Medidor de exposición TTL

El medidor de exposición TTL ( Ing.  Through the lens, TTL : “a través de la lente”) es un tipo de medidor de exposición incorporado que mide el brillo de la escena que se está filmando directamente a través de la lente de disparo de una cámara o cámara de cine [1] . Durante algún tiempo en la literatura soviética sobre fotografía, el concepto de "medición de luz interna" y la abreviatura correspondiente "VS" se utilizaron, por ejemplo, en el nombre de la cámara "Zenit-15 VS" [2] . Sin embargo, más tarde esta designación fue reemplazada por el término internacional TTL [3] .

Se utiliza para determinar la exposición correcta , principalmente en cámaras réflex de objetivo único y cámaras de cine con obturador réflex , pero también se puede utilizar con otros tipos de visor . En comparación con los exposímetros equipados con una fotocélula externa, la principal ventaja de este principio de medición es su alta precisión, obtenida teniendo en cuenta automáticamente la mayoría de los factores que afectan a la exposición, incluido el número de filtros utilizados , la apertura efectiva de la lente , su campo de visión , extensión y otras circunstancias [4] [5] .

Las desventajas de un medidor de exposición TTL incluyen la imposibilidad de medir directamente en el momento de la fotografía con un espejo elevado, lo cual es importante para el control automático de la exposición e introduce errores durante los cambios rápidos de iluminación [6] . Además, el medidor de exposición TTL solo es adecuado para medir el brillo de los sujetos y no brinda la oportunidad de determinar la iluminación de la escena.

Antecedentes históricos

El principio de medir la exposición mediante la luz que pasa a través de la lente fue patentado por primera vez en 1935 por Zeiss Ikon para la cámara réflex de dos lentes Contaflex 860/24 . Patente DE 722135(C) para un método de medición detrás del objetivo en cámaras réflex de lente única, presentada en julio de 1939 , registrada en 1942 en la Alemania nazi , y debido a la guerra no se materializó "en metal" [8] [9] . Se suponía que se colocaría una fotocélula de selenio en forma de marco alrededor de la pantalla de enfoque desde el lado del espejo. Casi simultáneamente, Arnold & Richter presentó una patente para un exposímetro objetivo para cámaras de película con un obturador de espejo , publicada solo después de la guerra [10] .

La introducción generalizada de los exposímetros TTL comenzó solo después de la aparición de los fotorresistores y fotodiodos semiconductores , que son mucho más compactos que las fotocélulas de selenio: colocar estas últimas dentro del camino óptico está asociado con grandes dificultades. En 1960, en la exposición Photokina , Asahi Optical Co. introdujo un prototipo de cámara Pentax llamado Spot-Matic con medición punto por objetivo . Sin embargo, la primera cámara con exposímetro TTL se considera la Topcon RE-Super, lanzada en 1963 por la empresa japonesa Tokyo Kogaku KK [8] [11] [12] . La Alpa 9d se convirtió en la segunda cámara un año después, y el lanzamiento de la Pentax Spotmatic modificada [13] comenzó casi simultáneamente . En 1965, apareció la medición detrás del objetivo en el pentaprisma intercambiable Photomic T para la cámara Nikon F , que previamente había sido equipada con una fotocélula externa adjunta [14] [15] . Este tipo de prisma fue el primer visor intercambiable del mundo equipado con un exposímetro TTL [16] . Actualmente, todas las cámaras SLR están equipadas con exposímetros TTL de diseño conjugado, es decir, conectados directamente a los controles de exposición y a los automatismos de exposición.

Construcción

La eficacia de la medición de la exposición y la transmisión de luz del visor depende de la ubicación de las fotorresistencias del exposímetro TTL. Al mismo tiempo, la luminosidad de la imagen en el visor réflex es una de las características más importantes de una cámara fotográfica o de cine, ya que determina la precisión del enfoque, lo cual es difícil cuando hay falta de iluminación. En la primera cámara con un medidor de exposición TTL "Topcon RE-Super", el fotorresistor CdS sensible a la luz estaba ubicado en un espejo, algunas partes del cual eran translúcidas. En este caso, no se perdió más del 7% de la luz, el resto cayó en el visor [17] . Sin embargo, los esquemas más utilizados sin separación del flujo de luz , uno de los cuales fue la ubicación de fotorresistores detrás de la cara ocular del pentaprisma [18] [19] . Los primeros exposímetros TTL de este diseño estaban equipados con cámaras de Asahi Optical , que patentó la disposición de los sensores en 1967 [20] . En el futuro, el dispositivo fue generalmente aceptado por la mayoría de los fabricantes extranjeros [21] . Este diseño no requiere muestreo de luz: los sensores reciben el flujo de luz que pasa por el ocular [22] . Hay diseños en los que los elementos sensibles a la luz se ubican en las caras superiores del pentaprisma, seleccionando haces de luz laterales que no ingresan al ocular. Tal dispositivo de pentaprisma estaba, por ejemplo, en las cámaras Minolta XK y Leica R 3 [23] .

Algunos sistemas de medición TTL tomaban luz de la trayectoria óptica del visor, lo que reducía su relación de apertura y dificultaba la visión y el enfoque . Por ejemplo, en las cámaras soviéticas " Zenith-TTL " y " Zenit-19 " se seleccionó la luz de la cara frontal translúcida del pentaprisma [24] . Como resultado, el visor de estas cámaras resultó ser mucho más "oscuro" que el de las predecesoras " Zenit-E " y " Zenith-EM " con una fotocélula expositiva externa. Existía un problema similar en las cámaras de cine, en las que la luz también se seleccionaba en el camino óptico del visor asociado [25] , por regla general, mediante prismas con una cara de espejo translúcida, a menudo también destinados a la televisión [26] [27] . La ubicación del sensor al final de una lente colectiva con un reflector semitransparente inclinado interno (" Canon F-1 ") [28] ha ganado cierta popularidad . Tal esquema es más beneficioso en cámaras con un pentaprisma removible, cuyo medidor de exposición permanece operativo independientemente del tipo de visor instalado.

La misma ventaja la proporciona la solución utilizada por primera vez en 1968 en las cámaras Leicaflex SL, cuando se coloca una fotorresistencia debajo del espejo translúcido principal, capturando la luz reflejada por el espejo pequeño auxiliar [29] . Tal dispositivo, que también es característico de las cámaras Nikon F3 , Pentax LX y Olympus OM-3, permite que el mismo sensor mida la luz reflejada por la película durante la exposición, incluido el flash . Sin embargo, un espejo translúcido reduce la eficacia de la luz del visor. Para aumentar el brillo de la imagen en tales cámaras, a menudo se utiliza una microestructura de mosaico complejo de la parte translúcida del espejo [30] . En los equipos digitales modernos, la ubicación del fotodiodo debajo del espejo prácticamente nunca se encuentra, ya que esta parte del camino óptico está ocupada por el módulo de enfoque automático y la luz del flash se mide de manera diferente.

El desarrollo posterior de los exposímetros y la aparición de modos de medición puntuales y de evaluación llevaron a la complicación del diseño de fotorresistores y la aparición de nuevos diseños que no reducen el brillo del visor. Los fotorresistores de matriz multizona que llevan a cabo la medición evaluativa se instalan en la mayoría de los casos en la cara ocular del pentaprisma y están equipados con una microlente que crea una imagen reducida del marco en una superficie sensible a la luz. Este esquema con un fotorresistor multizona ubicado sobre el ocular se implementa en todas las cámaras de la serie Canon EOS [31] . El mismo elemento fotosensible se utiliza para el modo de medición de puntos. La medición de la luz reflejada por la película se realiza mediante otro fotorresistor ubicado debajo del espejo, al lado del módulo de enfoque automático [* 1] . En la cámara Nikon F4 se utiliza una disposición similar de células fotosensibles . La diferencia radica en los dos sensores multizona ubicados a los lados del ocular para la medición evaluativa [32] . Muchas cámaras SLR están equipadas con varios fotorresistores ubicados en diferentes lugares del camino óptico para medir la exposición en varios modos .

Las cámaras SLR digitales que admiten el modo Live View , así como las cámaras sin espejo , usan datos del sensor de imagen para medir la exposición . La medición de la exposición a través de una lente de disparo también es posible en las cámaras con telémetro . Para ello se pueden utilizar fotorresistores, montados sobre una palanca que se retrae antes de que se abra el obturador, como se hace en la cámara Leica M5 [33] . En la URSS, la cámara FED-6 TTL se desarrolló con el mismo principio de medición de la luz, pero no se fabricó en masa [34] . También se usó un fotorresistor en un brazo retráctil en algunas cámaras SLR, como la "Canon Pellix" con un espejo translúcido fijo [35] .

Dos formas de emparejar

Incluso los primeros exposímetros TTL tenían un diseño acoplado, que proporcionaba un control de exposición automático o semiautomático . En este caso, el emparejamiento con el interruptor de velocidad del obturador se implementa fácilmente mediante una resistencia variable incluida en el circuito de medición [* 2] , y la información sobre la apertura relativa de la lente se puede transmitir al medidor de exposición de dos maneras. En las cámaras de cine y telémetro, la apertura de la lente se refleja automáticamente en los resultados de la medición a medida que la cantidad de luz que llega al sensor cambia proporcionalmente. En este caso, no es necesaria ninguna conexión entre el exposímetro y el objetivo.

En las cámaras SLR con apertura de salto , la medición solo puede realizarse antes de disparar, mientras el espejo está bajado, pero el orificio está completamente abierto. Por lo tanto, para obtener un resultado correcto, se debe encender el exposímetro solo cuando la apertura está en la posición de trabajo, cerrada por el repetidor , o se debe hacer una corrección en las lecturas, dependiendo de la posición de su anillo de control. . Estos dos métodos generalmente se separan y se llaman inglés.  Stop Down Metering e inglés.  Medición de apertura total respectivamente [36] . El primer método solo es adecuado para el control de exposición semiautomático [37] . Sin embargo, su implementación técnica es la más sencilla, y se utiliza para objetivos con montura roscada o con apertura convencional. Las cámaras con un medidor de exposición TTL y monturas de lentes roscadas, como Pentax Spotmatic , midieron la exposición solo en el valor operativo de la apertura de salto [15] . La razón radica en la imposibilidad de corregir las lecturas del exposímetro en ausencia de su conexión de medición con el diafragma [* 3] , que se implementa fácilmente solo con una montura de bayoneta para ópticas intercambiables [38] .

La segunda forma de medir con una apertura abierta se considera la más avanzada debido a su idoneidad para el control automático de la exposición . Sin embargo, para implementar la medición de apertura completa, es necesario transferir el valor preestablecido de la apertura de salto y la apertura al exposímetro. Esto complica el cilindro del objetivo y su fijación a la cámara [37] . Por primera vez, se ha implementado un principio de medición de este tipo en las cámaras Topcon RE-Super y Nikon F con montura de bayoneta de la óptica, lo que garantiza la repetibilidad exacta de la orientación del encuadre en relación con la cámara después de cada cambio de lente [39] .

En 1966, apareció una interfaz de medidor de exposición similar en lentes de una nueva versión de la montura Minolta SR , y en 1971, la montura Canon FD recibió la capacidad de medir en una apertura abierta . La montura K , desarrollada en 1974, también proporcionaba la transmisión mecánica de la relación entre la apertura instalada y la relación de apertura. En 1977, Nikon estandarizó un nuevo sistema de interfaz de IA ( ing.  Indexación automática de apertura máxima ), que transmite simultáneamente el valor de apertura junto con el valor de apertura , cuyo valor es fundamental para el correcto funcionamiento del exposímetro. El mismo sistema se utilizó en las cámaras domésticas " Kiev-20 " y " Kiev-19M ", cuyo lanzamiento fue limitado. La cámara roscada " Zenith-18 " podría medir la exposición con una apertura abierta debido a la transmisión eléctrica del valor de apertura, pero solo con una lente estándar " Zenitar -ME1" [40] . En sistemas más modernos, como Canon EF , la transmisión se realiza a través de la interfaz digital de la montura . Todas las cámaras SLR modernas están equipadas con exposímetros TTL que miden la exposición a máxima apertura.

Influencia de la pantalla de enfoque y del ocular

Al colocar fotoresistores en un pentaprisma, la precisión de la medición depende de la transmisión de luz y del diseño de la pantalla de enfoque , cuya lente de Fresnel se calcula teniendo en cuenta la ubicación de los sensores [19] . Por lo tanto, cuando se utilizan pantallas intercambiables con diferente potencia óptica y dispersión de luz, se deben tener en cuenta estos factores. En la mayoría de las cámaras profesionales se utiliza para ello la introducción manual de la compensación de exposición , cuyo valor se determina para cada tipo de pantalla según las tablas o documentación de la propia pantalla. Algunas cámaras cambian automáticamente el medidor de exposición según el tipo de pantalla equipada con balizas.

La mayoría de los exposímetros TTL son sensibles a la luz que entra por el ocular [18] . Para eliminar los errores de medición, las cámaras profesionales están equipadas con un obturador del ocular que bloquea la luz externa cuando se dispara desde un trípode o en otras situaciones en las que no se requiere mirar y el rostro del fotógrafo no tapa el ocular. Las cámaras de aficionados a menudo están equipadas con una tapa de goma especial que se coloca en la correa de la cámara y se coloca en el marco del ocular.

TTL OTF

Además de los sistemas tradicionales de medición de la exposición TTL que miden la luz a través de un visor réflex, existen sistemas que miden la luz reflejada en la emulsión de la película durante la exposición. El nombre común para estos sistemas es TTL OTF ( Off The  Film ) [41] . Este principio fue desarrollado por el diseñador de Olympus Yoshihisa Maitani y aplicado por primera vez en el modelo OM-2 , presentado en 1974 en la exposición Photokina [42] [43] . Después de levantar el espejo, el sensor fotosensible comienza a medir la intensidad de la luz reflejada por la película y la primera cortina del obturador, que se imprime con un patrón generado por computadora . Se utilizó una cortina reflectante para medir la iluminación continua utilizando el sistema ADM ( Auto Dynamic Metering ), que implementa el modo de prioridad de apertura en tiempo real .  Esto le permite tener en cuenta cambios instantáneos en la exposición directamente en el momento de disparar, mejorando la precisión de la exposición. Para una evaluación preliminar del par de exposición de la imagen futura, se integran fotodiodos en el pentaprisma, que funcionan según el esquema TTL clásico [43] . Se implementó un principio de medición similar en la cámara Pentax LX , donde el fotodiodo de medición previa se ubicó en un lugar diferente en el camino [44] .

La medición de la exposición con la tecnología TTL OTF genera cierta dispersión en los resultados, lo que es inevitable debido a la diferente reflectividad de los diferentes tipos de materiales fotográficos [45] . En la mayoría de los casos, no supera la mitad de una parada, pero ciertos tipos de películas del proceso Polaroid de una etapa resultaron generalmente inadecuados para tal medición de exposición, ya que tenían un color casi negro de la capa de emulsión . Dichos sistemas incluyen los medidores de exposición de algunas cámaras de telémetro, por ejemplo, " Leica M6 ", cuando el fotorresistor mide previamente la luz reflejada desde el punto blanco aplicado a la primera cortina del obturador. La medición de la luz reflejada por la película también se realiza en algunas cámaras de película, por ejemplo, " Aaton 7 LTR" [46] . Sin embargo, el sistema TTL OTF es el más utilizado para medir la luz del flash en cámaras de película. El primer sistema de flash equipado con exposición automática TTL OTF fue el Olympus Quick Auto 310 para la Olympus OM-2 [43] .

Medición de la luz del flash

Debido a que el flash se dispara mientras el espejo está levantado, no es posible medir directamente su luz con el sistema TTL principal a través del visor réflex. Por lo tanto, en las cámaras de película, un sistema OTF separado mide la luz del flash reflejada por la película [45] . Cuando se alcanza la exposición correcta, el pulso es interrumpido por un interruptor de tiristor [47] .

En las cámaras digitales, esta tecnología es menos adecuada debido a la baja reflectividad de la mayoría de los fotosensores . Los sistemas digitales modernos utilizan el fotodetector del medidor de luz principal y un predestello de baja potencia emitido en el momento antes de que se levante el espejo. El intervalo entre los impulsos preliminar y principal es tan pequeño que ambos son percibidos por el ojo como uno [48] . La excepción son los casos de uso de sincronización de segunda cortina, cuando los pulsos preliminares y principales son claramente distinguibles. Basado en la intensidad de la reflexión del pulso preliminar, el sistema TTL calcula la potencia principal requerida. En algunos casos, no se emite uno, sino varios pulsos de medición. El mismo pulso es emitido por el flash cuando se presiona el botón de bloqueo AE .  En este caso, se realiza un cálculo preliminar de la potencia requerida del flash principal, que se realiza inmediatamente después de presionar el disparador.

Distintos fabricantes de equipos fotográficos utilizan sus propias variaciones de esta tecnología, denominadas de forma diferente, pero basadas en los mismos principios. En los flashes del sistema Canon Speedlite , esta tecnología se denominaba E-TTL , posteriormente mejorada y rebautizada como E-TTL II [49] . Nikon llama a su propio sistema con un principio de funcionamiento similar i-TTL [50] . El nombre comercial P-TTL se le da a la tecnología de medición de la exposición del flash en las cámaras digitales Pentax . En definitiva, todos estos sistemas se basan en datos indirectos sobre la relación entre la luz reflejada del predestello y la potencia del pulso principal, calculados experimentalmente por cada fabricante. Por lo tanto, los flashes de sistema de algunos sistemas de fotografía digital no son compatibles con las cámaras de otros.

La mayoría de los sistemas de medición de flash modernos, además de la intensidad de la luz reflejada del flash previo, tienen en cuenta otros factores, por ejemplo, la distancia al sujeto principal [45] . Esto permite mejorar la precisión de exposición de escenas extendidas en profundidad y con varios objetos a diferentes distancias. Esta tecnología utiliza datos del sistema de enfoque automático, ya que en la mayoría de los casos el foco está en el sujeto importante de la escena. En este caso, al fotografiar un sujeto ubicado contra un fondo distante, el sujeto principal recibirá la exposición correcta, ya que se da prioridad a la distancia de enfoque y no a la luz reflejada. Con la medición normal que no tiene en cuenta la distancia, el sujeto estaría sobreexpuesto porque el fondo distante refleja poca luz. El nombre de la tecnología difiere entre los fabricantes: Nikon ha registrado la medición matricial 3D , mientras que Canon tiene el mismo principio incluido en la especificación E-TTL II .

Los sistemas más avanzados permiten el control automático de la luz de varias unidades de flash controladas de forma remota desde el sistema de medición TTL de la cámara [50] . En este caso, los comandos para iniciar y detener el pulso de cada flash se transmiten mediante un código especial que utiliza radiación infrarroja . Dichos sistemas también utilizan los destellos previos de todos los destellos involucrados en el disparo para medir la exposición.

Equipo soviético con exposímetros TTL

En la URSS, el desarrollo de sistemas para medir la exposición detrás del objetivo comenzó en la segunda mitad de la década de 1960 y, por primera vez, se utilizó un medidor de exposición TTL en cámaras de película de 16 mm de la serie Krasnogorsk . En la primera mitad de la década de 1970, comenzó la producción en masa de cámaras réflex de lente única de formato pequeño con exposímetro TTL: Zenit-16 ( KMZ , desde 1972) y Kiev-15 ( planta de Arsenal , desde 1973), que se produjeron en cantidades limitadas [51] .

La cámara soviética más famosa con tal medidor de luz fue la de pequeño formato " Zenit-TTL " ( KMZ , desde 1977), cuyo nombre corresponde a la designación internacional del método de medición. Fue después del lanzamiento de esta cámara que el término "Medición de luz interna" fue reemplazado por la abreviatura TTL. En total, se fabricaron 1.632.212 piezas en KMZ y más de 1 millón en BelOMO [52] . A principios de la década de 1980, la planta del Arsenal comenzó la producción de las cámaras Kiev-19 y Kiev-20 con un medidor de exposición detrás del objetivo, y KMZ presentó la Zenit-19 .

Kiev-6C TTL ( planta de Arsenal , desde 1978) y Kiev-88 TTL (desde 1979) son las primeras cámaras réflex soviéticas de formato medio con un exposímetro TTL desacoplado en un pentaprisma extraíble. La cámara réflex automática de objetivo único de formato medio Kiev-90 se produjo en pequeñas cantidades.

La cámara de telémetro " FED-6 TTL " ( Planta de construcción de máquinas de Jarkov "FED" ) no se produjo en masa.

En cámaras de cine de aficionados de 8 mm, se utilizó por primera vez un exposímetro TTL en la URSS en el aparato Quartz-1 × 8S-1 ( KMZ , desde 1969) y se desarrolló el Quartz-1 × 8S-2 sobre esta base (desde 1974) [53] .

Véase también

• medidor de exposición
• Modos de medición de la exposición

Notas

1. ↑ Las cámaras digitales no tienen este sensor.
2. ↑ Este emparejamiento requiere un obturador cuyo cabezal de velocidad del obturador no gire cuando se amartilla y dispara
3. ↑ Se conocen sistemas de transmisión eléctrica y mecánica del valor de apertura de lentes roscados intercambiables, pero todos resultaron ser poco confiables

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