Автоматизация процесса съёмки

ЦКБ организации п/я 2 1)
Московский Совет Народного Хозяйства

«Утверждаю»
Начальник ЦКБ
Шевалдин П.В.
08.04.1963 г.

ОТЧЁТ
НИР — «Автоматизация процесса съёмки».
Разработка макета зеркального фотоаппарата с автоматической установкой экспозиции со шторным затвором и форматом кадра 2,4×3,6 см

Исполнители:
Старший инженер — Карпов
Инженер — Синельникова
Начальник лаб. 10 — Владимиров
Начальник СКБ-3 — Соловьёв

Красногорск, 1963 г.

Введение

First page Одним из направлений автоматизации процесса съёмки является автоматизация установки экспозиции при съёмке.
Одним из решений этой задачи является принцип автоматического изменения диафрагмы в зависимости от изменения яркости объекта съёмки. При этом выдержка и чувствительность плёнки устанавливаются перед съёмкой от руки.
Если такой принцип нашёл своё применение в некоторых иностранных конструкциях фотоаппаратов, построенных на базе центрального затвора, то для фотоаппаратов со шторным затвором такая разработка ни за границей, ни в Советском Союзе осуществлена не была 2).
Попыткой решения этой задачи явилась разработка макета камеры, произведённая в ЦКБ организации п/я 2 1).
Перед проектированием было составлено техническое задание, которое рассмотрено и утверждено в ГОИ.

"УТВЕРЖДАЮ" (с замечаниями)
Зам. директора ГОИ
профессор Царевский

18.06.1962 г.

Техническое задание на научно-исследовательскую работу
Тема: Автоматизация процесса съёмки
Целевое назначение: Создание макета фотоаппарата с автоматической установкой экспозиции, со шторным затвором и форматом кадра 2,4×3,6 см.

Фотоаппарат с механизмом автоматической установки экспозиции должен быть зеркальным аппаратом.
Автоматически должна устанавливаться диафрагма объектива, а остальные два установочных элемента — чувствительность плёнки и выдержка — должны выставляться заранее.
Приёмником света и генератором тока должен быть обычный селеновый фотоэлемент с запорным слоем, а регистратором фототока — гальванометр со стрелкой.
Объектив в камере с автоматической установкой экспозиции должен иметь равномерную шкалу диафрагмы.
При недостаточней или избыточной освещённости объекта съёмки затвор не должен срабатывать или должна быть сигнализация о недостаточности или избыточности освещённости объекта.
В фотоаппарате должна быть предусмотрена возможность контроля устанавливаемых элементов при экспонировании плёнки.
В камере с автоматической установкой экспозиции должна быть предусмотрена возможность работа со сменными объективами без дополнительной подгонки фотоэлектрической части.
Желательно предусмотреть возможность выключения механизма автоматики и перехода на ручное управление диафрагмой.

Формат кадра 2,4×3,6 см.
Диапазон выдержки от 1/30 до 1/500 сек (желательно «B» и 1/1000 сек).
Основной объектив — фокусное расстояние 50 мм, относительное отверстие от 1:2 до 1:16 (желательно 1:22).
Чувствительность плёнки: 32; 65; 130; 250 ед. ГОСТ.

Начальник ЦКБ — Шевалдин
Начальник СКБ-3 — Соловьев
Начальник лаб. 10 — Владимиров

Замечания
к техническому заданию на выполнение НИР по теме «Автоматизация процесса съёмки»

В текст технического задания следует добавить в пункт 3 после слов «со стрелкой» — «арретируемой в момент нажатия на спусковую кнопку».
В пункт 4 вместо слова «объектив» — «основной и сменный объективы», вместо «должен» — «должны».
В пункт 5 после слова «плёнки» — «Установленное значение диафрагмы может быть прочитано по шкале до нажатия спуска»
В пункт «Технические характеристики» добавить: «5. Диапазон яркости объекта от 6 нт до 20000 нт».

Начальник научно-техн. отдела 9 — Мордасов В.И.

Задача создания принципиального нового и современного по своим техническим данным фотоаппарата осложнялась отсутствием разработанных схем автоматической связи шторного затвора с экспонометром и отсутствием шторного затвора, который мог бы отвечать современным требованиям.
Прототипом затвора был взят затвор с предварительным разбегом шторок по типу затвора фотоаппарата «Друг». Механизм установки выдержек с невращающейся головкой сделан по типу фотоаппарата «Минольта SR-1».
В основу экспонометрической части первоначально были положены, по рекомендации ГОИ, гальванометр типа Ю-12 («Луч» завода «Вибратор» 3)) с равномерным углом отклонения стрелки и фотоэлемент повышенной чувствительности (650–700 мкА/люмен) с площадью около 7 см².
Съёмник показаний гальванометра выполнен в виде гребёнки по типу приёмников фотоаппаратов Ricoh Auto 35 4) и Foca.
Зеркально-призменный визир и механизм зеркала постоянного визирования выполнены по типу «Старта-3».
Схема автоматической установки экспозиции работает следующим образом: при установке светочувствительности плёнки и выдержки поправка на первоначальное положение стрелки вводится разворотом гальванометра; при наведении фотоаппарата на объект съёмки определённой яркости стрелка гальванометра отклоняется пропорционально яркости объекта.
Нажатием на спусковую клавишу съёмник, связанный о диафрагмой объектива, поворачиваясь, доходит до стрелки и останавливается, устанавливая таким образом нужную для правильного экспонирования диафрагму.
При дальнейшем движении клавиши осуществляется спуск затвора.
Если яркость объекта недостаточна или избыточна для правильного экспонирования, автоматически сработает блокировка, которая не позволит осуществить спуск затвора.
В фотоаппарате предусмотрено выключение экспонометрического устройства и переход на ручное управление экспозицией.

Разработка велась в соответствии с техническим заданием, утверждённым ГОИ, в чертежах и макете нашли отражение все пункты ТЗ за исключением п. 4 (объектив для макета не проектировался), дополнения к пункту 3 (стрелка не арретируется во время нажатия на спусковую клавишу из-за нецелесообразности в выбранной схеме) и пункта 5 технических характеристик (начало диапазона измеряемых яркостей загрублено с 6 нт до 83 нт из-за отсутствия надлежащего гальванометра).

В результате конструирования и изготовления макета фотоаппарата выяснилось следующее:

В фотоаппарате конструктивно удовлетворительно решены задачи связи затвора и объектива с экспонометром с равномерным углом отклонения стрелки, блокировки спуска затвора и автоматики.
Гальванометр Ю-12 («Луч») не может быть использован в автоматических камерах, т.к. его конструкция не позволяет нагружать стрелку. Гальванометр заменён другим, разработанным заводом «Вибратор» для камеры «Автомат-1». Однако по замерам лаборатории этот гальванометр с нашими фотоэлементами не даёт нужной равномерности угла отклонения стрелки.
Выбранный тип затвора не отвечает современным требованиям: шкала головки установки выдержки неравномерная, для перестановки выдержки головку необходимо приподнимать, скорость движения шторок не позволила получить полного отбывания кадра при выдержке короче 1/30 сек.
Сборка затвора в корпусе с приставным нижним опорным плато очень сложная и ухудшает качество затвора, затрудняет его юстировку.
Блокировка зеркала, работающая от второй шторки, также отрицательно сказывается на скорости движения шторок.
Необходимость наружной связи спусковой клавиши со съёмником и внутренней связи клавиши с объективом привела к увеличению, по сравнению со «Стартом», рабочего отрезка (с 42 до 45 мм).
Применение в камере специальных объективов, связанных с автоматикой, вызвало необходимость отступить от стандартного соединения объектива с камерой.
За счёт упрощения связи спусковой клавиши со съёмником ход клавиши получился большим — около 50°.
Введение предварительного разбега шторок и большие габариты гальванометра (18×21 мм) вызвали увеличение общих размеров камеры: 145×35×90 мм. Однако по размерам камера не больше иностранных камер такого же класса.
Съёмник, выполненный в виде гребёнки, не дает возможности применять диафрагму плавно, поэтому одно значение диафрагмы может соответствовать большому интервалу яркостей (в пределах одного экспозиционного числа), что снижает точность экспозиции.

Выводы

Проведённая работа по конструированию и изготовлению макета дает возможность вести дальнейшую работу по созданию зеркального фотоаппарата, который не уступал бы место лучшим современным моделям иностранных фирм.
Для этого необходимо:

Разработать шторный затвор с невращающейся головкой с равномерной шкалой выдержек, с полным открыванием кадра на 1/125 сек и улучшенной равномерностью экспонирования по типу затвора, предложенного Катковым И.И. Такой затвор будет на уровне современных затворов иностранных фирм (например, Nikkorex 5)).
Разработать и испытать экспонометрическую систему, позволяющую расширить диапазон измеряемых яркостей от 6 до 20.000 нт.
Разработать оригинальный внешний вид фотоаппарата.
Предусмотреть возможность в будущем применение в фотоаппарате электропривода.

Заключение

В результате проведенной НИР найдена принципиальная возможность решения вопроса об автоматизации установки экспозиции в зеркальных камерах со шторным затвором за счёт автоматического изменения диафрагмы объектива.
Проверкой трёх вариантов затворов в макетном исполнении подтверждена целесообразность применения шторного затвора по предложению т. Каткова И.И. с независимым движением шторок, как наиболее совершенной конструкции.
Разработка макета и анализ его конструкции позволила решить вопрос о необходимости проведения ОКР.

Примечания:

Текст откорректирован в соответствии с современным написанием (объектив вместо об"ектив и т.д.), дополнено пропущенное, исправлены явные ошибки и опечатки.
Работа, Отчёт которой приведен выше, проводилась параллельно с НИР «Фотоаппарат с полупроводниковой схемой МФА-22». МФА-22 — прототип зеркального фотоаппарата с автоматической установкой выдержек на базе фоторезистора и полупроводниковой схемы управления. В дальнейшем тема получила свое развитие в фотоаппарате ЗЕНИТ-Д.
1) — ЦКБ организации п/я 2 — здесь: Центральное конструкторское бюро Красногорского механического завода — ныне Научно-технический центр КМЗ.
2) — Первой фотокамерой с автоматом диафрагмы, с аналогичным описываемому в Отчёте принципом работы, считается Konica Auto-Reflex, выпущенная в 1965 году (в этом фотоаппарате схема управления основывалась на фоторезисторе, кроме того, был применён ламельный затвор — Copal Square S).
Однако, ещё 1940 году в Государственном оптическом институте (ГОИ) в Ленинграде был разработан вариант зеркальной фотокамеры «Спорт» (ГОМЗ), в котором управление экспозицией осуществлялось автоматически. Данная конструкция базировалась на разработанной в 1939 году в нескольких вариантах авиационной фотографичекой камеры с автоматическим управлением диафрагмой объектива. Эти работы проводились под руководством И.Н. Чёрного. (Цитируется по Отчёту о работе П-04-60 «Фотоаппараты с полуавтоматической и автоматической установкой экспозиции (обзор)», ГОИ, 1960 г.)
3) — Ленинградский завод «Вибратор».
4) — Фотоаппарат Ricoh Auto 35 — прототип фотоаппарата Зоркий-10.
5) — Nikkorex — семейство простых зеркальных фотоаппаратов Nippon Kogaku (Nikon). Однако, некоторые камеры, например Nikkorex-F, разрабатывались и производились фирмой Mamiya по заказу Nikon. В тексте Отчёта, скорее всего, имеется в виду именно появившаяся в 1962 году фотокамера Nikkorex-F с её ламельным затвором Copal Square I.

Ссылки по теме:

Архивы: линия фотоаппаратов ЗЕНИТ-7.
ГОСТ 19821-74 Затворы апертурные и фокальные для фотоаппаратов.