Reseña de la proyección de la película aplanat GOZ “KO-140” 1:2,2 F–14cm, adaptada para su uso con cámaras modernas

Material de la lente KO-140 especialmente para Radozhiva preparado rodion eshmakov.

Las lentes de proyección de películas soviéticas de la serie "KO" son de diseño simple y baratas de fabricar aplanats de cuatro lentes (es decir, lentes con un campo de imagen curvo) con una combinación atractiva de distancia focal y relación de apertura. Hay dos generaciones de lentes de este tipo: la primera está representada por lentes KO-90 90/1.9, KO-120 120/2.1 y KO-140 140/2.2 (descrito en este artículo) con un diámetro de ajuste de 52.5 mm; mientras que los lentes más comunes de la segunda generación se distinguen por la misma apertura relativa F / 1.8 para todos, un gran diámetro interior (62.5 mm) y la letra "M" en el nombre: KO-90M 90 / 1.8, KO-120M 120/1.8 y KO-140M 140/1.8. Estas lentes se produjeron primero en la Orden de Defensa del Estado "Geofísica" (como copia de este artículo), luego en el MMZ (Minsk). Las primeras lentes de este tipo, llamadas "Kinolux", se fabricaron en el Instituto Estatal de Óptica a fines de la década de 1930, pero solo a fines de la década de 40, y no todas se fabricaron en masa.

Las copias en serie occidentales, por ejemplo, Carl Zeiss Jena Kipronar o Meyer-Optik Gorlitz Kinon con una selección de distancias focales de 90 mm a 200 mm con una apertura relativa de F / 1.8 a F / 2.2, pueden tener una edad más respetable. El hecho es que este diseño óptico, como muchos otros diseños de lentes soviéticas (por ejemplo, Telemar - patente US 2239538 1940, FED 100/6.3 - US 1467804 1922, Orion - US 2031792 1934), aparentemente, se obtuvo durante el período de relaciones entre la URSS y Alemania hasta el 22.06.1941/XNUMX/XNUMX. El autor del esquema de estos aplanats de proyección cinematográfica es un destacado óptico alemán Robert Richter (patente US 1843519, 1931).

El aplanat de Richter utiliza grados de vidrio que se adaptan bien a las coronas convencionales actuales del tipo K8 y pedernales del tipo F2 del catálogo GOST (IPZ/LZOS). Por esta razón, no hay ninguna razón particular para considerar lentes occidentales de mejor calidad en términos de cálculo y corrección del esquema en comparación con los soviéticos, aunque la calidad del oscurecimiento y la protección de la luz pueden variar significativamente y afectar en gran medida la imagen.

especificaciones:

Diseño óptico: 4 lentes en 2 grupos, aplanados;

Distancia focal - 140 mm;
Apertura relativa - 1:2.2;
Formato de marco (calculado) - 18×24 mm, cubre 44×33 mm;
Diámetro de la caja de aterrizaje: 52.5 mm;
Características: no tiene mecanismo de enfoque, fijación a la cámara ni diafragma de iris de fábrica.

Construcción y adaptación de lentes.

La lente KO-140 tiene un diseño muy primitivo: es un tubo hueco con dos marcos atornillados, cada uno de los cuales contiene un pegamento de dos lentes. A pesar de las nervaduras de algunas superficies internas y la presencia de un diafragma de protección ligera, KO-140, como muchos otros lentes soviéticos, tiene un contraste general inicialmente bajo de la imagen formada debido a la mala calidad del ennegrecimiento de las superficies internas de la carcasa: la pintura es bastante brillante. Debido a un mejor ennegrecimiento, la reputación de las lentes Carl Zeiss Jena Kipronar es mucho mayor en comparación con las lentes KO, y el costo es, literalmente, órdenes de magnitud más alto que el de las lentes soviéticas, aunque el nivel de rendimiento de la parte óptica es prácticamente el mismo. Pero, a diferencia de Kipronar, todas las lentes KO tienen una óptica recubierta.

Para instalar el objetivo KO-140 en una cámara moderna, en primer lugar, debe encontrar un mecanismo de enfoque con la montura adecuada para la cámara. El diámetro de la mitad trasera de la lente es de 52.5 mm, lo que hace que sea bastante fácil elegir un mecanismo de enfoque para el KO-140: puede usar los cuerpos de lentes viejas ópticamente defectuosas (por ejemplo, Telear-N 200 / 3.5) , pero la mejor opción sería un macrohelicoide chino tipo M58-M58 25- 55 o 36-90 mm. La distancia focal trasera del KO-140 es de ~60 mm, por lo que el objetivo se puede utilizar con cámaras SLR de pequeño formato eligiendo, por ejemplo, una rosca M42 como montura. Sin embargo, para usar con cámaras de formato medio, necesitará una montura de gran apertura (Canon EF o Fujifilm GFX) para evitar el viñeteado.

La mayor dificultad de adaptación es la instalación de la apertura en lentes del tipo KO. No hay lugar para ajustar la apertura en el cuerpo del objetivo porque, a diferencia de lentes planos, el diámetro interior de la carcasa corresponde a los diámetros de los rayos de luz que atraviesan la lente. En el pasado, solía hacer adaptaciones con un rediseño completo del cuerpo del objetivo, haciéndolo con tornero desde cero o dejando en la forma de fábrica solamente marcos con lentes. Esto requería mucho material y tiempo de torneado, lo que automáticamente convirtió a la lente adaptada en la más costosa en términos de costo entre los proyectores soviéticos comunes. Pero esta vez apliqué una versión simplificada de adaptación: solo se hicieron dos piezas pequeñas, en las que se montó un diafragma de iris con un diámetro de luz de 50 mm (esto es incluso más de lo requerido). El cuerpo del tubo hueco de la lente KO-140 se cortó en dos mitades, cada una de las cuales se unió a la parte correspondiente del conjunto del diafragma para preservar la distancia original de la lente. Para asegurar la coaxialidad de los componentes de la lente, la posición de una de las mitades del cuerpo se ajustó mediante tornillos con control para la simetría del punto de aberración de la imagen de una fuente de luz puntual en el eje.

En mi versión de adaptación, se utilizó como mecanismo de enfoque un macrohelicoide M58-M58 de 36-90 mm con un vástago M58-M42 especialmente fabricado. También se ha añadido una rosca de filtro de 67 mm. Las fotos del KO-140 adaptado se muestran a continuación.

Es curioso que el KO-140 a una distancia focal de 140 mm tenga una longitud muy larga (~250 mm desde la lente frontal a la imagen): el diseño óptico de dos componentes positivos, en principio, siempre tiene una longitud mayor que la longitud focal. También para Richter o lentes relacionados Esquemas Petzval Cuanto mayor sea el espacio entre lentes, mayor será la distancia focal requerida y luminosidad, mientras que la distancia focal trasera generalmente tiene que reducirse en este caso. Como resultado, resulta que la lente de 140 mm es un poco más pequeña en tamaño que el superteleobjetivo con zoom ultra económico chino Jintu 420-800 mm F / 8-F / 16, que se muestra junto al KO-140 en la foto de arriba Por otro lado, la masa del KO-140, incluso después de la adaptación, es pequeña, ya que la mayor parte de su cuerpo está ocupado por aire: la lente es mucho más liviana que un proyector similar en parámetros con un “doble gauss".

Propiedades ópticas

KO-140 tiene una gran nitidez en el área central del marco en una apertura abierta. La calidad de imagen en el eje está limitada por las aberraciones esferocromáticas. Según mis observaciones, la nitidez de los aplanatos de Richter en el centro suele ser superior a la de las lentes de tipo Planar, similares en cuanto a parámetros y nivel tecnológico, pero muy inferiores a las Planar en cuanto al campo. Entonces, KO-140 tiene astigmatismo pronunciado, curvatura de campo y lateral fuerte aberración cromática en el borde del marco 36 × 24, como resultado de lo cual será posible obtener una imagen de alta calidad en el campo solo con F / 5.6-F / 8, y no será posible deshacerse del cromático aberraciones por apertura. Al reenfocar, puede obtener una imagen bastante nítida en el borde del marco de 36 × 24 mm ya en F / 2.8-F / 4, pero las esquinas todavía sufren demasiado de astigmatismo. En el centro del marco, la lente tiene una nitidez excelente hasta f/2.8, mucho mejor que la mayoría de las lentes 135/2.8(3.5) antiguas que conozco.

Para mayor claridad, aquí hay tres fotografías tomadas en el KO-140 con aperturas de F / 2.2, F / 2.8 y ~ F / 5.6, así como un recorte del 100% de la región central y la periferia del encuadre.

Es fácil ver con qué rapidez el movimiento longitudinal aberración cromática en el centro del encuadre, aunque los bordes quedan demasiado borrosos incluso a ~F/5.6 debido a la curvatura del campo y el astigmatismo.

Resulta que el éxito de la corrección de las aberraciones esferocromáticas en ausencia de tipos especiales de vidrio en los aplanados de Richter depende mucho de la apertura relativa: incluso la apertura a 1/3-2/3 pasos de EV mejora enormemente la calidad de la imagen. Al parecer, por este motivo, el KO-140 tiene una apertura relativa de F/2.2, y no F/2. Sin embargo, la lente KO-140M más nueva, con el mismo concepto y las mismas marcas de vidrio simple, tiene luminosidad F/1.8! ¿Cuánto afecta esto a la calidad de la imagen? La respuesta se puede dar modelando la lente Richter en ANSYS Zemax.

Ingresé los parámetros de la lente de la patente de EE. UU. 1843519 y amplí a una distancia focal de 140 mm para que la lente cubra un marco con una diagonal de 58 mm (corresponde a un marco de 44 × 33 mm con un pequeño margen) con viñetas de no más del 60%. El tope de apertura estaba ubicado directamente en la tercera superficie plana-paralela de la lente. A continuación, simulamos el tamaño de los puntos de aberración, la curva de aberración cromática longitudinal, la forma del campo astigmático y la distorsión para relaciones de apertura F/1.8 y F/2.2 en el rango espectral de 400 a 700 nm (función espectral de una matriz CMOS típica) . Los resultados se muestran en los gráficos a continuación.

Como puede ver, con la apertura de F / 1.8 a F / 2.2 (2/3 EV), el tamaño de los puntos ha disminuido considerablemente: ~ 3 veces para el centro del cuadro y ~ 1.5-2 veces para el borde de el marco. En este caso, el cromatismo longitudinal disminuyó en un factor de ~1.5 y también se eliminó la aberración esférica de los haces anchos.

Los cálculos realizados están en buen acuerdo con la superioridad observada de la calidad óptica. KO-120 120/2.1 en comparacion con KO-120M 120/1.8 en una abertura abierta.

La curvatura no corregida del campo y el astigmatismo juntos determinan el patrón característico de la lente KO-140 y similares: desenfoque del fondo cuando se mueve desde el centro hacia el borde no disminuye, como en el caso de las lentes rápidas convencionales debido al viñeteado geométrico, pero por el contrario, aumenta a medida que el punto de enfoque se acerca a la imagen. Al mismo tiempo, los focos de los haces tangenciales y sagitales divergen mucho cuando el centro del encuadre se desplaza hacia el borde, lo que conduce a un mayor desenfoque de los haces sagitales, por lo que el bokeh de la lente no se ve. escamosa, pero retorcida. Los aplanats de Richter “tuercen” el fondo mucho más que lentes con parámetros similares esquema Petzval, donde la divergencia de los haces sagitales y tangenciales (es decir, astigmatismo) es mucho menor. Al mismo tiempo, Richter aplana con una distancia focal más pequeña (por ejemplo, KO-90 90/1.9) rotan el fondo mucho más que los planos con una gran distancia focal, pero la calidad de la imagen en todo el campo es mayor para las opciones de enfoque largo.

El contraste de la imagen generada depende en gran medida de la calidad del ennegrecimiento de las superficies internas del bloque de lentes y de la presencia / ausencia de elementos de protección contra la luz: diafragmas, aletas. Mi lente adaptada funcionó bien en condiciones de iluminación normales, aunque no es raro que la luz de fondo aparezca empañada en algunas partes del encuadre. La reproducción del color de la KO-140 es generalmente buena para una lente de una sola capa. El revestimiento de reflejos rosa-púrpura no afecta negativamente el color en fotografías, ya que la lente tiene muy pocos bordes: vidrio-aire, que lleva iluminación, por lo que afecta significativamente el espectro de transmisión de luz de la lente.

Cuando se usa como montura de cámara, la rosca M42 KO-140 funciona fácilmente con un marco de 36 × 24 mm, pero, como ha demostrado la experiencia, al usar una lente adaptada con adaptador de cambio, en cámaras de fotograma medio de 44×33 mm, es mejor elegir una montura EF como montura para nivelar la viñeta. Esto también se aplica a otros objetivos: KO-90 (M), KO-120 (M), KO-140M, LOMO P-5.

Las siguientes son fotos de muestra tomadas con una cámara de fotograma completo Sony A7s usando adaptador de cambio EOS-NEX.

Siguiente: fotos en Sony A7 tomadas sin usar un adaptador de cambio.

Todas las reseñas de lentes de proyección y filmación de películas:

1. RO3-3M 2/50
2. RO2-2M 75/2 (revisión del lector)
3. RO 500-1 F9 SM. 1:2P (revisión del lector)
4. LENKINAP RO500-1 F=9cm 1:2 P (revisión del lector)
5. ЛЭТИ-60/60М F=92 1:2 (revisión del lector)
6. 2/92
7. F=92 1:2
8. ОКП-6-70-1 F=70 1:1,8
9. LENKINAP OKS1A-75-1 F=75 1:2 P (revisión del lector)
10. LOMO RO501-1 F=100 1:2 (+ materiales del lector)
11. LOMO RO500-1 F=90 1:2
12. 16KP-1,4/65 (revisión del lector)
13. 35KP-1,8/65 (revisión del lector)
14. 35KP-1,8/70
15. 35KP-1,8/75 (revisión del lector)
16. 35KP-1,8/85
17. 35KP-1.8/100 (revisión del lector)
18. 35KP-1.8/120 (revisión del lector)
19. 35KP-1,8/120 (con apertura, reseña del lector)
20. LOMO P-5 F=90 1:2 (revisión del lector)
21. LOMO P-5 F=100 1:2 (revisión del lector)
22. LOMO OKS1-22-1 F=22 1:2.8 (revisión del lector)
23. ЛОМО ОКС1-40-1 40/2.5 (revisión del lector)
24. LOMO OKS1-300-1 F=300 1:3.5 (revisión del lector)
25. LOMO OKS11-35-1 F=35 1:2 (revisión del lector)
26. LOMO Zh-53 F=75 1:2 (revisión del lector)
27. LOMO Zh-54 F=85 1:2 (revisión del lector)
28. LOMO OKP4-80-1 F=80 1:1,8 (revisión del lector)
29. LOMO OKP8-90-1 F=90 1:2 (revisión del lector)
30. Tair-41 50/2 (revisión del lector)
31. KO-120 1:2,1 120mm
32. KO-90 1:1,9 F=9cm (revisión del lector)
33. KO-120M 1:1.8 F=120 mm (revisión del lector)
34. KO-120M 120/1.8 con diafragma y helicoidal (revisión del lector)
35. KO-120 1:2.1 F=12cm (revisión del lector)
36. GOZ “KO-140” 1:2,2 F–14cm (revisión del lector)
37. MP RSFSR GLAVOCHTEKHPROM PLANTA №6 ★ F=7.7cm ★ (revisión del lector)
38. MSO Ucrania SSR UTOG UPP-1 ★ KHARKOV ★ F-7 SM ★
39. Schneider Súper Cinelux 70/2
40. Meopta Meostigmat 100/1.7
41. Proyección aplana: "Petzvali" y "Richter"

Los nombres de las lentes corresponden a su ortografía exacta en el cuerpo.

Hallazgos

La lente de proyección de películas KO-140 140/2.2 puede llamarse, con razón, la mejor en la línea KO en términos de calidad de imagen. A pesar del diseño óptico primitivo, la lente tiene nitidez suficiente para muchas tareas con un patrón peculiar inusual para otras lentes, así como parámetros impresionantes. KO-140 140 / 2.2 es ideal para cámaras de formato 44 × 33 mm, como una lente de retrato "cuadrada" (EGF = 108 mm) y para cámaras recortadas, ya como una lente de teleobjetivo de apertura nítida.

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