（一）光圈
光圈是控制通过镜头并照射到胶片或数字影像传感器上的光线照度的装置。
摄影术发展过程中，出现过以下几种光圈类型：
1．固定孔径光圈
由硬卡纸或金属薄片制作而成的独立光圈片，每一片上有不同直径的单一圆孔，拍摄时根据光线和曝光的需要，选择相应孔径的光圈片插入镜头上的插槽。
2．沃德侯瑟光圈
19世纪中期由欧洲人约翰·沃德侯瑟发明，是可变孔径光圈的雏形，由一系列大小不同的圆孔排列在一个有中心轴的金属圆盘周围，转动圆盘将相应孔径的圆孔移动到光轴上，实现对光圈大小的改变。
3．猫眼式固定快门光圈
由两片具有半椭圆或者半菱形缺口的金属薄片重叠组成，用弹簧作为动力驱动，曝光瞬间，两片叶片反方向相对移动，形成大小不同的椭圆形或菱形光孔，因酷似猫眼而得名。
猫眼式光圈常见于简易一次性照相机上，同时兼有快门功能，但只有一挡固定的快门速度。
4．猫眼式可变快门光圈
快门速度可调，曝光瞬间，双叶片开启到预定孔径大小后，保持该孔径直到所需曝光时间结束再闭合。
5．虹膜式光圈
由多个相互重叠的弧形金属薄片组成，通过叶片的离合改变中心孔径的大小。
虹膜式光圈是现代主流光圈的结构形态。
相当长的一段时间内，采用虹膜式光圈的镜头是通过镜头上的光圈调节环来改变光圈大小的。到了20世纪80年代中后期，伴随电子驱动光圈技术的出现，原有机械驱动方式改为电子步进马达控制，镜头与机身连接的接口也由机械接口变成加装了电子触点的电子接口。自动对焦镜头在结构上也发生了变化，一类仍旧保留光圈调节环和光圈刻度，允许以手动机械方式调整光圈大小，从而确保与早期机械相机机身的兼容性；另一类则取消了光圈调节环，光圈系数由机身液晶屏显示，并通过机身上的光圈调节拨盘调整光圈，因此这类镜头不兼容早期机械相机机身。
机械光圈采用非瞬时式工作方式，手动设定改变光圈时，光圈叶片同时收缩至相应光孔大小。这样的工作原理，导致单反相机取景器的明暗会随光圈大小的改变而变化，光孔越小取景器就越暗，对调焦精度和取景构图都会造成影响。
电子光圈属于瞬时光圈类型，按下快门的同时，光圈叶片才会自动收缩到预设孔径大小，曝光前后则始终处于最大孔径的全开光圈状态，便于精确调焦构图。
（二）快门
光圈的作用是控制感光材料在一定时间范围内接收光照的强度，那么控制光照时间长短就由快门来完成。
1．根据安装位置不同进行分类
根据安装位置的不同将快门分为“镜间快门”和“焦平面快门”两类。
（1）镜间快门。早期兼具快门功能的猫眼式光圈即属于镜间快门的一种，但是由于结构和功能过于简单，很快被虹膜式光圈结构的镜间快门取代了。
大多数镜间快门也兼具光圈的功能，因此也称为“光圈快门”。
镜间快门常见于大画幅座机镜头和旁轴取景可换镜头相机，一些120中画幅相机，如Mamiya RB67 Pro SD，也采用镜间快门的设计。
镜间快门的主要优点：
①位于镜头内部，结构简单；
②可以实现全速度闪光同步；
③体积小；
④曝光与快门弦可以不联动，易于进行多次曝光拍摄；
⑤工作过程中机械震动和噪声都很小；
⑥快门寿命更长。
镜间快门的缺点也十分突出：
①用于可换镜头机身时，每个镜头都需要安装快门，制造成本高；(www.xing528.com)
②最高快门速度受到限制：虹膜式镜间快门的最高速度通常为1/500秒；
③曝光与快门弦不联动时，可能导致一格底片被错误地曝光多次。
（2）焦平面快门。焦平面快门安装于机身内的胶片或数字影像传感器平面前部，靠近焦点平面处，以幕帘式结构为主，快门开启时的运动方向有横走式和纵走式两种。
横走式焦平面快门上弦时，前、后幕帘有一部分始终互相重叠，使胶片不会漏光，向另一端横向移动时与幕帘相连接的开关和动力弹簧同时被上紧；快门释放时，前后幕帘之间形成一定的缝隙，以匀速在胶片前扫过的方式进行渐次曝光，缝隙的宽窄对应曝光时间的长短。
横走式焦平面快门的运动距离较长，不能实现很高的快门速度或高速闪光同步，如图1-1（1）、（2）所示。
1960年，日本COPAL公司发明幕帘结构的叶片式焦平面快门，曝光时遮光叶片做上下运动，即纵走式焦平面快门。
叶片快门由上下两组遮光叶片组成，每组叶片各由一个摇臂及动力弹簧控制。
上快门弦时，两个摇臂分别控制一组遮光叶片做纵向移动，一组叶片由展开状态至收缩，另一组叶片由收缩状态至展开，同时各自摇臂上的动力弹簧逐渐绕紧。在上述运动过程中，两组叶片始终有一部分彼此相互重叠，起到防止胶片漏光的作用。
按下快门按钮瞬间，一组叶片经弹簧驱动由遮蔽曝光窗的展开状态迅速收缩，胶片感光；曝光时间结束，另一组叶片在动力弹簧驱动下由重叠状态迅速展开遮蔽曝光窗，胶片曝光终止。
遮光叶片沿135相机矩形曝光窗的短边做纵向运动，位移距离短于沿曝光窗长边做横向移动的横走式快门，因此可以实现更高速快门和更高速闪光同步。
大幅提高快门速度的唯一途径就是提高遮光叶片的运动速度，而运动速度的提高势必会增大遮光叶片的运动加速度和运动惯性，导致快门叶片的撞击增强、噪声增大、寿命缩短等一系列不良反应。
图1-1（1） 慢速快门
慢速快门下，前幕帘从右向左移动，直到胶片平面完全暴露于光照下；达到预定曝光时间后，后幕帘从右向左移动，直到完全覆盖胶片平面，曝光结束。幕帘在这种运动方式下所能达到的最高速度，就是相机的最高闪光同步时间
降低叶片运动惯性的最好途径是从材料上降低叶片重量，早期的解决方案是通过改进热处理工艺提高普通高碳钢或弹簧钢的刚度，同时削薄其厚度，达到降低重量的目的；重量更轻而刚度更强的钛合金材料，提供了更好的解决方案，科研人员采用腐蚀方法降低叶片局部厚度，制成具有蜂巢形加强筋结构的遮光叶片，既保证了足够的刚度，又进一步降低了叶片重量。
采用蜂巢形加强筋结构的钛合金叶片于1982年正式推出，最高快门速度达到1/4 000秒，闪光同步时间达到1/250秒（见图1-2）。
随着非金属材料技术的发展，一系列重量更轻、强度更高、弹性更好、抗静电、耐老化的新型材料（如PFT塑料）应用于遮光叶片制作中。1992年美能达推出的9Xi型单反相机，在遮光叶片材料中加入一定比例的聚碳纤维，实现最高快门速度达到1/12 000秒，闪光同步时间达到1/300秒。
图1-1（2） 高速快门
高速快门下，前、后幕帘间隔一定缝隙从右向左移动，光透过缝隙使胶片逐渐感光，直到后幕帘完全覆盖胶片平面
2．根据驱动方式不同进行分类
快门从驱动方式上分为纯机械快门、机械-电磁快门、纯电子快门三种类型。
（1）纯机械快门。镜间快门和采用摇臂弹簧组合动力驱动的焦平面快门都属于纯机械快门，这类快门成本相对低廉，但是弹簧易老化，从而影响快门精度和使用寿命。
（2）机械-电磁快门。1969年，日本COPAL公司推出由电磁铁取代动力弹簧的电子叶片快门，仍旧使用机械摇臂做牵引装置，属于机械-电磁快门的一种。
图1-2 采用蜂巢形加强筋结构钛合金快门叶片的尼康FM2型单反相机（作者摄）
与纯机械快门不同，机械-电磁快门的优势显而易见，不仅精度和使用寿命都得到增强，其最高快门速度和闪光同步时间也都大幅提高。
（3）纯电子快门。摄影进入数字时代以后，出现了真正意义上的纯电子快门。纯电子快门利用数字影像传感器不通电不工作的原理，在不通电状态下，即便传感器受光线照射也不会曝光产生影像。
当快门按钮被按下时，数字影像传感器瞬间有电流通过，并在一定曝光时间内持续工作，实现对曝光的控制。
常规小型数码相机和数码单反相机均采用机械快门和纯电子快门相结合的快门结构。不同的是，俗称为卡片机的小型数码相机所采用的机械快门，是电磁驱动的镜间快门类型，因为无须更换镜头，采用镜间快门既可以降低成本，也可以减小相机体积。
3．快门延时问题
使用小型数码相机拍摄时会碰到快门延时问题，这种时滞现象与机械快门的工作方式有关：打开小型数码相机的电源开关后，镜间快门处于开启状态，光线通过镜头到达数字影像传感器，形成影像并出现在机身上的LCD显示屏；按下快门按钮曝光拍摄时，镜间快门首先采取瞬间关闭的动作，阻断通过镜头并照射数字影像传感器的光线，目的是消除残余光信号；镜间快门再次开启，同时纯电子快门有电流通过，将接收的光信号记录下来，完成曝光。
正是由于镜间快门先关闭再开启的工作特点，导致小型数码相机在曝光时会出现快门延时现象，即快门时滞。
数码单反相机采用光学取景方式，焦平面快门属于机械-电磁式快门，取景过程中处于关闭状态；相机电源开启后，数字影像传感器进入通电状态，快门按钮被按下的瞬间，反光板抬起，同时焦平面快门开启，数字影像传感器随即被曝光。
目前流行的数码微单相机，取消了单反相机的反光板设计，采用电子取景方式，通过机身上的LCD屏或电子取景器（EVF）取景构图；取景构图时，焦平面快门保持开启状态，按下快门的瞬间，焦平面快门关闭以阻断到达数字影像传感器的光线，清除影像传感器上残余的光信号，降低成像的信噪比；焦平面快门再次开启，完成曝光。因此，数码微单相机也存在一定的快门延时。
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