Flash-lamp / Flash powderEdit
Des études sur le magnésium par Bunsen et Roscoe en 1859 ont montré que la combustion de ce métal produisait une lumière aux qualités similaires à la lumière du jour. L’application potentielle à la photographie a inspiré Edward Sonstadt à étudier les méthodes de fabrication du magnésium afin qu’il brûle de manière fiable pour cet usage. Il a déposé une demande de brevet en 1862 et, en 1864, avait créé la Manchester Magnesium Company avec Edward Mellor. Avec l’aide de l’ingénieur William Mather, qui était également directeur de l’entreprise, ils ont produit un ruban plat en magnésium, qui brûlait plus régulièrement et complètement, ce qui donnait un meilleur éclairage que le fil rond. Il avait également l’avantage d’être un processus plus simple et moins coûteux que la fabrication de fil rond. Mather a également été crédité de l’invention d’un support pour le ruban, qui formait une lampe pour le brûler. Une variété de supports de ruban en magnésium ont été produits par d’autres fabricants, tels que le Flashmètre à pistolet, qui incorporait une règle inscrite qui permettait au photographe d’utiliser la bonne longueur de ruban pour l’exposition dont il avait besoin. L’emballage implique également que le ruban de magnésium n’a pas nécessairement été rompu avant d’être mis à feu.
Une alternative à la poudre flash à ruban, un mélange de poudre de magnésium et de chlorate de potassium, a été introduite par ses inventeurs allemands Adolf Miethe et Johannes Gaedicke en 1887. Une quantité mesurée a été placée dans une casserole ou une auge et allumée à la main, produisant un bref éclair de lumière brillante, ainsi que la fumée et le bruit que l’on pouvait attendre d’un tel événement explosif. Cela pourrait être une activité potentiellement mortelle, surtout si la poudre flash était humide. Une lampe flash à déclenchement électrique a été inventée par Joshua Lionel Cowen en 1899. Son brevet décrit un dispositif permettant d’allumer la poudre flash des photographes en utilisant des piles sèches pour chauffer un fusible métallique. Des variantes et des alternatives ont été vantées de temps en temps et quelques-unes ont rencontré un certain succès, en particulier pour un usage amateur. En 1905, un photographe français utilisait d’intenses éclairs non explosifs produits par une lampe à arc en carbone mécanisée spéciale pour photographier des sujets dans son studio, mais des appareils plus portables et moins coûteux prévalaient. Dans les années 1920, la photographie au flash signifiait normalement qu’un photographe professionnel saupoudrait de la poudre dans l’auge d’une lampe flash en forme de T, la tenant en l’air, puis déclenchant un bref et (généralement) inoffensif morceau de pyrotechnie.
FlashbulbsEdit
L’utilisation de poudre flash dans une lampe ouverte a été remplacée par des ampoules flash; des filaments de magnésium étaient contenus dans des ampoules remplies d’oxygène gazeux et allumés électriquement par un contact dans l’obturateur de l’appareil photo. Les ampoules flash fabriquées ont été produites commercialement pour la première fois en Allemagne en 1929. Une telle ampoule ne pouvait être utilisée qu’une seule fois, et était trop chaude pour être manipulée immédiatement après utilisation, mais le confinement de ce qui aurait autrement représenté une petite explosion était une avancée importante. Une innovation ultérieure a été le revêtement des ampoules flash avec un film plastique pour maintenir l’intégrité de l’ampoule en cas de bris du verre pendant le flash. Un film plastique bleu a été introduit en option pour faire correspondre la qualité spectrale du flash à un film couleur équilibré en lumière du jour. Par la suite, le magnésium a été remplacé par du zirconium, qui a produit un flash plus brillant.
Les ampoules ont mis plus de temps à atteindre leur pleine luminosité et ont brûlé plus longtemps que les flashs électroniques. Des vitesses d’obturation plus lentes (généralement de 1/10 à 1/50 de seconde) ont été utilisées sur les caméras pour assurer une synchronisation correcte. Les caméras avec synchronisation du flash ont déclenché l’ampoule Flash une fraction de seconde avant d’ouvrir l’obturateur, permettant des vitesses d’obturation plus rapides. Une lampe de poche largement utilisée dans les années 1960 était la Press 25, la lampe de poche de 25 millimètres (1 po) souvent utilisée par les journalistes dans les films d’époque, généralement attachée à une caméra de presse ou à un appareil photo reflex à double objectif. Sa puissance lumineuse maximale était d’environ un million de lumens. Les autres flashbulbs d’usage courant étaient les séries M, M-2, M-3, etc., qui avait une petite base à baïonnette en métal (« miniature ») fusionnée à l’ampoule en verre. La plus grande ampoule flash jamais produite était la GE Mazda No. 75, mesurant plus de huit pouces de long avec une circonférence de 14 pouces, initialement développée pour la photographie aérienne de nuit pendant la Seconde Guerre mondiale.
L’ampoule PF1 entièrement en verre a été introduite en 1954. L’élimination à la fois de la base métallique et des multiples étapes de fabrication nécessaires pour la fixer à l’ampoule en verre a permis de réduire considérablement les coûts par rapport aux ampoules de la série M plus grandes. La conception nécessitait un anneau de fibre autour de la base pour maintenir les fils de contact contre le côté de la base en verre. Un adaptateur était disponible permettant à l’ampoule de s’insérer dans des pistolets flash acceptant les ampoules à baïonnette. Le PF1 (avec le M2) avait un temps d’allumage plus rapide (moins de retard entre le contact de l’obturateur et la sortie de crête), de sorte qu’il pouvait être utilisé avec X synch en dessous de 1/30 de seconde — alors que la plupart des ampoules nécessitent une vitesse d’obturation de 1/15 sur X synch pour garder l’obturateur ouvert assez longtemps pour que l’ampoule s’enflamme et brûle. Une version plus petite, l’AG-1 a été introduite en 1958 qui ne nécessitait pas l’anneau de fibre. Bien qu’il soit plus petit et ait un rendement lumineux réduit, il était moins cher à fabriquer et a rapidement supplanté le PF1.
Flashcubes, Magicubes et FlipflashEdit
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En 1965, Eastman Kodak de Rochester, New York a remplacé la cartouche technologie de flashbulb individuelle utilisée sur les premiers appareils photo Instamatic avec le Flashcube développé par Sylvania Electric Products.
Un flashcube était un module avec quatre flashbulbs consommables, chacune montée à 90° des autres dans son propre réflecteur. Pour l’utiliser, il a été monté au sommet de l’appareil photo avec une connexion électrique au déclencheur et une batterie à l’intérieur de l’appareil photo. Après chaque exposition au flash, le mécanisme d’avance du film a également fait pivoter le flashcube de 90° vers une ampoule fraîche. Cette disposition permettait à l’utilisateur de prendre quatre images en succession rapide avant d’insérer un nouveau flashcube.
Le Magicube ultérieur (ou X-Cube) conservait le format à quatre ampoules, mais ne nécessitait pas d’alimentation électrique. Il n’était pas interchangeable avec le Flashcube d’origine. Chaque ampoule d’un Magicube a été déclenchée en libérant l’un des quatre ressorts métalliques armés dans le cube. Le ressort a heurté un tube d’amorce à la base de l’ampoule, qui contenait un fulminate, qui à son tour a enflammé une feuille de zirconium déchiquetée dans le flash. Un Magicube peut également être tiré à l’aide d’une clé ou d’un trombone pour déclencher le ressort manuellement. X-cube était un nom alternatif pour Magicubes, indiquant l’apparence de la prise de la caméra.
Les autres appareils à base d’ampoules flash courantes étaient la barre flash et le Flipflash, qui fournissaient dix flashs à partir d’une seule unité. Les ampoules dans un Flipflash ont été placées dans un tableau vertical, mettant une distance entre l’ampoule et la lentille, éliminant les yeux rouges. Le nom de Flipflash provient du fait qu’une fois que la moitié des ampoules avaient été utilisées, l’unité devait être retournée et réinsérée pour utiliser les ampoules restantes. Dans de nombreuses caméras Flipflash, les ampoules étaient allumées par des courants électriques produits lorsqu’un cristal piézoélectrique était frappé mécaniquement par un percuteur à ressort, qui était armé chaque fois que le film était avancé.
flashEdit électronique
Le tube à flash électronique a été introduit par Harold Eugene Edgerton en 1931; il a réalisé plusieurs photographies emblématiques, comme celle d’une balle éclatant dans une pomme. La grande société photographique Kodak était initialement réticente à reprendre l’idée. Le flash électronique, souvent appelé « stroboscope » aux États-Unis à la suite de l’utilisation par Edgerton de la technique de stroboscopie, est utilisé à la fin des années 1950, bien que les ampoules restent dominantes dans la photographie amateur jusqu’au milieu des années 1970. Les premières unités étaient chères, souvent grandes et lourdes; l’unité d’alimentation était séparée de la tête du flash et était alimentée par une grande batterie au plomb portée avec une bandoulière. Vers la fin des années 1960, des flashs électroniques de taille similaire aux pistolets à ampoule conventionnels sont devenus disponibles; le prix, bien qu’il ait baissé, était toujours élevé. Le système de flash électronique a finalement remplacé les pistolets à ampoule à mesure que les prix baissaient.
Une unité flash électronique typique possède des circuits électroniques pour charger un condensateur à haute capacité à plusieurs centaines de volts. Lorsque le flash est déclenché par le contact de synchronisation du flash de l’obturateur, le condensateur se décharge rapidement à travers un tube de flash permanent, produisant un flash immédiat d’une durée typique de 1/1000 de seconde, plus court que les vitesses d’obturation utilisées, avec une luminosité maximale avant que l’obturateur ne commence à se fermer, permettant une synchronisation facile de la luminosité maximale du flash avec une ouverture maximale de l’obturateur. La synchronisation était problématique avec les ampoules qui, si elles étaient allumées simultanément avec le fonctionnement de l’obturateur, n’atteindraient pas leur pleine luminosité avant la fermeture de l’obturateur.
Un seul flash électronique est souvent monté sur la chaussure accessoire d’un appareil photo ou sur un support; de nombreux appareils photo peu coûteux ont un flash électronique intégré. Pour un éclairage plus sophistiqué et à plus longue portée, plusieurs flashs synchronisés à différentes positions peuvent être utilisés.
Les flashs annulaires qui s’adaptent à l’objectif d’un appareil photo peuvent être utilisés pour la photographie macro sans ombre, Il y a quelques objectifs avec flash annulaire intégré.
Dans un studio photographique, des systèmes flash de studio plus puissants et flexibles sont utilisés. Ils contiennent généralement une lumière de modélisation, une ampoule à incandescence à proximité du tube du flash; l’éclairage continu de la lumière de modélisation permet au photographe de visualiser l’effet du flash. Un système peut comprendre plusieurs flashs synchronisés pour un éclairage à sources multiples.
La puissance d’un flash est souvent indiquée sous la forme d’un nombre guide conçu pour simplifier le réglage de l’exposition. L’énergie libérée par les flashes de studio plus grands, tels que les monoblocs, est indiquée en watts-secondes.
Canon et Nikon nomment respectivement leurs unités de flash électronique Speedlite et Speedlight, et ces termes sont fréquemment utilisés comme termes génériques pour les équipements de flash électronique.
Flash à haute vitessedit
Un flash à entrefer est un dispositif à haute tension qui décharge un flash de lumière d’une durée exceptionnellement courte, souvent bien inférieure à une microseconde. Ceux-ci sont couramment utilisés par les scientifiques ou les ingénieurs pour examiner des objets ou des réactions extrêmement rapides, célèbres pour produire des images de balles déchirant des ampoules et des ballons (voir Harold Eugene Edgerton). Un exemple de processus permettant de créer un flash à grande vitesse est la méthode du fil explosif.
Multi-flashEdit
Une caméra qui implémente plusieurs flashs peut être utilisée pour trouver des bords de profondeur ou créer des images stylisées. Une telle caméra a été développée par des chercheurs des laboratoires de recherche Mitsubishi Electric (MERL). Le clignotement successif de mécanismes de flash placés stratégiquement entraîne des ombres le long des profondeurs de la scène. Ces informations peuvent être manipulées pour supprimer ou améliorer des détails ou capturer les caractéristiques géométriques complexes d’une scène (même celles cachées à l’œil), pour créer une forme d’image non photoréaliste. De telles images pourraient être utiles en imagerie technique ou médicale.
Intensité du Flashedit
Contrairement aux ampoules flash, l’intensité d’un flash électronique peut être ajustée sur certaines unités. Pour ce faire, les unités flash plus petites font généralement varier le temps de décharge du condensateur, tandis que les unités plus grandes (par exemple, puissance supérieure, studio) font généralement varier la charge du condensateur. La température de couleur peut changer en raison de la variation de la charge du condensateur, rendant ainsi les corrections de couleur nécessaires. Grâce aux progrès de la technologie des semi-conducteurs, certaines unités de studio peuvent désormais contrôler l’intensité en faisant varier le temps de décharge et ainsi fournir une température de couleur constante.
L’intensité du flash est généralement mesurée en arrêts ou en fractions (1, 1/2, 1/4, 1/8 etc.). Certains monoblocs affichent un « numéro EV », de sorte qu’un photographe peut connaître la différence de luminosité entre les différentes unités de flash avec des valeurs de watt-seconde différentes. EV10.0 est défini comme 6400 watts-secondes, et EV9.0 est un arrêt inférieur, c’est-à-dire 3200 watts-secondes.
Durée du Flashedit
La durée du flash est généralement décrite par deux nombres exprimés en fractions de seconde:
- t. 1 est la durée pendant laquelle l’intensité lumineuse est supérieure à 0.1 (10%) de l’intensité maximale
- t.5 est la durée pendant laquelle l’intensité lumineuse est supérieure à 0,5 (50%) de l’intensité maximale
Par exemple, un événement flash unique peut avoir une valeur t.5 de 1/1200 et t.1 de 1/450. Ces valeurs déterminent la capacité d’un flash à « figer » des sujets en mouvement dans des applications telles que la photographie sportive.
Dans les cas où l’intensité est contrôlée par le temps de décharge du condensateur, t.5 et t.1 diminuent avec l’intensité décroissante. Inversement, dans les cas où l’intensité est contrôlée par la charge du condensateur, t.5 et t.1 augmenter avec une intensité décroissante en raison de la non-linéarité de la courbe de décharge du condensateur.
LED flash utilisée dans phonesEdit
Les LED FLASH à courant élevé sont utilisées comme sources de flash dans les téléphones avec appareil photo, bien qu’elles ne soient pas pourtant, aux niveaux de puissance des appareils flash au xénon égaux (qui sont rarement utilisés dans les téléphones) dans les appareils photo fixes. Les principaux avantages des LED par rapport au xénon incluent un fonctionnement à basse tension, un rendement plus élevé et une miniaturisation extrême. Le flash LED peut également être utilisé pour l’éclairage d’enregistrements vidéo ou comme lampe d’aide à la mise au point automatique dans des conditions de faible luminosité.
Synchronisation plan focal-obturateur
Les flashs électroniques ont des limites de vitesse d’obturation avec obturateurs plan focal. Les volets plan focal s’exposent à l’aide de deux rideaux qui traversent le capteur. Le premier s’ouvre et le deuxième rideau le suit après un délai égal à la vitesse d’obturation nominale. Un obturateur à plan focal moderne typique d’un appareil photo à capteur plein format ou plus petit prend environ 1/400 s à 1/300 s pour traverser le capteur, de sorte qu’à des temps d’exposition inférieurs à ceux-ci, seule une partie du capteur est découverte à un moment donné.
Le temps disponible pour déclencher un seul flash qui éclaire uniformément l’image enregistrée sur le capteur est le temps d’exposition moins le temps de déplacement de l’obturateur. De manière équivalente, le temps d’exposition minimum possible est le temps de déplacement de l’obturateur plus la durée du flash (plus les retards éventuels dans le déclenchement du flash).
Par exemple, un Nikon D850 a un temps de déplacement de l’obturateur d’environ 2.4 ms. Un flash à pleine puissance d’un flash électronique moderne intégré ou monté sur sabot a une durée typique d’environ 1 ms, ou un peu moins, de sorte que le temps d’exposition minimum possible pour une exposition uniforme sur le capteur avec un flash à pleine puissance est d’environ 2,4 ms + 1,0 ms = 3,4 ms, ce qui correspond à une vitesse d’obturation d’environ 1/290 s. Cependant, un certain temps est nécessaire pour déclencher le flash. À la vitesse d’obturation maximale (standard) du D850 X-sync de 1/250 s, le temps d’exposition est de 1/250 s = 4,0 ms, donc environ 4,0 ms – 2,4 ms = 1,6 ms sont disponibles pour déclencher et déclencher le flash, et avec une durée de flash de 1 ms, 1,6 ms – 1,0 ms = 0.6 ms sont disponibles pour déclencher le flash dans cet exemple Nikon D850.
Les reflex numériques Nikon de milieu à haut de gamme avec une vitesse d’obturation maximale de 1/8000 s (environ D7000 ou D800 et plus) disposent d’une fonction inhabituelle sélectionnable par menu qui augmente la vitesse maximale de X-Sync à 1/320 s = 3,1 ms avec quelques flashs électroniques. À 1/320 s, seulement 3,1 ms – 2,4 ms = 0,7 ms sont disponibles pour déclencher et déclencher le flash tout en obtenant une exposition uniforme au flash, de sorte que la durée maximale du flash, et donc la sortie maximale du flash, doit être et est réduite.
Les appareils photo à obturateur à plan focal contemporains (2018) dotés de capteurs plein format ou plus petits ont généralement des vitesses normales de synchronisation X maximales de 1/200 s ou 1/250 s. Certains appareils photo sont limités à 1/160 s. Les vitesses de synchronisation X pour les appareils photo de format moyen lors de l’utilisation de volets à plan focal sont un peu plus lentes, par exemple 1/125 s, en raison du temps de déplacement plus important de l’obturateur requis pour un obturateur plus large et plus lourd qui se déplace plus loin sur un capteur plus grand.
Dans le passé, les ampoules flash à usage unique à combustion lente permettaient l’utilisation de volets à plan focal à vitesse maximale car elles produisaient une lumière continue pendant le temps nécessaire à la fente d’exposition pour traverser la grille du film. S’ils sont trouvés, ils ne peuvent pas être utilisés sur les appareils photo modernes car l’ampoule doit être allumée * avant * que le premier rideau d’obturation commence à bouger (M-sync); le X-sync utilisé pour le flash électronique ne se déclenche normalement que lorsque le premier rideau d’obturation atteint la fin de sa course.
Les flashs haut de gamme résolvent ce problème en proposant un mode, généralement appelé FP sync ou HSS (High Speed Sync), qui déclenche le tube flash plusieurs fois pendant que la fente traverse le capteur. De telles unités nécessitent une communication avec la caméra et sont donc dédiées à une marque de caméra particulière. Les flashs multiples entraînent une diminution significative du nombre guide, car chacun ne représente qu’une partie de la puissance totale du flash, mais c’est tout ce qui éclaire une partie particulière du capteur. En général, si s est la vitesse d’obturation et t le temps de traversée de l’obturateur, le nombre de guide diminue de √s / t. Par exemple, si le nombre de guide est de 100 et que le temps de traversée de l’obturateur est de 5 ms (une vitesse d’obturation de 1 / 200s) et que la vitesse d’obturation est réglée à 1/2000 s (0,5 ms), le nombre de guide diminue d’un facteur de √0,5 / 5, soit environ 3,16, de sorte que le nombre de guide résultant à cette vitesse serait d’environ 32.
Les flashs actuels (2010) ont souvent des numéros de guidage beaucoup plus bas en mode HSS qu’en mode normal, même à des vitesses inférieures au temps de traversée de l’obturateur. Par exemple, le flash numérique Mecablitz 58 AF-1 a un nombre guide de 58 en fonctionnement normal, mais seulement 20 en mode HSS, même à basse vitesse.