Кинокамеры со светочувствительным материалом

Исторически первым типом аппаратуры для записи движущегося изображения были киносъемочные камеры, использующие для записи информации светочувствительный материал (кинопленку).

Кинокамера включает следующие механизмы и узлы [1]:

1) съемочный объектив;

2) визирное устройство;

3) механизм прерывистого экспонирования (обтюратор);

4) лентопротяжный механизм, включающий зубчатые барабаны и ролики, фильмовый канал, кассеты и скачковый механизм;

5) приводной механизм;

6) вспомогательные механизмы (счетчик кадров или ука­затель метража, тахометр и др.).

Принципиальная схема киносъемочной камеры с преры­вистым перемещением кинопленки приведена на рис. 1.1.1.

Рисунок 1.1.1. Принципиальная схема киносъемочной камеры с преры­вистым перемещением пленки.

Кинокамера функционирует следующим образом. Съемоч­ный объектив 1 дает оптическое изображение снимаемого объекта на светочувствительном слое кинопленки 2, нахо­дящейся против кадрового окна в фильмовом канале 10. Кинопленка из подающей кассеты 5 равномерно вытяги­вается тянущим зубчатым барабаном 4. Для предотвращения самопроизвольного раскручивания бобышки, на которую намотана пленка, подающая кассета должна быть снаб­жена тормозным устройством (обычно фрикционного типа).

Из фильмового канала 10 пленка вытягивается преры­висто с помощью скачкового механизма 9, затем попадает на задерживающий зубчатый барабан 8 и в принимающую кассету 7. Скачковым механизмом в большинстве случаев является грейферный механизм [2]. Одна из возможных кинематических схем (кривошипно-шатунная) грейферного механизма представлена на рис.1.1.2. В данной схеме вращение двигателя преобразуется в движение грейфера (крючка, который протягивает пленку на шаг кадра) по О-образной траектории. Существуют и другие варианты грейферных механизмов.

Рисунок 1.1.2. Схема кривошипно-шатунного грейферного механизма.

Зубчатые барабаны 4 и 8 (рис.1.1.1) должны вращаться синхронно и обеспечивать подачу и прием кинопленки с постоянной скоростью.

Вследствие необходимости синхронного действия обоих зубчатых бара­банов их можно объединить в один комбинированный зубчатый барабан, одна сторона которого действует как тянущая, другая — как задерживающая.

Для обеспечения наматывания кинопленки бобышка принимающей кассеты должна вращаться принудительно, от двигателя камеры 6. Так как диаметр рулона с каждым оборотом бобышки увеличивается, то угловая скорость бо­бышки в принимающей кассете должна постепенно умень­шаться, чтобы обеспечить наматывание кинопленки с рав­номерной скоростью. Поэтому кинематическая связь между бобышкой принимающей кассеты и приводом камеры должна обеспечивать некоторое пробуксовывание бобышки за счет силы натяжения кинопленки на участке между задерживаю­щим зубчатым барабаном и принимающей кассетой. Это достигается или с помощью фрикционного устройства, или применением нежесткой кинематической связи (например, шкиво-ременной передачи).

Периодическое экспонирование оптического изображе­ния осуществляется с помощью равномерно вращающегося обтюратора 11. На схеме показан обтюратор зеркального типа, предназначенный также и для направления оптиче­ских лучей в период продергивания пленки в визирное устройство 3.

На рисунке стрелками, идущими от двигателя камеры, показаны направления подачи движения, которую должен осуществлять приводной механизм камеры.

Использование кинопленки для записи визуальной информации в камерах этого типа обусловило трудоемкость киносъемочного процесса. Кинокамеры имели значительный вес, так как кинопленку необходимо направлять, перемещать (в одной части пространства камеры прерывисто, в других частях – непрерывно), периодически защищать от попадания света. Зарядка кинопленки в кассеты должна была производиться в темных помещениях, время непрерывной съемки ограничивалось количеством кинопленки в рулоне. Кроме того, имея в своем составе органические соединения (желатин), кинопленка является в значительной мере «капризным» носителем информации: ее линейные размеры, в том числе и шаг перфорации, изменяются во времени, зависят от температуры и влажности окружающей среды и соответственно не всегда удачно согласовываются с параметрами скачкового механизма кинокамеры. Запись цветного изображения в кинокамерах осуществляется за счет применения кинопленки, имеющей 3 слоя, чувствительных к разным цветам. Они расположены по глубине один под другим.