По типу затвора цифровые фотоаппараты можно разделить на три большие
группы — беззатворные камеры, камеры с центральными электромеханическими затворами и, наконец, фотоаппараты с электромеханическими затворами. Классические шторные затворы, шторки которых
изготовлены из прорезиненной ткани, в цифровых фотоаппаратах не применяются.
Беззатворные фотоаппараты — это самые доступные по стоимости Web-
камеры с работы в качестве автономного фотоаппарата. В эти
камеры, как уже знаем, устанавливаются недорогие сенсоры CMOS. Светочувствительные ячейки сенсора CMOS — это полевые транзисторы, изменяющие свое состояние под воздействием облучения светом. Формируемые матрицей CMOS электрические сигналы считываются непосредственно с выводов ячеек-транзисторов. То есть в качестве затвора у простейших цифровых фотоаппаратов работает схема считывания состояния
матрицы за определенный автоматом экспозиции промежуток времени,
Затворы цифровых фотоаппаратов и экспозиционная автоматика_63
который играет роль выдержки обычного механического затвора. Причем контроллер электронного затвора — схема считывания состояния матрицы — располагается на кристалле самой матрицы.
Отсутствие электромеханического затвора позволяет достичь очень коротких выдержек, вплоть до 1/15000 с. Но смысла в этой сверхскорости электронного затвора нет никакого, поскольку матрицы CMOS обладают низкой светочувствительностью (порядка 50 единиц ISO), не полноценно экспонировать сенсор при слишком высоких скоростях выдержки. Кроме того, при слишком высокой скорости работы электронного затвора сказывается инерционность самой матрицы. При облучении ярким светом ячейки матрицы на некоторое время изменяют свои характеристики в сторону уменьшения светочувствительности. Чем больше интенсивность засветки, тем большее время требуется на восстановление светочувствительности.
Электронный затвор цифрового фотоаппарата начального уровня — единственный механизм изменения экспозиционных параметров. Диафрагмы в фикс-фокусных объективах Web-камер с возможностью автономной работы нет, поэтому относительное отверстие (то есть значение диафрагмы) остается неизменным. Изменяться может только выдержка, что значительно
сужает применение подобных фотоаппаратов. Впрочем, это не единственное
ограничение — в камерах начального уровня нет схемы коррекции баланса белого и встроенного импульсного осветителя. Матрица настроена на освещение солнечным светом и в помещении с неярким искусственным освещением оказывается неработоспособной.
Простота электронного затвора обуславливает и простоту экспозиционной
автоматики.
В качестве светочувствительных датчиков для замера освещенности используются ячейки самой матрицы. Электронная схема установки экспозиции оценивает силу тока на выводах транзисторов и выбирает значение выдержки.