирования). После анализа и обработки данных, исключения (ограничения) нехарактерных значений (например, в случае регистрации одним или двумя датчиками яркости более 10 000 кд/м²) информация вводится в миникомпьютер. Компьютер определяет следующие параметры: максимальную 1 и минимальную 2 яркости; диапазон яркости 3; разность между яркостью центральной зоны, максимальной 4 и минимальной 5 яркостями, а также яркостью краевых зон 6 и, наконец, в случае обнаружения таковой более чем двумя датчиками 7, какой из датчиков ограничивает максимально допустимую для устройства яркость значением 10 000 кд/м².
Факторы 1, 3, 6, 7 приняты в качестве оценочных при сравнении с полученными статистически 20 различными комбинациями фотометрических характеристик предмета съемки, заложенными в память фотоаппарата (рис. 19, б).
В зависимости от конкретных условий съемки (точнее, приближенного соответствия любому из 20 вариантов) фотоаппарат использует один из следующих (или их комбинации) показателей уровня экспозиции: значение экспозиции центральной зоны, соответствующее центральновзвешенному измерению Вц, максимальное значение экспозиции Вмакс, среднее - Вср, минимальное Вмин, (статистически установлено, что при съемке в 50% рекомендуемая экспозиция основывается на использовании значений Вср, 25 - 30% - Вмин, 10 - 15% - Вц, 10% - Вмакс).
Из рис. 19,б можно определить, какой из показателей уровня экспозиции используется в каждом из наиболее часто встречаемых в практике 20 вариантов стандартных условий освещения. Естественно, существуют предметы (например, неоновая реклама ночью), условия съемки которых определить по данной системе невозможно и поэтому следует переходить на ручное управление экспонированием.
Обобщенная принципиальная структурная схема рассматриваемого устройства показана на рис. 19,в.
В целом применение многозональной системы измерения яркости, рассчитанной на рядового фотолюбителя, облегчает процесс управления съемкой, позволяет повысить качество изображения.
