УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОСЪЕМКИ С ГИБКИМИ СВЕТОВОДАМИ

Устройство для фотосъемки с гибкими световодами относится к фототехнике.
В известных устройствах свет, предназначенный для освещения объекта съемки, формируется, как правило, при помощи источника питания, электронного блока управления, источника света, а для увеличения светового потока и создания необходимой диаграммы направленности используется рефлектор и конденсорная линза. Сформированный таким образом световой поток от источника света излучается либо непосредственно в сторону объекта, либо с использованием дополнительных отражателей и рассеивателей. Для создания соответствующего творческому замыслу, освещения используется несколько источников света, устанавливаемых на разных расстояниях, и освещающих объект съемки с разных направлений, при этом используется также разнообразное вспомогательное оборудование - рассеиватели, отражатели, а также оборудование для фиксации всего этого в пространстве (кронштейны, штативы и т.д.).
Особые трудности возникают при фотосъемке с большим увеличением (режим макросъемки), когда размеры объекта и размеры получаемого на светочувствительном материале (пленка, электронная матрица) изображении соизмеримы. Т.к. размеры объекта малы, появляются проблемы с размещением и фиксацией в пространстве источников света, отражателей и рассеивателей, которые имеют определенные физические размеры, как правило, значительно превышающие размеры объекта. Например, использование встроенных в фотоаппаратуру вспышек затруднено или невозможно, т.к. световой поток от источника света из-за очень близкого расположения объекта может перекрываться объективом. При макросъемке часто используют специальные рассеиватели, либо один или несколько источников света с большой поверхностью излучения, что позволяет создавать равномерное бестеневое освещение. Так, например, в известном изделии Canon Macro Ring Lite MR-14EX (http://www.canon.ru/For_Home/Product_Finder/Cameras/speedlite_flash/macro_ring_lite_MR-14EX/) применяется широкое светоизлучающее кольцо, которое навинчивается непосредственно на объектив и обеспечивает равномерное бестеневое освещение в непосредственной близости от объектива. Недостаток этого изделия - свет на объект поступает только со стороны объектива, т.е. обеспечивается только фронтальное освещение, из-за которого с учетом еще и большой площади излучения, очень часто теряется объемность фотографии. В другом известном изделии Canon Macro Twin Lite MT-24EX (http://www.canon.ru/For_Home/Product_Finder/Cameras/speedlite_flash/macro_twin_lite_MT-24EX/) для устранения этого недостатка применены два излучателя, которые крепятся при помощи поворотных кронштейнов к кольцу, которое в свою очередь также крепится на объективе фотоаппарата. Использование 2-х ориентируемых в пространстве излучателей значительно расширяет творческие возможности съемки, за счет изменяемого в пространстве фронтальнобокового освещения и возможности изменять пропорции светового потока, поступающего с двух независимых источников излучения. Однако, обе конструкции имеют два существенных недостатка: во-первых недостаточная возможность перемещения источника света в пространстве относительно точки съемки (у Canon Macrolite MR-14EX она вообще отсутствует т.к. используется жесткое крепление излучателя к объективу), в частности ни одно из изделий не может обеспечить контрового освещения, во вторых - оба изделия используют большие по площади источники света, которые при макросъемке могут обеспечить качественное бестеневое освещение, в то время как задачи освещения при макросъемке исключительно бестеневым освещением не ограничиваются. И в-третьих - в обоих изделиях достаточно сложное электронное управление, собственное питание и т.д. Вместе с тем большинство современной фотоаппаратуры уже имеет встроенные источники света, и системы автоматического замера экспозиции (экспозамер).
Примером устройства использующего световоды из оптического волокна и встроенные в фотоаппаратуру источники света может служить изделие Fiber Optic Macro Ring Flash (http://www.macrolensmastery.com/camera-accesories/fiber-optic-macro-ring-flash-diy/) (наиболее близкий аналог к заявляемой полезной модели).
Это изделие состоит из некоторого количества оптических волокон, со стороны входа светового потока в световод оптическое волокно собрано вместе и при помощи конструктивного узла закреплено напротив излучателя вспышки фотоаппарата. Далее оптическое волокно разделено на два жгута, а его выходные концы распределены равномерно по кольцу и закреплены на нем. Кольцо крепится к объективу фотоаппарата также как и в упомянутых выше изделиях Canon. Преимущества конструкции - используется уже встроенный в фотоаппаратуру источник света. Отсюда простота конструкции, отсутствие какой либо электроники и при этом сохраняются все режимы автоматического экспозамера, включая экспозамер с предварительным импульсом (E-TTL, P-TTL и т.д.). Недостаток такого решения - жесткое крепление выходных концов оптических волокон и соответственно только фронтальное освещение объекта съемки. Следует отметить, что при макросъемке, очень часто необходимо боковое или контровое освещение, а также их комбинации. Для выявления фактуры поверхности, например, необходимо точечное боковое освещение.
Техническим результатом устройства для фотосъемки с гибкими световодами является возможность освещать объект с разных направлений и расстояний, имея один источник света и одну точку крепления световодов. Дополнительно можно изменять параметры выходного светового потока, а именно: увеличивать площадь излучения и расширять угол выходного светового потока, уменьшать угол выходного светового потока, менять спектральные и поляризационные характеристики. Технический результат достигается тем, что световой поток от источника света, направляется не на объект съемки, а на вход световода, который разделен на несколько независимых гибких световодов, которые могут произвольно фиксироваться в пространстве, а уже с выходов световодов свет направляется на объект съемки. Таким образом свет с выхода устройства для фотовидеосъемки с гибкими световодами может быть направлен с любой точки (в пределах длины гибкого световода) и с разных сторон одновременно при этом нет необходимости использовать дополнительные устройства фиксации выходов оптоволоконных световодов. Изменяя положение выходных концов световода, можно регулировать освещенность объекта с разных сторон в произвольных сочетаниях не меняя точку съемки, а также осуществлять освещение объекта и независимую подсветку фона. Выход световода имеет относительно малые размеры, поэтому при макросъемке можно создавать локальную (точечную) подсветку, направленную с разных сторон, а с учетом того, что выход световода располагается в непосредственной близости от объекта, можно получать высокую локальную освещенность, что сложно реализовать при обычных видах освещения. При использовании встроенных в фотоаппаратуру и совместимых с ней внешних вспышек совместно с описываемым устройством сохраняются все режимы автоматических экспозамеров (E-TTL, P-TTL и т.д.).
Дополнительные отличия состоят в следующем. В процессе фотосъемки может возникнуть потребность в изменении параметров светового потока.
Для увеличения площади излучения с целью бестеневого освещения на концы световодов одеваются рассеиватели. Световой поток с выхода гибкого световода попадает на рассеиватель, выполненный из белого рассеивающего материала, и уже с него излучается в сторону объекта. Диаметр и расстояние рассеивающего материала от выхода света из оптоволокна выбираются из двух критериев: необходимой площади излучения (размера рассеивателя) и угла светового потока на выходе из оптоволокна. Сначала выбирается необходимый размер рассеивателя, затем, исходя из этого рассчитывается расстояние от выхода светового потока из гибких световодов до рассеивателя с учетом равномерного освещения всей его площади. Рассеиватель может быть расположен в непосредственной близости от объекта, поэтому и его размеры выбираются сравнительно небольшими. Следует заметить, что рассеиватель диаметром 50 мм, расположенный на расстоянии 50 мм от объекта (при макросъемке его реально расположить еще ближе), эквивалентен по действию рассеивателю диаметром 200 мм на расстоянии также 200 мм.
При освещении очень малых объектов иногда возникает необходимость наоборот сделать световой поток еще уже. Для этого на конец световода одевается бленда с отверстием эквивалентным апертуре выхода светового потока. Бленда имеет возможность передвижения относительно конца гибкого световода. При удалении отверстия бленды от выхода светового потока угол излучения становится уже, т.е. угол излучения можно плавно менять на каждом гибком световоде независимо от других.
Для изменения спектральных и поляризационных характеристик излучения на выходе гибкого световода можно устанавливать различные светофильтры. Существенное отличие установки светофильтров на концах световодов - возможность при макросъемке обеспечивать точечную подсветку объекта разными светофильтрами, в отличие от установки светофильтров на одном удаленном источнике, при котором на объекте световые потоки все равно будут смешиваться.
Устройство для фотосъемки с гибкими световодами позволяет одновременно использовать и рассеиватели и бленды и светофильтры, размещая их на концах независимых гибких световодов, тем самым, создавая освещение максимально соответствующее творческому замыслу.
Существующие световоды из оптического волокна, обладают упругими свойствами, что не позволяет фиксировать их в нужном положении в пространстве без дополнительных конструктивных решений, это подтверждается и описанной выше конструкцией прототипа, в котором концы световодов жестко закреплены.
В устройстве для фотосъемки с гибкими световодами эта задача решается следующим образом. Общий вид устройства для фотосъемки с гибкими световодами показан на Фиг.1
Входные концы оптического волокна 1 соединены вместе и образуют вход светового потока 2 в гибкие световоды. С целью фиксации выходного конца гибкого световода 3 в пространстве, оптоволокно объединено в одну конструкцию с фиксирующей направляющей 4 из пластичного материала. В данной полезной модели используется медная проволока необходимого сечения, которая укладывается параллельно оптическому волокну 1. Концы фиксирующих направляющих со стороны входа гибкого световода жестко закреплены относительно узла крепления 5. Оптическое волокно распределено на несколько жгутов по количеству фиксирующих направляющих (в данном случае на 4). Выходной конец каждого жгута из оптических волокон закреплен относительно конца фиксирующей направляющей 4 при помощи втулки 6. Для взаимной фиксации входных концов гибких световодов 3 и источника света 7 имеется конструктивный узел крепления либо к встроенным в фотоаппаратуру источникам света, либо к внешним (вспышки, лампы, светоизлучающие диоды и т.д.). Конструкция узла может быть любой, но в данной полезной модели предлагается выполнить ее из двух частей - узел крепления 5 входных концов световодов и фиксирующих направляющих, и вторая часть это кронштейн 8 крепления к фотоаппаратуре. Кронштейн при помощи винта 9 и грибковой ручки 10 крепится к башмаку 11 фотоаппарата и таким образом фиксирует положение всей конструкции относительно источника света 7. В этом случае гибкие световоды вместе с узлом крепления составляют универсальный конструктивный узел, а в зависимости от типа фотоаппарата или внешней вспышки применяется тот или иной сменный кронштейн. Средняя часть оптического волокна жестко не закреплена, чтобы сохранялась возможность его взаимного перемещения относительно фиксирующей направляющей для предотвращения механических повреждений оптического волокна при изгибании. Снаружи одевается защитная оболочка 12 из мягкого материала или гибкого металлорукава, для защиты оптоволокна от повреждений во время эксплуатации. Фиксирующая направляющая под действием деформирующих напряжений может свободно изгибаться в пространстве, а после снятия деформирующего напряжения сохранять свою форму. С учетом что, выход света из гибких световодов 13 также закреплен относительно фиксирующей направляющей, при ее изгибании вместе с ней перемещается и выход светового потока. Конструкция рассеивателя изображена на Фиг.2. Рассеиватель 14 выполнен из рассеивающего материала белого цвета и одевается на втулку 6. Световой поток с выхода гибкого световода попадает на светоизлучающую поверхность 15 рассеивателя и излучается в сторону объекта. Таким образом, увеличивается площадь излучения и угол светового потока.
Конструкция бленды изображена на Фиг.3 и Фиг.4. Бленда 16 выполнена из светонепрозрачного материала черного цвета и одевается на втулку 6. В бленде выполнено отверстие 17 с диаметром равным диаметру выхода светового потока из гибких световодов. Бленда одевается на втулку 6 с возможностью перемещения вдоль нее. На Фиг.3 показано положение бленды соответствующей максимальному углу светового потока. В данном положении бленда не ограничивает световой поток и его угол фактически равен углу излучения оптоволокна. На Фиг.4 показано другое крайнее положение. В этом случае угол светового потока максимально ограничен. Перемещая бленду от одного положения до другого можно плавно изменять угол светового потока. Конструкция светофильтра изображена на Фиг.5. Светофильтр состоит из оправки 18 и собственно светофильтра 19. Вся конструкция одевается на тонкую часть втулки 6 и не мешает совместному использованию светофильтра с рассеивателем или блендой.