Сучасний фотоапарат являє собою електронний оптико-механічний прилад для створення оптичного зображення об'єкта на поверхні світлочутливого матеріалу або ПЗС-матриці.
У момент фотографування зображення об'єкта за допомогою об'єктива проектується на світлочутливий матеріал протягом певного проміжку часу, званого витримкою. В результаті на поверхні світлочутливого матеріалу утворюється приховане зображення об'єкта зйомки, яке після хімічної обробки перетворюється у видиме. У разі використання ПЗС-матриці на її поверхні утворюється сукупність дискретних інформаційних зарядів, пропорційних інтенсивності падаючого на кожну з її осередків світлового потоку.
Незважаючи на різноманіття моделей, що випускаються фотоапаратів, всі вони мають загальні за призначенням конструктивні вузли.
Основними конструктивними вузлами фотоапарата є корпус, об'єктив, діафрагма, фокусування пристрій, затвор, видошукач, експонометричного пристрій, механізм транспортування фотоплівки, електронна лампа-спалах, індикаторний пристрій.
Корпус є несучою частиною фотоапарата, в якій монтуються всі його вузли і механізми і розміщується світлочутливий матеріал. Корпус повинен мати жорстку конструкцію і виготовлятися з міцного і світлонепроникного матеріалу: алюмінієво-титанових сплавів, полікарбонату. Для зменшення внутрішнього светорассеяния внутрішні стінки корпусу повинні мати чорну матову поверхню.
На передній панелі корпусу знаходиться об'єктив, який або жорстко вбудовується в корпус, або кріпиться на ньому за допомогою нарізного або байонетного з'єднання. За об'єктивом з боку задньої панелі корпусу є кадрова рамка, просвіт в якій називається кадровим вікном. Кадрове вікно визначає розміри поля зображення на світлочутливому матеріалі - формат кадру. Фотографічний кадр завжди є прямокутником або квадрат, а найбільшим лінійним розміром в таких геометричні фігури є діагональ.
Об'єктив являє собою систему оптичних лінз, укладених в загальну оправу і призначених для формування світлового зображення об'єкта зйомки і проектування його на поверхню світлочутливого матеріалу.
Лінзи об'єктива виготовляють зі спеціального високоякісного оптичного скла або з пластичних мас (використовуються лише в простих фотоапаратах). У оптичну систему фотоапаратів високого класу може входити до 15 лінз, а також I сферичні дзеркала. Від властивостей об'єктива в значній мірі залежить якість одержуваного зображення.
Оправа об'єктива забезпечує правильне положення лінз. У оправу об'єктива вводяться діафрагма, механізми фокусування і зміни фокусної відстані. У оправу об'єктива наіболеепростих компактних фотоапаратів монтують затвор (часто його об'єднують з діафрагмою).
До основних параметрів об'єктива відносяться фокусна відстань і величина відносного отвору.
Фокусна відстань - це відстань від оптичного центру об'єктива до його фокусу; воно характеризує його здатність заломлення, визначає масштаб одержуваного зображення і кут зору об'єктива. Фокусна відстань вказується на об'єктиві в міліметрах.
Масштабом називається відношення розмірів зображення до розмірів зображуваного об'єкта. Масштаб прямо пропорційний фокусної відстані об'єктива. Чим більше фокусна рас; стояння об'єктива, тим більше розміри одержуваного зображення.
Кут зору об'єктива характеризує кут охоплення предметного простору. Від нього залежить та область простору, яка потрапить в кадр. Чим більше кут зображення об'єктива, тим більша область простору потрапить в кадр і навпаки. Між фокусною відстанню об'єктива і кутом зору існує обернено пропорційна залежність.
У об'єктивів з великою фокусною відстанню, що перевищує діагональ кадру, кут зору може становити від 45 ° до декількох градусів. Такі об'єктиви називають довгофокусними. Вони забезпечують зйомку віддалених предметів великим планом. У той же час подібні об'єктиви не передають об'ємності і глибини простору (простір здається наблизити до переднього плану). Вони не дозволяють проводити зйомку шірокопланових об'єктів.
У об'єктивів з нормальним фокусною відстанню, приблизно рівним діагоналі кадру, кут зору дорівнює куту зору людського ока (45. 60 °). Ці об'єктиви забезпечують отримання зображень з правильною геометрією і нормальне сприйняття просторових співвідношень зображених предметів. Вони можуть бути використані практично для всіх видів зйомок, за винятком великопланових портретів внаслідок виникаючих спотворень при зйомці з відстаней менше 1,5 м.
Об'єктиви з малим фокусною відстанню (короткофокусні), у яких фокусна відстань менше діагоналі кадру, мають кут зору більше 60 °. Вони дозволяють здійснювати зйомку шірокопланових об'єктів з близької відстані. У той же час ці об'єктиви при зйомці разноудаленних об'єктів з близької відстані непропорційно збільшують глибину простору.
Величина відносного отвору об'єктива є однією з найважливіших світлотехнічних характеристик об'єктиву, що визначає його светосилу - здатність формувати на світлочутливому матеріалі світлове зображення об'єкта тією чи іншою мірою яскравості при даній освітленості об'єкту зйомки.
Розрізняють відносний отвір об'єктиву геометричне і ефективне. Геометричне відносне отвір об'єктива виражається відношенням діаметра вхідної зіниці об'єктиву до його фокусної відстані, є безрозмірною величиною і обов'язково вказується поряд з фокусною відстанню на оправі об'єктива і в керівництві з експлуатації.
Величина відносного отвору виражається дробом, де чисельник дорівнює одиниці, а знаменник показує, у скільки разів фокусна відстань більше діаметра вхідної зіниці об'єктиву. Зазвичай діаметр вхідної зіниці дорівнює діаметру передньої лінзи об'єктива. Дуже часто величину відносного отвору об'єктива позначають тільки знаменником дробу. Чим менше знаменник дробу, тим відносний отвір, а отже, і світлосила об'єктива більше, так як більше сама дріб.
Діафрагма призначена для зміни величини світлового отвору об'єктива. За допомогою діафрагми регулюють освітленість світлочутливого матеріалу і змінюють глибину різко зображуваного простору. Найбільшого поширення набула ірисова діафрагма, отвір якої утворюється декількома серпоподібними пелюстками (ламелями), розташованими симетрично навколо оптичної осі об'єктива. У фотоапаратах може застосовуватися ручне і автоматичне керування діафрагмою.
Автоматичне управління діафрагмою здійснюється екс-понометріческім пристроєм фотоапарата в залежності від умов зйомки (яскравості об'єкту, що знімається, світлочутливості фотоплівки) і витримки.
Залежно від механізму приводу діафрагми можуть бути з постійною установкою на певний розподіл шкали і блимаючи, які постійно розкриті і закриваються до необхідної величини лише при натисканні на кнопку спуску затвора на час витримки.
Важливою властивістю об'єктива, що визначає якість одержуваного зображення, є глибина різкості. характеризує його здатність з необхідною різкістю зображати на світлочутливому матеріалі об'єкти, розташовані від нього на різній відстані, і таким чином визначати необхідну точність фокусування.
Відстань між передньою і задньою межами різкості називається глибиною різкості. Для швидкого механічного визначення меж різкості на оправи деяких об'єктивів нанесена шкала глибини різкості, яка представляє собою симетрично розташовані щодо установчого знака діафрагменні числа (величини, зворотні величині відносного отвору об'єктива). Межі різкості визначаються за шкалою відстаней відповідно до обраних величинами відносного отвору діафрагми.
Фокусіровочне пристрій об'єктива призначене для поєднання створюваного об'єктивом оптичного зображення з площиною світлочутливого матеріалу при різних відстанях від фотоапарата до об'єкта зйомки.
Фокусування об'єктива (наводка на різкість) здійснюється шляхом переміщення оптичного блоку об'єктиву або будь-якої його частини вздовж його оптичної осі. В сучасних фотоапаратах фокусування об'єктива можлива в межах від фотографічної безкінечності до деякого мінімального відстані, званого ближнім межею фокусування і залежить від максимального висунення об'єктива.
Діапазон фокусування об'єктива фотоапарата визначається конструкцією механізму фокусування. У фотоапаратах може використовуватися ручна і автоматизована система фокусування. У деяких найпростіших компактних фотоапаратах об'єктиви не мають механізму фокусування. Такі об'єктиви, що отримали назву фікс-фокус, встановлюються і закріплюються на фотоапараті, будучи сфальцьованими на деяке постійне відстань (зазвичай на гіперфокальна відстань).
Під гіперфокальна відстанню розуміється мінімальна відстань від об'єктива до такої площини в просторі предметів, при фокусуванні на яку задня межа різкості знаходиться в нескінченності.
Механізм фотографії із близької відстані дозволяє змінювати кут поля зору об'єктиву і масштаб зображення на світлочутливому матеріалі за допомогою фотографії із близької відстані. Механізмом зміни фокусної відстані оснащуються об'єктиви дорогих фотоапаратів середнього і високого класу.
Затвор являє собою механізм фотоапарата, автоматично забезпечує пропускання світлових променів до светочувтвітельному матеріалу протягом заданого проміжку часу (витримки) при натисканні на кнопку затвора. Затвор складається з світлових заслінок, що перекривають світловий потік, механізму витягів, що відпрацьовує встановлений час експонування, і приводу, що забезпечує переміщення світлових заслінок.
Фотографічні затвори розрізняють за принципом роботи (центральні і щілинні), за місцем розташування світлових заслінок (апертурні і фокальні), по конструкції (пелюсткові, ламельні, штор), по конструкції механізму витягів (механічні, електромеханічні і затвори з електронним управлінням).
Відпрацювання витягів затвора в фотоапаратах може здійснюватися під дією механічної енергії пружин, а також мініатюрним електродвигуном або електромагнітом (в затворах з електронним управлінням).
У фотоапаратах з електронним управлінням затвором команда на відкриття світлових заслінок подається від кнопки затвора, а команда на його закриття - від електронного блоку. Останній може працювати в ручному і автоматичному режимах. В ручному режимі за допомогою перемикача задається час експонування (витримка), після закінчення якого електронним блоком подається команда на закриття затвора. В автоматичному режимі час експонування задається електронним блоком, керованим від фотоприймача експонометричного пристрою.
Застосування затворів з електронним управлінням дозволяє збільшити робочий діапазон витримок за допомогою безступінчатим їх відпрацювання. Так, затвор з електронним управлінням в автоматичному режимі може при необхідності (в залежності від освітленості і світлочутливості плівки) створити витримку, що відрізняється від нормованої.
Багато сучасні фотоапарати оснащуються затворами з таймером, що забезпечує автоматичне спрацьовування затвора через 10. 15 з після його включення, і з синхроконтактом, призначеним для включення фотоспалахи синхронно з роботою затвора. Синхронізація необхідна, щоб в момент максимального випромінювання світла фотоспалахом світлові заслінки фотозатвора були повністю розкриті.
Видошукач служить для визначення кордонів простору, зображуваного знімальним об'єктивом в межах кадру і його компонування.
Для правильного визначення меж кадру необхідно, щоб кутове поле зору видошукача відповідало кутовому полю зору знімального об'єктива, а оптична вісь видошукача збігалася з оптичною віссю знімального об'єктива. При розбіжності цих осей над ділянкою, що спостерігається в видошукачі, не збігаються з межами кадру на світлочутливому матеріалі (явище паралакса). При фотографуванні віддалених об'єктів паралакс непомітний, але зростає в міру зменшення дистанції зйомки. Сучасні фотоапарати можуть мати телескопічний або дзеркальний (перископний) видошукач. Компактні фотоапарати оснащуються телескопічним видошукачем, який розташовується в вирізі корпусу фотоапарата поруч з об'єктивом.
Експонометричного пристрій в сучасних фотоапаратах забезпечує автоматичне або напівавтоматичне визначення та встановлення експозиційних параметрів - витримки і діафрагмового числа в залежності від світлочутливості фотоплівки і освітленості (яскравості) об'єкта зйомки.
У зв'язку з тим що шкала витягів і шкала діафрагм побудовані за принципом подвоєння параметрів, перемикання будь шкали на сусіднє значення призводить до зміни загальної кількості світла, що падає на світлочутливий матеріал, вдвічі. Така зміна називають зміною експозиції на один щабель.
Експонометричного пристрій складається з светоприемника, електронної системи управління, індикатора, а також діафрагми об'єктива виконавчих органів, які керують роботою затвора і узгоджувальних роботу затвора і лампи-спалахи.
Як светоприемника в більшості сучасних фотоапаратів використовують кремнієві фотодіоди, у яких опір змінюється в зворотній залежності від освітленості напівпровідникового кристала. Вони мають високу чутливість, малі інерційність і світлову втому і відрізняються високою температурною стабільністю.
У компактних фотоапаратах светоприемник експонометричного пристрою розташовується на передній панелі корпусу, поряд з об'єктивом.
У дзеркальних фотоапаратах високого класу светоприемник розміщують всередині корпусу фотоапарата, за об'єктивом, що дозволяє автоматично враховувати реальне світлопропускання об'єктива (реальну освітленість світлочутливого матеріалу). Фотоапарати з виміром освітленості всередині корпусу за знімальним об'єктивом мають міжнародне позначення TTL або TEE.
Механізм транспортування плівки служить для переміщення плівки на один кадр, точної її установки перед об'єктивом і зворотного перемотування плівки в касету після експонування. За принципом дії він може бути важільний, електричний і пружинний. Механізм транспортування плівки пов'язаний з лічильником кадрів, який призначений для відліку експонованих або неекспонованих кадрів.
Електронна лампа-спалах призначена для короткочасного освітлення об'єкту зйомки при фотографуванні в умовах недостатньої природної освітленості, при зйомці об'єкта проти світла, а також для підсвічування тіньових ділянок об'єкту при яскравому сонці. Фотоспалах може бути вбудованою в фотоапарат або автономної, під'єднується до нього за допомогою кабелю через синхроконтакт. Можуть бути фотоспалахи і безкабельні.
Індикаторний пристрій служить для індикації режимів зйомки і контролю за роботою фотоапарата. Як індикаторних пристроїв в фотоапаратах використовуються рідкокристалічні дисплеї (LCD-індикатори), світлодіоди і стрілочні індикатори.