TTL exponeringsmätare ( Eng. Through the lens, TTL : "through the lens") är en typ av inbyggd exponeringsmätare som mäter ljusstyrkan på scenen som tas direkt genom fotograferingslinsen på en kamera eller filmkamera [1] . Under en tid i sovjetisk litteratur om fotografi användes begreppet "intern ljusmätning" och motsvarande förkortning "VS", till exempel i namnet på kameran "Zenit-15 VS" [2] . Men senare ersattes denna beteckning av den internationella termen TTL [3] .
Den används för att bestämma korrekt exponering , främst i enlinsreflexkameror och biokameror med reflexslutare , men kan även användas med andra typer av sökare . Jämfört med exponeringsmätare utrustade med en extern fotocell är den största fördelen med denna mätprincip dess höga noggrannhet, som erhålls genom att automatiskt ta hänsyn till de flesta faktorer som påverkar exponeringen, inklusive antalet filter som används , objektivets effektiva bländare , dess synfält , utvidgning och andra omständigheter [4] [5] .
Nackdelarna med en TTL-exponeringsmätare inkluderar omöjligheten att mäta direkt vid fotograferingstillfället med en upphöjd spegel, vilket är viktigt för automatisk exponeringskontroll och introducerar fel vid snabba förändringar i belysningen [6] . Dessutom är TTL-exponeringsmätaren endast lämplig för att mäta ljusstyrkan hos motiv och ger inte möjlighet att bestämma scenens belysning.
Principen att mäta exponering genom att ljus passerar genom linsen patenterades första gången 1935 av Zeiss Ikon för Contaflex 860/24 tvålinsreflexkamera [ . Patent DE 722135(C) för en metod för mätning bakom objektivet i enlinsreflexkameror, inlämnat i juli 1939 , registrerat 1942 i Nazityskland och på grund av kriget inte förkroppsligat "i metall" [8] [9] . En selenfotocell i form av en ram var tänkt att placeras runt fokusskärmen från sidan av spegeln. Nästan samtidigt lämnade Arnold & Richter in ett patent på en objektiv exponeringsmätare för filmkameror med en spegelobturator , publicerad först efter kriget [10] .
Den utbredda introduktionen av TTL-exponeringsmätare började först efter uppkomsten av halvledarfotoresistorer och fotodioder , som är mycket mer kompakta än selenfotoceller: att placera den senare inuti den optiska banan är förknippad med stora svårigheter. 1960 , på Photokina- utställningen , Asahi Optical Co. introducerade en prototyp av Pentax-kamera som heter Spot-Matic med punkt -för- objektiv mätning . Den första kameran med en TTL-exponeringsmätare anses dock vara Topcon RE-Super, lanserad 1963 av det japanska företaget Tokyo Kogaku KK [8] [11] [12] . Alpa 9d blev den andra kameran ett år senare, och lanseringen av den modifierade Pentax Spotmatic [13] började nästan samtidigt . År 1965 dök bakom-objektivet mätning upp i den utbytbara Photomic T- pentaprismen för Nikon F -kameran , som tidigare hade utrustats med en ansluten extern fotocell [14] [15] . Denna typ av prisma var världens första utbytbara sökare utrustad med en TTL-exponeringsmätare [16] . För närvarande är alla SLR-kameror utrustade med TTL-exponeringsmätare av konjugerad design, det vill säga direkt anslutna till exponeringskontroller och exponeringsautomatik.
Effektiviteten av exponeringsmätning och ljustransmissionen i sökaren beror på placeringen av fotoresistorerna på TTL-exponeringsmätaren. Samtidigt är ljusstyrkan på bilden i reflexsökaren en av de viktigaste egenskaperna hos en kamera eller filmkamera, eftersom den avgör fokuseringsnoggrannheten, vilket är svårt när det saknas belysning. I den första kameran med en TTL-exponeringsmätare "Topcon RE-Super" var den ljuskänsliga CdS-fotoresistorn placerad i en spegel, vars delar var genomskinliga. I det här fallet gick inte mer än 7 % av ljuset förlorat, resten av ljuset föll in i sökaren [17] . Men de mest använda scheman utan separation av ljusflödet , varav ett var placeringen av fotoresistorer bakom pentaprismats okulära yta [18] [19] . De första TTL-exponeringsmätarna av denna design var utrustade med kameror från Asahi Optical , som patenterade arrangemanget av sensorer 1967 [20] . I framtiden blev enheten allmänt accepterad för de flesta utländska tillverkare [21] . Denna design kräver inte ljussampling: sensorerna tar emot ljusflödet som passerar genom okularet [22] . Det finns konstruktioner där ljuskänsliga element är placerade på pentaprismens övre ytor och väljer sidoljusstrålar som inte kommer in i okularet. En sådan pentaprismanordning fanns till exempel i kamerorna Minolta XK och Leica R 3 [23] .
Vissa TTL-mätsystem tog ljus från sökarens optiska väg, vilket minskade dess bländarförhållande och gjorde det svårt att se och fokusera . Till exempel, i de sovjetiska kamerorna " Zenith-TTL " och " Zenit-19 " valdes ljus från den främre genomskinliga ytan av pentaprismat [24] . Som ett resultat visade sig sökaren för dessa kameror vara mycket "mörkare" än den för föregångarna " Zenit-E " och " Zenith-EM " med en extern exponeringsmätare fotocell. Ett liknande problem fanns i filmkameror, där ljus också valdes i den tillhörande sökarens optiska bana [25] , som regel av prismor med en genomskinlig spegelyta, ofta också avsedd för TV [26] [27] . Placeringen av sensorn i slutet av en kollektiv lins med en inre lutande semitransparent reflektor (" Canon F-1 ") [28] har vunnit viss popularitet . Ett sådant schema är mest fördelaktigt i kameror med en löstagbar pentaprisma, vars exponeringsmätare förblir i drift oavsett vilken typ av sökare som är installerad.
Samma fördel ger den lösning som först användes 1968 i Leicaflex SL-kameror, när ett fotomotstånd placeras under den genomskinliga huvudspegeln och fångar ljuset som reflekteras av den lilla extraspegeln [29] . En sådan enhet, som också är karakteristisk för kamerorna Nikon F3 , Pentax LX och Olympus OM-3, gör att samma sensor kan mäta ljuset som reflekteras från filmen under exponeringen, inklusive blixten . En genomskinlig spegel minskar dock sökarens ljuseffektivitet. För att öka ljusstyrkan på bilden i sådana kameror används ofta en komplex mosaikmikrostruktur av den genomskinliga delen av spegeln [30] . I modern digital utrustning hittas platsen för fotodioden under spegeln praktiskt taget aldrig, eftersom denna del av den optiska banan är upptagen av autofokusmodulen och blixtljuset mäts på ett annat sätt.
I Topcon RE-Super rörlig genomskinlig spegel |
På den genomskinliga ytan av Zenit-TTL pentaprism , Zenit-19 |
På ögonytan på Pentax Spotmatic , Nikon FM , Canon EOS , Zenit-12sd pentaprism |
I slutet av Canon F-1 kollektivobjektiv |
Under extra spegel Leicaflex , Nikon F3 , Pentax LX , Olympus OM-3 |
Framför Olympus OM-2 film |
På en svängarm bakom en Canon Pellix genomskinlig spegel |
Ytterligare utveckling av exponeringsmätare och uppkomsten av punkt- och utvärderingslägen för mätning ledde till komplikationen av designen av fotoresistorer och uppkomsten av nya layouter som inte minskar ljusstyrkan i sökaren. Flerzonsmatrisfotoresistorer som utför utvärderande mätningar är i de flesta fall installerade vid pentaprismats okulära yta och utrustade med en mikrolins som bygger en reducerad bild av ramen på en ljuskänslig yta. Ett sådant schema med ett fotomotstånd med flera zoner ovanför okularet är implementerat i alla kameror i Canon EOS -serien [31] . Samma ljuskänsliga element används för punktmätningsläge. Mätning av ljuset som reflekteras från filmen görs av ett annat fotomotstånd placerat under spegeln, bredvid autofokusmodulen [* 1] . Ett liknande arrangemang av ljuskänsliga celler används i Nikon F4-kameran . Skillnaden ligger i de två flerzonssensorerna placerade på okularets sidor för utvärderande mätning [32] . Många SLR-kameror är utrustade med flera fotoresistorer placerade på olika ställen i den optiska vägen för att mäta exponering i olika lägen .
Digitala SLR-kameror som stöder Live View -läge , såväl som spegellösa kameror , använder data från bildsensorn för att mäta exponeringen . Mätning av exponering genom ett fotograferingsobjektiv är också möjligt i avståndsmätarkameror . Till detta kan fotoresistorer användas, monterade på en spak som dras in innan slutaren utlöses, som man gör i Leica M5- kameran [33] . I Sovjetunionen utvecklades FED-6 TTL- kameran med samma princip för ljusmätning, men den massproducerades inte [34] . En fotoresistor på en infällbar arm användes också i vissa SLR-kameror, som "Canon Pellix" med en fast genomskinlig spegel [35] .
Till och med de allra första TTL-exponeringsmätarna hade en kopplad design som gav halvautomatisk eller automatisk exponeringskontroll . I det här fallet kan parning med slutarhastighetsomkopplaren enkelt implementeras av ett variabelt motstånd som ingår i mätkretsen [* 2] , och information om objektivets relativa bländare kan överföras till exponeringsmätaren på två sätt. I avståndsmätare och filmkameror reflekteras objektivets bländare automatiskt i mätresultaten när mängden ljus som når sensorn ändras proportionellt. I det här fallet krävs ingen anslutning mellan exponeringsmätaren och objektivet.
I SLR-kameror med hoppande bländare kan mätning endast ske före fotografering, medan spegeln är nedsänkt, men hålet är helt öppet. Därför, för att få ett korrekt resultat, bör exponeringsmätaren endast slås på när bländaren är i arbetsläge, stängd av repeatern , eller så bör en korrigering göras av avläsningarna, beroende på läget för dess kontrollring . Dessa två metoder brukar separeras och kallas engelska. Stop Down Metering och engelska. Full bländarmätning respektive [36] . Den första metoden är endast lämplig för halvautomatisk exponeringskontroll [37] . Den tekniska implementeringen är dock den enklaste och används för linser med gängad fattning eller med en konventionell bländare. Kameror med en TTL-exponeringsmätare och gängade linsfästen, såsom Pentax Spotmatic , mätte exponeringen endast vid driftsvärdet för den hoppande bländaren [15] . Anledningen ligger i omöjligheten att korrigera exponeringsmätarens avläsningar i avsaknad av dess mätkoppling med membranet [* 3] , som enkelt implementeras endast med ett bajonettfäste för utbytbar optik [38] .
Det andra sättet att mäta med öppen bländare anses vara det mest avancerade på grund av dess lämplighet för automatisk exponeringskontroll . Men för att implementera full bländarmätning är det nödvändigt att överföra det förinställda värdet för hoppöppningen och bländaren till exponeringsmätaren. Detta komplicerar linshylsan och dess fäste vid kameran [37] . För första gången har en sådan mätprincip implementerats i Topcon RE-Super- och Nikon F-kameror med en bajonettfäste av optik, vilket säkerställer den exakta repeterbarheten av ramens orientering i förhållande till kameran efter varje objektivbyte [39] .
1966 dök ett liknande gränssnitt för exponeringsmätare upp i linser av en ny version av Minolta SR-fästet , och 1971 fick Canon FD-fästet möjligheten att mäta med en öppen bländare . K-fästet , utvecklat 1974, tillhandahöll också den mekaniska överföringen av förhållandet mellan den installerade öppningen och öppningsförhållandet. 1977 standardiserade Nikon ett nytt AI-gränssnittssystem ( eng. Automatic Maximal Aperture Indexing ), som samtidigt sänder bländarvärdet tillsammans med bländarvärdet , vars värde är avgörande för att exponeringsmätaren ska fungera korrekt. Samma system användes i inhemska kameror " Kiev-20 " och " Kiev-19M ", vars utgivning var begränsad. Den gängade kameran " Zenith-18 " kunde mäta exponeringen med öppen bländare på grund av den elektriska överföringen av bländarvärdet, men bara med en standardlins " Zenitar -ME1 " [40] . I mer moderna system, som Canon EF , sker överföring via fästets digitala gränssnitt . Alla moderna SLR-kameror är utrustade med TTL-exponeringsmätare som mäter exponering med full bländare.
När fotoresistorer placeras i en pentaprisma beror mätnoggrannheten på ljustransmissionen och utformningen av fokuseringsskärmen , vars Fresnel-lins beräknas med hänsyn till sensorernas placering [19] . När man använder utbytbara skärmar med olika optisk effekt och ljusspridning måste man därför ta hänsyn till dessa faktorer. I de flesta professionella kameror används manuell inmatning av exponeringskompensation för detta , vars värde bestäms för varje typ av skärm enligt tabellerna eller dokumentationen för själva skärmen. Vissa kameror växlar automatiskt exponeringsmätaren beroende på vilken typ av skärm som är utrustad med beacons.
De flesta typer av TTL-exponeringsmätare är känsliga för ljus som kommer in genom okularet [18] . För att eliminera mätfel är professionella kameror utrustade med en okularslutare som blockerar främmande ljus vid fotografering från ett stativ eller i andra situationer när siktning inte krävs och okularet inte skyms av fotografens ansikte. Amatörkameror är ofta utrustade med en speciell gummikåpa som bärs på kameraremmen och sätts på okularramen.
Förutom traditionella TTL-exponeringsmätningssystem som mäter ljus genom en reflexsökare, finns det system som mäter ljus som reflekteras från filmemulsion under exponering. Det gemensamma namnet för sådana system är TTL OTF ( Off The Film ) [41] . Denna princip utvecklades av Olympus designer Yoshihisa Maitani och tillämpades först i OM-2- modellen , som presenterades 1974 på Photokina-utställningen [42] [43] . Efter att spegeln har lyfts upp börjar den ljuskänsliga sensorn mäta intensiteten av ljuset som reflekteras från filmen och den första slutargardinen, som är tryckt med ett datorgenererat mönster. En reflekterande gardin användes för att mäta kontinuerlig belysning med ADM-systemet ( Auto Dynamic Metering ), som implementerar bländarprioritetsläge i realtid . Detta gör att du kan ta hänsyn till omedelbara förändringar i exponeringen direkt vid fotograferingstillfället, vilket förbättrar exponeringsnoggrannheten. För en preliminär bedömning av exponeringsparet för den framtida bilden är fotodioder inbyggda i pentaprismen, som fungerar enligt det klassiska TTL-schemat [43] . En liknande mätprincip är implementerad i Pentax LX -kameran , där förmätningsfotodioden var placerad på en annan plats i banan [44] .
Exponeringsmätning med TTL OTF-teknik ger viss spridning i resultaten, vilket är oundvikligt på grund av olika reflektionsförmåga hos olika typer av fotografiska material [45] . I de flesta fall överstiger det inte ett halvt stopp, men vissa typer av filmer i enstegs Polaroid - processen visade sig i allmänhet vara olämpliga för sådan exponeringsmätning, eftersom de hade en nästan svart färg på emulsionsskiktet . Sådana system inkluderar exponeringsmätare för vissa avståndsmätare kameror, till exempel " Leica M6 ", när fotoresistorn förmäter ljuset som reflekteras från den vita fläcken som appliceras på den första slutarridån. Mätningen av ljus som reflekteras från filmen utförs också i vissa filmkameror, till exempel " Aaton 7 LTR" [46] . TTL OTF-systemet används dock mest för att mäta blixtljus i filmkameror. Den första systemblixten utrustad med TTL OTF automatisk exponering var Olympus Quick Auto 310 för Olympus OM-2 [43] .
På grund av att blixten avfyras medan spegeln är uppe är det inte möjligt att direkt mäta dess ljus med huvud-TTL-systemet genom reflexsökaren. Därför, i filmkameror, mäter ett separat OTF-system blixtljuset som reflekteras från filmen [45] . När korrekt exponering uppnåtts avbryts pulsen av en tyristoromkopplare [ 47] .
I digitalkameror är denna teknik mindre lämplig på grund av den låga reflektionsförmågan hos de flesta fotosensorer . Moderna digitala system använder huvudljusmätarens fotodetektor och en lågeffekts förblixt som avges i ögonblicket innan spegeln lyfts upp. Intervallet mellan de preliminära och huvudimpulserna är så litet att båda uppfattas av ögat som en [48] . Undantaget är fallen med användning av andra ridåsynkronisering, när de preliminära och huvudpulserna är tydligt urskiljbara. Baserat på intensiteten av reflektionen av den preliminära pulsen, beräknar TTL-systemet den nödvändiga huvudeffekten. I vissa fall avges inte en utan flera mätpulser. Samma puls avges av blixten när AE- låsknappen trycks in . I det här fallet utförs en preliminär beräkning av den erforderliga kraften för huvudblixten, vilket sker omedelbart efter att avtryckaren har tryckts ned.
Olika tillverkare av fotografisk utrustning använder sina egna varianter av denna teknik, kallad olika, men baserade på samma principer. I Canon Speedlite systemblixtar kallades denna teknik E-TTL , senare förbättrad och döptes om till E-TTL II [49] . Nikon kallar sitt eget system med en liknande funktionsprincip för i-TTL [50] . Handelsnamnet P-TTL ges till tekniken för blixtexponeringsmätning i Pentax digitalkameror . I slutändan är alla dessa system baserade på indirekta data om förhållandet mellan det reflekterade ljuset från förblixten och kraften hos huvudpulsen, beräknade experimentellt av varje tillverkare. Därför är systemblixtarna i vissa digitala fotosystem inte kompatibla med andras kameror.
De flesta moderna blixtmätsystem tar, förutom intensiteten av det reflekterade ljuset från förblixten, hänsyn till andra faktorer, till exempel avståndet till huvudmotivet [45] . Detta gör det möjligt att förbättra exponeringsnoggrannheten för scener utsträckta på djupet och med flera objekt på olika avstånd. Denna teknik använder data från autofokussystemet, eftersom fokus i de flesta fall är på det viktiga motivet i scenen. I det här fallet, när du fotograferar ett motiv mot en avlägsen bakgrund, kommer huvudmotivet att få korrekt exponering, eftersom fokuseringsavståndet ges prioritet och inte reflekterat ljus. Med normal mätning som inte tar hänsyn till avståndet skulle motivet bli överexponerat eftersom den avlägsna bakgrunden reflekterar lite ljus. Namnet på tekniken skiljer sig mellan tillverkare: Nikon har varumärkesskyddat den för 3D-matrismätning , medan Canon har samma princip inkluderad i E-TTL II- specifikationen .
De mest avancerade systemen möjliggör automatisk ljusstyrning av flera blixtenheter som fjärrstyrs från kamerans TTL-mätningssystem [50] . I det här fallet sänds kommandona för att starta och stoppa pulsen för varje blixt med en speciell kod som använder infraröd strålning . Sådana system använder också förblixtar från alla blixtar som är involverade i fotograferingen för att mäta exponeringen.
I Sovjetunionen började utvecklingen av system för bakom-objektiv exponeringsmätning under andra hälften av 1960-talet, och för första gången användes en TTL-exponeringsmätare i 16 mm filmkameror i Krasnogorsk -serien. Under första hälften av 1970-talet började massproduktion av småformatskameror med enlinsreflex med en TTL-exponeringsmätare: Zenit-16 ( KMZ , sedan 1972) och Kiev-15 ( Arsenalfabriken , sedan 1973), som tillverkades i begränsade mängder [51] .
Den mest kända sovjetiska kameran med en sådan ljusmätare var småformatet " Zenit-TTL " ( KMZ , sedan 1977), vars namn motsvarar den internationella beteckningen av mätmetoden. Det var efter lanseringen av denna kamera som termen "Intern ljusmätning" ersattes med förkortningen TTL. Totalt tillverkades 1 632 212 stycken på KMZ och mer än 1 miljon på BelOMO [52] . I början av 1980-talet började Arsenal-fabriken tillverka Kiev-19- och Kiev-20- kameror med en exponeringsmätare bakom målet, och KMZ introducerade Zenit-19 .
Kiev-6C TTL ( Arsenalfabrik , sedan 1978) och Kiev-88 TTL (sedan 1979) är de första sovjetiska mellanformatsreflexkamerorna med en lins med en okopplad TTL-exponeringsmätare i en löstagbar pentaprisma. Kiev-90 automatiska mellanformatsreflexkamera med en lins tillverkades i små kvantiteter.
Avståndsmätarkameran " FED-6 TTL " ( Kharkov Machine-Building Plant "FED" ) massproducerades inte.
I 8 mm amatörfilmskameror användes en TTL-exponeringsmätare i Sovjetunionen först i Quartz-1 × 8S-1-apparaten ( KMZ , sedan 1969) och Quartz-1 × 8S-2 utvecklades på grundval av denna (sedan 1974) [53] .
![]() |
---|
exponeringsmätning | |
---|---|
Exponeringsmätningsvillkor | |
Manuell exponeringskontroll |
|
Automatisk exponeringskontroll | |
Blixtmätningsstandarder |