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Otturatore
Introduzione
In fotografia l’otturatore è un dispositivo disposto sul piano focale che consente o meno l’esposizione del sensore alla luce che arriva dall’obiettivo. Questo meccanismo è quello che determina il tempo di posa o di scatto di una fotografia e quindi, insieme al diaframma, permette di scegliere la corretta esposizione. Quando si preme il pulsante di scatto, si apre del tempo selezionato per permettere il passaggio della luce e si richiude subito dopo (figura 01).
01 L’otturatore si trova davanti al sensore. Al momento dello scatto si apre e lo espone alla luce per il tempo selezionato.
Vista laterale dell'otturatore
Corpo macchina
Sensore
Anticamente, al posto dell’otturatore, sulle prime macchine fotografiche, veniva utilizzato un oggetto atto a coprire l’obiettivo che veniva rimosso per il tempo di esposizione. Era possibile farlo perché all’epoca le pellicole non erano molto sensibili e richiedevano tempi di posa estremamente lunghi.
Successivamente, con la sempre crescente sensibilità delle pellicole, si è reso necessario automatizzare e soprattutto rendere più preciso il processo di otturazione.
Sono stati utilizzati otturatori a tendina di stoffa, circolari a lamelle (proprio come il diaframma) e temporizzati in vari modi. Oggi vengono utilizzati principalmente due tipi di otturatori entrambi temporizzati elettronicamente:
- Meccanici a controllo elettronico (a tendina)
- Elettronici
Il primo tipo correda tutte le macchine reflex mentre il secondo la maggior parte delle macchine fotografiche compatte e delle fotocamere dei cellulari.
Otturatore meccanico a controllo elettronico (a tendina)
Gli otturatori meccanici a tendina che troviamo sulle moderne reflex digitali, consistono di un telaio su cui scorrono due tendine (costituite da più lamelle di metallo). Nella maggior parte degli otturatori, le tendine scorrono verticalmente comandate da un motore gestito elettronicamente. Nella figura 02 si vede un otturatore di questo tipo chiuso e nella figura 03 completamente aperto.
02 Anatomia di un otturatore a tendine chiuse.
Ingranaggi di apertura
Lamelle delle tendine
Seconda tendina
Prima tendina
03 Anatomia di un otturatore completamente aperto che lascia vedere il sensore.
Sensore
Circuito stampato
Cavo dei contatti elettrici
Tendine aperte
Nella figura 04 possiamo vedere le fasi di uno scatto con tempi di posa lunghi in cui la seconda tendina parte dopo che la prima è già aperta lasciando tutto il sensore esposto alla luce. Durante le esposizioni brevi invece, come in figura 05, mentre la prima inizia a muoversi, la seconda già inizia a salire (dopo il tempo di posa scelto) esponendo così il sensore ad una sola fessura in movimento tra le due tendine. In questo modo si riesce ad ottenere un tempo di posa dell’ordine di 1/4000 o 1/8000 di secondo esponendo ogni zona del sensore alla luce per lo stesso tempo. Più il tempo è corto, più la fessura sarà sottile.
04a In questa figura si vedono le fasi salienti di uno scatto con tempo di posa piuttosto lungo.
Nella fase iniziale l’otturatore è chiuso.
04b In questa fase la tendina superiore inizia a ripiegarsi salendo e lasciando esposta alla luce una parte del sensore.
04c In questa fase la tendina superiore è completamente aperta e la tendina inferiore non è ancora salita per chiudere l’otturatore. Il sensore è completamente esposto alla luce.
04d La tendina inferiore inizia a salire per chiudere l’otturatore e lo fa alla stessa velocità con cui quella superiore si era aperta.
04e Ora la tendina inferiore si avvicina alla chiusura dopo la quale ogni zona del sensore sarà stata esposta alla luce per lo stesso tempo.
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05a In questa figura si prende in esame la sequenza di apertura legata ad un tempo molto breve. Si parte dall’otturatore chiuso.
05b In questa fase la tendina superiore inizia ad alzarsi per lasciare scoperto il sensore.
05c Il tempo di scatto è così breve (una frazione di secondo) che mentre la tendina superiore sta salendo, la tendina inferiore ha già iniziato a muoversi. Tra le due si forma una fessura di dimensione costante che sale esponendo solo parte del sensore alla luce per il tempo selezionato.
05d La fessura compresa tra le due tendine sale con esse e la sua dimensione dipende unicamente dal tempo di posa scelto.
05e Nella fase finale l’otturatore si chiude.
Manutenzione
L’otturatore meccanico, come tutte le parti meccaniche è soggetto ad usura dei componenti di cui è costituito e quindi viene testato dai produttori per un certo numero di cicli. Sulle reflex vengono testati con controlli di qualità fino a 100.000-200.000 cicli (a seconda dei modelli). Raggiunti tali numeri, ed anche un po’ prima, il componente andrebbe fatto controllare. Si tratta comunque di un componente di precisione e se non riesce più a garantire l’esattezza del tempo di esposizione le foto risultano alterate. Inoltre in alcuni casi può proprio rompersi. E’ quindi buona norma, mandare in assistenza la propria attrezzatura dopo un utilizzo intensivo.
Le reflex di alta gamma, possiedono anche un controllo elettronico che verifica con estrema precisione che il tempo selezionato corrisponda esattamente a quello che impiegano le tendine ad esporre.
Ogni reflex ha un contatore degli scatti che ha fatto da quando è stata acquistata e per scoprirlo basta guardare nei metadati dell’ultima foto scattata.
Otturatore elettronico
Gli otturatori elettronici, sono molto più semplici da un punto di vista concettuale perché funzionano come un interruttore on-off.
In pratica non esiste un vero otturatore, ma semplicemente un controllo elettronico della lettura del sensore.
Quindi i dati del sensore vengono letti per il tempo selezionato e poi è come se venisse spento.
Questo tipo di otturatore è attualmente presente sulle macchine piccole e poco costose e sui cellulari.
In un certo periodo della storia (recente) della fotografia digitale, si cercò di abbandonare l’otturatore meccanico a controllo elettronico per passare a quello elettronico con vari esperimenti pilota che prevedevano anche l’uso combinato di entrambi i sistemi. Il risultato fu un ritorno a quello a tendina perché esistono ancora dei limiti tecnologici che non consentono le stesse performance.
L’otturatore elettronico sembra avere diversi problemi in controluce e problemi legati alla qualità dell’immagine quando i fotodiodi del sensore vengono saturati.
Nulla toglie che tutti i costruttori continuano ad investire nella ricerca di nuove soluzioni al riguardo in quanto sarebbe auspicabile l’abbandono degli otturatori meccanici per via dell’usura e dell’impossibilità di farli scendere sotto certe frazioni di secondo.