鏡間快門受什麼限制

光圈和快門是相機的重要部件之一，光圈與快門是相機控制曝光量的裝置，靈活的選擇光圈大小與快門速度，又是控制影像效果的重要技術手段。

一、光圈

（1）光圈的含義

光圈（Aperture）又稱鏡頭的“相對口徑”，是位於鏡頭內，可以透過調節進光孔大小來控制鏡頭通光量的裝置，它的大小決定著透過鏡頭進入感光元件的光線的多少。

索尼蔡司Planar T* 50mm F1。4 ZA SSM光圈結構

光圈的大小用光圈係數f來表示，光圈係數F值＝鏡頭焦距÷鏡頭有效口徑直徑。因此，對同一焦距的鏡頭來說，F值越小則光孔越大，F值越大則光孔越小。完整的光圈值系列如下： F1， F1。4， F2， F2。8， F4， F5。6， F8， F11， F16， F22， F32， F44， F64。

光圈係數與孔徑

從公式可以得出，對同一焦距的鏡頭來說，F值愈小，鏡頭孔徑就越大，單位時間內的進光量就越多，而且上一級的進光量是下一級的一倍，例如光圈從F8調整到F5。6，進光量便多一倍，即光圈開大了一級。多數非專業數碼相機鏡頭的焦距短、物理口徑很小，F8時光圈的物理孔徑已經很小了，繼續縮小就會發生衍射之類的光學現象，影響成像。所以一般非專業數碼相機的最小光圈都在F8至F11，而專業型數碼相機感光器件面積大，鏡頭距感光器件距離遠，物理孔徑可以很小，光圈值可以更大，光圈F值常常介於F1。4 – F22。此外許多數碼相機在調整光圈時，可以做1/3級的調整。

（2）恆定光圈與漂移光圈

恆定光圈通常是指變焦鏡頭在全焦距段都能使用其標稱的最大光圈。比如鏡頭標明28－70mm/2。8就是恆定光圈鏡頭。就指該鏡頭在28－70mm焦距段都可以使用最大F2。8的光圈值來拍攝。

漂移光圈指鏡頭的最大光圈會隨著焦距的變化而相應變化，如EF 18-55mm F3。5-5。6鏡頭，在18mm焦段的最大光圈為F3。5，在55mm焦段時，最大光圈只能達到F5。6。

根據“光圈係數F值＝鏡頭焦距÷鏡頭有效口徑直徑”公式，在光圈不變的情況下，焦距增加一倍則透鏡直徑也必須增大一倍，所以恆定光圈在大焦距的情況下，直徑需要造得很大、很重、造價高，成像質量優秀。變焦鏡頭設計為浮動光圈，可以減輕透鏡直徑、重量和降低造價。當然浮動光圈變焦鏡頭在長焦距時光圈變小，進光量很小，影響機器的快門速度和虛化能力，也容易在弱光條件下拍攝失敗。

EF-S 15-85mm f/3。5-5。6 IS USM 漂移光圈

EF 70-200mm f/2。8L IS III USM 恆定光圈

（3）光圈的作用

光圈在攝影實踐中的作用可以歸納為以下三點：

一是調節進光量。這是光圈最基本的作用，光圈調大，進光量增大，光圈調小，進光量變少。它與快門速度的配合決定了曝光量的多少；

二是調節景深。這是光圈的重要作用，光圈大，景深小；光圈小，則景深大。

三是影響成像質量。這是光圈最容易被忽略的作用。任何一支鏡頭，都有某一檔光圈的成像質量是最好的，即受各種像差影響最小的鏡頭的“最佳光圈”，大於最佳光圈時，球差、彗差漸趨增大；小於最佳光圈時，繞射衍射漸趨增大。

二、快門

1．快門的含義

快門（Shutter）是照相機中用來控制光線照射感光元件時間的進而控制感光元件有效曝光時間的部件。快門開啟，光線進入相機的感光元件上，快門關閉，光線就被阻止進入感光元件。它的結構、形式及功能是衡量照相機檔次的一個重要因素。一般而言快門的時間範圍越大越好，秒數低適合拍運動中的物體，如某款相機宣傳快門最快能到1/16000秒，可輕鬆抓住急速移動的目標，較慢的快門，則用來拍攝夜晚的車水馬龍、絲絹般的流水等效果。

快門速度透過秒或幾分之一秒來表示時間的長短，如1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500、和1/1000秒等。有些相機的快門速度會使用簡略方式，如把1/30秒標記為“30”。為了區分秒和分之一秒，一般會在機身上使用不同的顏色或其特殊的標記標示這些數字。例如，Nikon和Canon的機身透過在數字2後面加一個分號（“）標記來表示秒，因此2”表示2秒而不是1/2。

看了上面一系列的快門速度會發現，每一個快門速度都是前一個速度的一半，而是後一個的兩倍。例如，1/125秒是1/60秒的一半，而是1/250秒的兩倍。它們都相差一“檔”，每一檔都相差一半或一倍的時間。從1/125秒到1/250秒移動了一檔（時間減半），到1/500秒又移動一檔（再次減半），到1/1000秒就移動了三檔。

某些相機快門速度標記還有“B”或“T”，俗稱“慢門”。“B”門和“T”門只是操作方法不同，B門是按下快門按鈕，快門開啟，鬆開快門按鈕，快門關閉；T門是按下快門按鈕，快門開啟，重新按一下則快門關閉。

2．快門的種類

按照相機中快門的位置來分，快門可分為“鏡間快門”和“焦平面快門”，從效能上來看相機快門又有機械快門和電子快門之分。

（1）鏡間快門。鏡間快門又稱為“葉片快門”，位於鏡頭中間，由若干片金屬葉片組成。它是藉助彈簧的張弛，使葉片從中心開啟，孔洞由小到大，全開啟後，再由大到小而閉合，優點是在閃光攝影時，快門速度不受限制，缺點是高速快門很難超過1/500秒。中大畫幅相機上經常採用鏡間快門。

鏡間快門

（2）焦平面快門。焦平面快門又稱“簾幕快門”，位於緊貼相機焦平面處。快門由兩層簾幕、電磁釋放裝置和減震裝置組成，兩層簾幕分別稱為第一簾幕（或前簾）和第二簾幕（或後簾）。每一層簾幕由4至6片）非常平直的小薄片相疊而成。這些小薄片在槓桿的控制下，既可以迅速展開，又可以彼此靈活地重疊在一起。展開之後，其相鄰的小薄片之間始終仍有一部分彼此相重疊，相鄰部位始終不會漏光。

焦平面快門（簾幕快門）

早期的簾幕快門是用不透光塗膠黑布做的，隨著科技的發展，多片組合重疊的“鋼片快門”（或用合成材料製作的快門）替代了原始的“布簾快門”，簾幕快門的執行速度提高了。目前多數幕簾快門是用薄鋁合金片或鈦合金製造，質地輕薄，執行速度快。由於焦平面橫向（36mm）長於縱向（24mm），發展過程中又將橫走式快門改成了縱走式快門，使快門執行的距離變短，執行時間進一步縮短。

調節快門速度實際上是調節兩塊簾幕之間的縫隙的寬度，而不是調節快門簾幕的行走速度，在快門動作時，簾幕的行走速度是不變的（如Nikon F4和Canon EOS-1的簾幕行走速度為2。7m/s）。在未曝光之前，只有第一簾幕展開，擋住未曝光的感光元件，而第二簾幕則是重疊收縮。曝光時，第一簾幕向上收縮，使感光元件暴露在成像光線下進行曝光。當設定的快門速度低於最高閃光燈同步速度時，在第一簾幕完全收縮到頭後，第二簾幕經過一定時間的延遲後（延遲時間視快門速度大小而定）才開始展開。當設定的快門速度高於最高閃光燈同步速度時，在第一簾幕未收縮到頭時，第二簾幕就開始展開，兩片簾幕之間形成了一條寬度小於24mm的裂縫 （35mm照相機的焦平面規格為36×24mm）， 該裂縫以一定的縱走速度掃過感測器平面，使感測器曝光。曝光結束時，第一簾幕完全疊合在片窗上方，第二簾幕完全展開，將片窗遮嚴。

實際上這條裂縫的行走速度低於所設定的快門速度，但感測器平面上每一點的曝光時間卻正好是快門速度所對應的時間，所以從理論上分析，每一張底片所記錄的景物不是同時曝光的，而是分先後的，但這種差別太小了，以至於在日常攝影中可忽略不計。但在高速攝影中，這種差別會造成畫面畸變。

（3）機械快門。利用彈簧、凸輪、齒輪來調節速度的快門，稱為機械快門。由於快門葉片的滑動，所以在釋放快門的那一刻我們能夠聽到“咔嚓”的快門聲音。

（4）電子快門。全稱電荷耦合電子快門，是利用了感光系統不通電不工作的原理。由於它沒有機械的運動，因此沒有“咔嚓”聲。有些數字相機為了讓其更具有傳統相機的特點，因而為其配了音效。電子快門按照光電影象轉移方式的不同，大致有全域性快門（Global shutter）和捲簾快門（Global shutter and Rolling shutter）這兩種。

全域性快門是透過整幅場景在同一時間曝光實現的。感測器所有畫素點同時收集光線，同時曝光。即在曝光開始的時候，感測器開始收集光線；在曝光結束的時候，光線收集電路被切斷。然後感測器值讀出即為一幅照片。CCD就是Global shutter工作方式。用Global shutter方式拍攝，假如曝光時間過長，照片會產生像糊現象。

捲簾快門全稱電子捲簾快門（ERS／electronic rolling shutter）。大多數CMOS感測器採用這種快門。與Global shutter不同，它是透過感測器逐行曝光的方式實現的。對任一畫素，在曝光開始時先將其清零，然後等待曝光時間過後，將訊號值讀出。因為資料的讀出是序列的，所以清零、曝光、讀出也只能逐行順序進行，通常是從上至下，和機械的焦平面快門非常像。而用捲簾快門方式拍攝，逐行掃描速度不夠，拍攝結果就可能出現“傾斜”、“搖擺不定”或“部分曝光”等任一種情況。這種捲簾快門方式拍攝出現的現象，就定義為果凍效應。為了彌補這個缺陷，通常數碼相機中通常配合機械快門，曝光開始時整個影象感測器清零（絕大多數感測器都具備快速清零功能，可以在幾個時鐘週期內完成整個感測器的清零），然後機械快門開啟，曝光結束後機械快門關閉，資料按順序讀出。因為有了機械快門的加入，如今數碼單反相機中也有自然的“咔嚓”聲了。

就目前市場上主流單反相機和無反相機而言，佳能快門型別為“電子控制焦平面快門”，索尼快門型別為“電子控制縱走式焦平面快門”，尼康快門型別為“電子控制縱走式焦平面機械快門”，其原理基本一致，也就是說，電子操控縱走式焦平面快門屬於機械電子快門，機械電子快門指代的範圍更大一些，不光指單反，所有的數碼相機都是機械電子混合式的快門。

無反相機中還會另外註明“電子前簾快門”。電子前簾，就是用感光元件的電子訊號處理來模擬機械前簾的工作原理。感光元件上有N個畫素，橫著一排一排，需要在每一個畫素點充滿光線，才能夠形成在實時取景時候的畫面；然而在拍照的時候需要首先把感光元件畫素點裡的資料清空之後，再次感光才能得到我們需要的資料。於是在使用電子前簾的時候，感光元件會從上之下先一排接一排地清空資料，每清空一排資料，這一排的畫素點就可以馬上再次感光，這樣一排一排下去就好像機械前簾開啟的時候向下滑動的效果一樣。當所有的畫素點都被清空並且重新開始感光，一定的時間之後（也就是快門速度），後簾會向下滑動，蓋住所有的畫素讓它們停止感光，然後感光元件會讀取所有的資料，形成照片。

使用電子前簾快門的技術，就減少了一次機械前簾的運動，曝光的時候就能夠減少震動；另外，可以減少快門時滯，因為節省了前簾彈起來的這個過程，當按下快門的時候相機就可以開始清空資料再次捕捉資料了。

3。快門的作用

（1）控制進光時間：這是快門的基本作用，它與光圈配合，解決曝光量的需要。

（2）影響成像清晰度：較慢的快門速度會使得運動物體形成模糊影像，較慢的快門速度對於手持拍攝也是巨大的考驗。