Фокусировочный экран

Прообразом фокусировочного экрана может считаться матовое стекло фотоаппаратов прямого визирования, которое представляет собой плоскопараллельную стеклянную пластину, одна из поверхностей которой матирована. Стекло устанавливается на место кассеты с фотоплёнкой или фотопластинкой таким образом, чтобы положение матированной поверхности и фотоэмульсии совпадали. В этом случае объекты, отображаемые резко на матовом стекле, будут резкими и на фотоматериале. Вследствие направленного характера рассеяния света, яркость наблюдаемого изображения неравномерна, снижаясь к углам[3]. Это происходит из-за наклона световых пучков на краях кадра. На матовом стекле при этом отчётливо различимо «горячее пятно», представляющее собой размытое изображение выходного зрачка объектива[4]. Для того, чтобы рассмотреть изображение в углах такого матового стекла, приходится перемещать голову. Именно с низкой яркостью изображения видоискателя камер прямого визирования связан образ фотографа, накрывающегося тёмным покрывалом.

В зеркальных фотоаппаратах для получения равномерной высокой яркости фокусировочного экрана 5 над ним располагается плоско-выпуклая коллективная линза 6, выполняющая функцию конденсора. Она строит изображение выходного зрачка объектива в плоскости окуляра 8, обеспечивая равномерную яркость по полю[5]. При этом свет от объектива используется наиболее эффективно, практически без потерь попадая в окуляр[6]. Впервые такое решение использовано в 1949 году в фотоаппарате «Contax S», оснащённом оборачивающей пентапризмой и коллективной линзой[4]. В киносъёмочных аппаратах, обладающих более сложным и громоздким устройством сопряжённого визира, используются две коллективные линзы, одна из которых размещена непосредственно над зеркальным обтюратором, а другая устанавливается в передней фокальной плоскости окуляра лупы[7]. В ранних зеркальных фотоаппаратах фокусировочный экран не был отдельной сменной деталью. Его функцию выполняла матированная нижняя поверхность коллективной линзы (Asahi Pentax, «Зенит»)[8].

В более современной фотоаппаратуре, кроме коллективной линзы, для уменьшения её кривизны и аберраций используется ступенчатая линза Френеля, плоская обратная поверхность которой матируется и снабжается вспомогательными фокусировочными устройствами[9]. Некоторые производители переворачивают линзу Френеля матовой поверхностью к окуляру, снижая заметность мешающей концентрической структуры[10]. При этом шаг между соседними кольцевыми зонами качественных линз составляет не более 0,03—0,05 мм[11]. В некоторых малоформатных и в большинстве среднеформатных зеркальных фотоаппаратов роль коллективной линзы полностью берёт на себя линза Френеля или нижняя грань пентапризмы (Hasselblad, «Киев-88», «Зенит-TTL», Olympus OM-1)[3][12]. Современные фокусировочные экраны представляют собой плоскую линзу Френеля, изготовленную методом горячего прессования из акрилата[3]. Замена фокусировочного экрана производится сверху при снятой пентапризме, или через отверстие байонета при снятом объективе, если видоискатель не обладает съёмной конструкцией[13].

• 
  Матовое стекло крупноформатного фотоаппарата.
• 
  Фокусировочный экран среднеформатной камеры Rolleiflex.
• 
  Изображение на фокусировочном экране Nikon F3.
• 
  Шкала экспокоррекции для сменных экранов камеры Nikon F2.
• 
  Фокусировочный экран фотоаппарата Nikon F.
• 
  Фокусировочные экраны фотоаппаратов Nikon F и Nikon F2.

В большинстве фотоаппаратов со сменной пентапризмой коллективная линза заменяется вместе с экраном, собранным с ней в общей металлической оправе, как это сделано в камерах «Алмаз-103», Nikon F или Canon F-1[14]. В последнем случае фокусировочный экран, кроме наводки на резкость выполняет функцию отбора света для встроенного TTL-экспонометра при помощи многослойного светопровода[15]. Единственным известным исключением из правила является Pentax LX, в котором экраны заменяются со стороны объектива, несмотря на съёмный видоискатель. Аналогичным образом сменные экраны извлекаются из аппаратуры с жёстковстроенной пентапризмой (Nikon FA, Pentax 645, Canon EOS-1), где коллективная линза выполняется несъёмной, а фокусировочный экран изготавливается без оправы. В этом случае в комплект каждого сменного экрана входит специальный пинцет, повышающий удобство замены. Способ замены через отверстие байонета удешевляет сменные экраны, поскольку используются общие коллективная линза и оправа. Последняя представляет собой откидную рамку в фотоаппарате над зеркалом[13].

Изображение, наблюдаемое на комбинированном фокусировочном экране, одновременно снабжённом клиньями Додена и микрорастром. Вверху изображение не в фокусе, внизу сфокусировано

Основным типом фокусировочного экрана считается матированная поверхность стекла или линзы Френеля. От качества и структуры матовой поверхности зависят яркость изображения и удобство фокусировки[3]. Наиболее совершенное матирование получается при помощи лазера, впервые использованного для этого при изготовлении фокусировочных экранов фотоаппарата Canon New F-1[16]. Однако сложность визуальной фокусировки по матовой поверхности заставляет использовать в однообъективных зеркальных фотоаппаратах различные вспомогательные устройства, главными разновидностями которых считаются клинья Додена и микрорастр[17].

Первый тип позволяет использовать способ наводки, аналогичный дальномеру: контуры объектов, пересекающие клинья, выглядят смещёнными друг относительно друга, если объектив не сфокусирован[3][17]. Микрорастр представляет собой сетку из прозрачных микропирамид величиной порядка 0,03 мм, вершины которых совпадают с плоскостью точной фокусировки[3]. В случае, когда резкое изображение объекта съёмки не совпадает с вершинами растра, оно «рассыпается» на мелкие фрагменты, представляющие собой изображения граней пирамид. В обоих случаях отсутствие точной фокусировки заметно значительно лучше, чем на матовом стекле[17].

Клинья Додена и микрорастр обычно выполняются в виде центрального пятна посреди остальной матовой поверхности, предназначенной для фокусировки и определения глубины резкости, не отображаемой вспомогательными устройствами. Некоторые фокусировочные экраны целиком заполняются микрорастром, повышающим яркость изображения за счёт отсутствия светорассеяния[18][19]. Такие экраны пригодны только для некоторых видов съёмки, поскольку не отображают глубину резкости.

Наиболее универсальные комбинированные фокусировочные экраны одновременно содержат клинья, микропризмы и матированную поверхность. Главными недостатками фокусировочных приспособлений считается невозможность их использования с объективами, обладающими небольшой светосилой, и при рабочем значении диафрагмы. В большинстве случаев эффективная работа этих устройств возможна при относительном отверстии не ниже f/4. При дальнейшем уменьшении отверстия клинья и микрорастр выглядят, как чёрное пятно, и мешают визированию. Поэтому для съёмки объективами с низкой светосилой используются специальные фокусировочные экраны, чаще всего со сплошной матовой поверхностью.

Вспомогательные устройства наиболее актуальны в фотоаппаратах с ручной фокусировкой. В камерах с автофокусом их применение нецелесообразно, поэтому штатные фокусировочные экраны таких фотоаппаратов имеют равномерную матированную поверхность с разметкой различных зон, в том числе указывающих местонахождение датчиков системы автофокуса и зон точечного или центровзвешенного экспозамера. В камерах с несколькими датчиками автофокуса на фокусировочном экране могут отображаться световые метки выбранных или сработавших датчиков. При съёмке сменными объективами с ручной фокусировкой для повышения её точности устанавливается экран с клиньями Додена или микрорастром. Так, для фотоаппаратов серий Canon EOS-1V и Canon EOS-1D выпускаются экраны Ec-A с микрорастром и Ec-B с клиньями Додена. Для фотоаппарата Nikon F6 выпускаются аналогичные экраны типов A, J и L. Сменные фокусировочные экраны выпускаются также независимыми производителями, например, «KatzEye» и «Fresnel Optics» («Beattie Intenscreen»)[20][21][22]. Конструкция профессиональных цифровых зеркальных фотоаппаратов до сих пор позволяет менять фокусировочный экран, несмотря на наличие эффективного автофокуса. Это даёт возможность выбирать наиболее подходящий тип оптической поверхности для повышения удобства визирования и ручной фокусировки.

Сменные фокусировочные экраны могут быть как универсальными, так и узкоспециализированными, пригодными только для одного вида съёмки. В качестве штатного или несъёмного, как правило, используется наиболее универсальный экран. В неавтофокусных фотоаппаратах он содержит оба типа фокусировочных устройств и матированное поле. В редких случаях поверхность экрана не матируется, оставаясь прозрачной. Такие экраны дают более яркое изображение, облегчая визирование при низкой освещённости, но фокусировка по ним невозможна, и в центре они снабжаются клином или микрорастром. Экраны с нематированной прозрачной поверхностью без фокусировочных устройств пригодны только для специальных видов съёмки, таких как макросъёмка, микрофотография и эндоскопия, когда фокусировка производится по воздушному изображению. Для этого на поверхности таких экранов наносится тонкое перекрестие для точной аккомодации хрусталика фотографа.

Некоторые экраны снабжаются разметкой в виде сетки или шкалы. Такие приспособления особенно удобны при съёмке шифт-объективами. В этом случае сетка служит для контроля перспективных искажений, недопустимых в профессиональной архитектурной и интерьерной фотографии. Разные фокусировочные экраны обладают различным светопропусканием. При использовании TTL-экспонометра этот фактор имеет значение, поскольку в большинстве случаев измеряется яркость изображения на матовом стекле. Поэтому сменные экраны в случае нестандартной прозрачности маркируются для ввода экспокоррекции, компенсирующей возможную ошибку измерения. В некоторых случаях коррекция вводится в экспонометр автоматически при помощи механической связи: выступы и углубления на краях фокусировочного экрана при его установке нажимают на соответствующий переключатель.

Сменные фокусировочные экраны производятся и для крупноформатных камер с размером кадра до 11×14 дюймов. Такие экраны используются вместо штатного матового стекла и состоят из плоской линзы Френеля, значительно повышающей яркость наблюдаемого изображения и её равномерность[22].

• Однообъективный зеркальный фотоаппарат
• Микропризмы
• Видоискатель

• Б. Бакст. Canon New F-1 (рус.) // «Фотокурьер» : журнал. — 2007. — № 4/124. — С. 2—15.
• П. Бояров. Зеркальный видоискатель — плюсы и минусы (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1979. — № 9. — С. 36, 37. — ISSN 0371-4284.
• П. Бояров. Оперативность фокусировки (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1988. — № 12. — С. 42. — ISSN 0371-4284.
• Саломатин С. А., Артишевская, И. Б., Гребенников О. Ф. 1. Профессиональная киносъёмочная аппаратура и тенденции её развития в СССР // Профессиональная киносъёмочная аппаратура / Т. Г. Филатова. — 1-е изд. — Л.: Машиностроение, 1990. — С. 4—36. — 288 с. — ISBN 5-217-00900-4.
• А. Трачун. Фокусировочные экраны для зеркальных камер (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1981. — № 10. — С. 38—39. — ISSN 0371-4284.
• Фомин А. В. Глава I. Фотоаппараты // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 32—41. — 256 с. — 50 000 экз.
• М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.,: «Машиностроение», 1984. — 142 с.
• Фотография: энциклопедический справочник (рус.) / С. А. Макаёнок. — Минск: «Беларуская Энцыклапедыя», 1992. — 399 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85700-052-1.

• Статья о фокусировочном экране на сайте КМЗ
• Перечень сменных фокусировочных экранов выпускаемых фирмой Pentax и их изображения // bdimitrov.de (англ.)