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还没有发明微型电池或者电子的时候,相机如何工作?

日报标题:过去的相机,连电池都不用也能拍照

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砸场子,快门修理,文献翻译

机械相机的原理比你想象的简单,这玩意就和电风扇为什么摇头一样,知道的人说这不就是个轮子和连杆么,不知道的人还以为里面有逻辑电路(真人真事)

相机说白了就是快门机构过片机构的组合。

对焦靠手,这个不提了,过片和快门分开来说。

(部分图片来自http://www.earlyphotography.co.uk

快门机构

我们说简单一点吧…

快门最重要的就是解决计时问题。

因此人们想到的有【刹车】的原理。

典型的有 Linhof 的快门和 Koilos 的最初型号。

Linhof 快门,12 点方向是速度选择,不同速度就是把刹车片拧的松一点和紧一点的差别,因此客观来说并不太准确。9 点方向是连接气动快门线的,从远处吹气能驱动里面的小活塞块,进而推动快门的释放机构。无它用处。

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也有完全靠【弹簧】的原理。

大部分 Roller-Blind 快门(T-P 快门)都是这样,将弹簧上紧到不同程度,这样快门帘归位的时候就会有不同的速度,因此帘幕开口通过孔径的时间就不同。侧面是一个止退机构,当上紧到所需速度时不会开倒车。触发快门时,松开止退机构,快门帘就倒卷回去,同时开口通过中心圆孔。后期 graflex 快门则改成固定卷回速度和不同缝宽(或不同速度 + 不同缝宽,视型号而定)。

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之后人们提出了【气阻】的原理。

较为成熟的气阻快门 Koilos(左上,右上,右下均是气阻。左下为刹车片式)

通过 10 点钟方向的拨盘决定 12 点方向气缸内活塞的行程,2 点方向上弦,8 点方向触发快门,之后在弹簧力作用下气缸受到阻力慢慢归位,根据行程不同归位时间不同,因此可以控制开闭时间。触发拨杆下方是螺口快门线(现代快门线),4 点位置的另外一个接口接气动快门线。

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Compound 快门气缸结构简图,不同速度能将活塞限制在一定位置上,决定了其行程。绝大部分气阻快门都是这个原理。气阻快门不同于气动快门,气动快门是靠压入的气体进入气缸后“抵抗”弹簧,推开快门叶片。因此压多大力,压多久都能决定能在“多长时间内”抵抗住弹簧,保持开启。因此可以手控速度,但做不到很精确。

发展到最后就是【齿轮】减速,或者称为定速。

现代齿轮减速慢门机的基本原理是 Ilex 公司最早注册的专利,Compur 公司获得授权,出现了很多这样的相机:

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内部结构如图:

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所有齿轮减速快门的基本原理都相同,可参考如下:

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1 摆动的幅度决定了慢门机的行程,2 受到 3+4+5 的联合影响只能以恒定速度转动。这就决定了 1 的回转角速度恒定,因此只要通过限制 1 的摆动幅度(从零位置到预设速度位置这一段),就能设置出不同的快门速度,且重复性好。

现代机械快门,以及 135 相机上使用的帘幕快门,这一基本原理时至今日也没有大的变化:通过棘轮和摆齿的组合实现恒速转动,进而通过转动角度不同进行计时。完成计时(阻时)之后触发后续机构,完成其他动作。发展到现在,除了计时机构由齿轮组变成电子计时,结构上同现代你手上的数码相机几乎相同,所以也没啥可以说的。

看个实例

实践中会复杂一些。以前搞过 Prontor SVS(宝丽来用的快门)介绍,这个神烦:

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A 即是上文中提到的摆齿 1,通过与速度盘上台阶的作用实现行程控制。

ABCD 各受到速度盘上不同槽位的控制,按照下表实现不同速度。

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过片机构

过片早期也是靠手,反正大画幅拍一张换一张,不是问题。

胶卷出现后最初就是告诉你大概转几圈就到位

后来在胶卷背纸印上数字用来定位,通过机身红窗来看

当然也有自动定位装置,看个简图:

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(示意图是 A12 后背,实物图是 A16 后背)

哈苏胶片后背结构图,简而言之就是手动过片(从机身齿轮带动后背齿轮 E)转动,转了足够行程之后 stop 机构会卡住某个齿轮,无法继续转动,此时底片就位。按下快门之后释放 stop 机构,于是可继续转动,直到下一张就位。

总的来说,过片机构在历史上的变化不大,就不做特别详述了。


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