Démilitarisation : 50 mm f/1.5, objectif de vision nocturne de réservoir TVNO-2B adapté aux caméras sans miroir. Avis de Rodion Eshmakov

Matériel sur cet objectif spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Eshmakov (abonnez-vous à Instagram!).

Cet article est consacré à un objectif 50/1.5 inhabituel qui n'a jamais été destiné à la photographie - l'objectif des jumelles de vision nocturne TVNO-2B, qui a été installé dans l'équipement militaire soviétique, en particulier dans les chars T-62, T-64 , etc. L'objectif n'a pas de nom, il n'est même pas conçu pour fonctionner en lumière visible. Fabricant - Usine de fabrication d'instruments Izyum, célèbre pour ses remarquables objectifs de projection de film 16KP и 35KP.

J'ai adapté les deux objectifs retirés pour les utiliser avec des appareils photo sans miroir modernes. Pour moi, ce n'est pas la première expérience de "forger des socs à partir d'épées" - lisez aussi un article sur un intéressant Tair-62T 95/2.5 de la tête de guidage de la bombe.

Spécifications de l'objectif :

Conception optique - 5 lentilles en 3 groupes, "Sonnar" (similaire à CZJ Sonnar 180/2.8);

Focale - 50 mm;
Ouverture relative - 1:1,5 ;
Angle de champ de vision — 30° (correspond au cadre ~APS-C) ;
Coefficients de transmission lumineuse expérimentaux - 0,59 (380-800 nm), 0,60 (400-780 nm), 0,90 (800-1100 nm);
Caractéristiques - un objectif pour la gamme infrarouge, n'a pas de mécanisme de mise au point et une ouverture variable.

Appareils de vision nocturne: variétés, principe de fonctionnement et optique

Sources: 1, 2, 3.

Le complexe militaro-industriel est souvent l'un des principaux consommateurs des bénéfices du progrès scientifique et technologique. Pour faciliter la conduite de la guerre dans des conditions d'éclairage insuffisant, les premiers dispositifs de vision nocturne (NVD) ont été développés pendant la Seconde Guerre mondiale, utilisant un rayonnement infrarouge (IR) invisible à l'œil humain. Le principe de fonctionnement d'un appareil de vision nocturne repose sur les phénomènes d'effet photoélectrique et d'électroluminescence : 1) la lentille construit une image de l'objet d'observation en rayons IR sur une photocathode en matériau bordure rouge dans une région de longueur d'onde plus longue que la lumière utilisée ; 2) la photocathode émet des électrons éteints par des quanta de rayonnement infrarouge, qui sont dirigés par un champ électrique dans le vide vers un écran luminescent ; 3) lorsqu'un électron entre en collision avec l'écran, un flash se produit avec l'émission d'un rayonnement vert visible - ainsi, une image dans le domaine visible est obtenue à partir d'une image en rayons IR ; 4) l'image de l'écran est observée à l'aide d'un oculaire.

Une photocathode, un boîtier à vide, une lentille électronique et un écran luminescent constituent un seul dispositif à vide électrique appelé tube intensificateur d'image (IOC). Appareils soi-disant. La "génération zéro", basée sur ce schéma le plus simple, ne peut fonctionner efficacement qu'avec un éclairage externe de l'objet avec un rayonnement infrarouge invisible à l'œil et a été utilisée par les troupes nazies lors des batailles nocturnes. Les appareils de la 1ère génération utilisent un schéma similaire, mais diffèrent par un nouveau matériau de photocathode (césium-oxygène-argent, sodium-potassium-césium-antimoine), qui offre un meilleur rendement quantique, et peut donc également fonctionner en mode passif. Ce sont les appareils de vision nocturne de 1ère génération qui sont désormais les plus courants et les plus abordables.

Une modernisation plus poussée a conduit à l'émergence de tubes intensificateurs d'image en cascade, dans lesquels le tube intensificateur d'image de 1ère génération est combiné avec photomultiplicateur. Pour augmenter la résolution des appareils et réduire l'influence de l'éclairage parasite, des tubes intensificateurs d'image "pixels" basés sur des optiques à microcanaux ont été inventés. Les progrès dans l'étude des matériaux inorganiques ont permis d'augmenter le rendement quantique et d'élargir la sensibilité spectrale des photocathodes - c'est ainsi que sont apparues les deuxièmes générations d'appareils.

Cependant, non seulement le tube intensificateur d'image détermine l'efficacité du dispositif de vision nocturne - la lentille utilisée joue un rôle important: le nombre total de photons tombant sur la photocathode du tube image en dépend. Il est donc particulièrement important d'obtenir une ouverture maximale de l'objectif. Dans le même temps, les appareils de vision nocturne fonctionnent généralement dans une gamme spectrale étroite (~800-1000 nm), ce qui permet de moins penser à la correction des aberrations chromatiques. Vous pouvez également sacrifier la transmission de la lumière dans le domaine visible au profit de l'IR en appliquant un revêtement antireflet spécial sur les lentilles. De plus, le dispositif doit être compact : et pour cette raison, des optiques avec une petite distance au sommet arrière sont souvent utilisées.

Cependant, tous les verres de vision nocturne ne répondent pas à toutes les caractéristiques ci-dessus : par exemple, ROMZ Cyclope 85/1.5 du tube NZT-1 et l'optique des lunettes de vision nocturne PNV-57 n'ont pas d'éclairage spécial pour travailler en IR. Mais l'optimisation, en règle générale, fait des ravages: le même tube NZT-1 dans les années 2000 a commencé à être équipé d'un nouvel objectif léger à quatre lentilles (une sorte de schéma Tair) 85/1.5 avec bord de fuite extrêmement bas et revêtement IR. Dans les premiers appareils militaires soviétiques, au début, des objectifs non spécialisés étaient probablement également utilisés: par exemple, dans le schéma optique du TVN-1, les contours de l'objectif sont clairement tracés, ce qui rappelle beaucoup Jupiter-3 50/1.5.

Cependant, même dans les années 50, une gamme d'objectifs a été conçue spécifiquement pour un usage militaire : 150 / 1.5 Hélios-52 (viseur TPN-1), 100/1.5 Hélios-50 (appareil du commandant TKN-1) et le héros de cette revue est un 50 / 1.5 sans nom peu connu (appareils du conducteur-mitrailleur TVN-2, BVN-2). Toutes les lentilles répertoriées ne conviennent pas à un fonctionnement dans la plage visible, du moins en raison du revêtement appliqué.

Modification de l'objectif TVNO-2B pour fonctionner avec les caméras sans miroir modernes

TVN-2 et ses modifications (en particulier, TVNO-2B) utilisent des tubes intensificateurs d'image VEI-3 avec cathode Ag-O-Cs. La taille de la photocathode est beaucoup plus petite que, par exemple, une image de film standard. On peut dire qu'il s'agit d'un tube intensificateur d'image crop xD. Je me demande ce qu'il faut déchirer pour obtenir le tube intensificateur d'image "plein format" O_o ...

D'une manière ou d'une autre, en raison de cette caractéristique du photodétecteur, les objectifs (à l'exception des bien connus Helios-50 et 52) ​​fonctionnent sous un petit cadre, correspondant approximativement à APS-C. Bien qu'il y ait eu des mentions d'une modification de l'objectif 50 / 1.5, qui a une lentille arrière agrandie et fonctionne avec un plein cadre.

En raison du champ limité de 50 / 1.5, l'objectif TVNO-2B est fabriqué selon un schéma Sonnar à cinq lentilles assez simple, et non selon un schéma à sept lentilles, comme Jupiter-3, qui a un champ plus grand avec le mêmes paramètres. Fait intéressant, j'ai déjà rencontré un objectif technique pour la région IR, fabriqué selon un tel schéma - c'est la recherche Pentacon 125 / 2.8 https://radojuva.com/2021/08/2-8-125mm-pentacon- lentille/ . En fait, l'expérience positive de son utilisation m'a incité à poursuivre mes recherches sur les IR-Zonnars.

La procédure d'adaptation des objectifs TVNO-2B comprenait deux étapes : l'installation d'un diaphragme à iris et le placement du bloc d'objectif dans le mécanisme de mise au point. Il y a peu de réserves dans le bloc d'objectif, il n'est pas facile de sélectionner et d'installer le diaphragme - un travail de tournage est nécessaire. Je n'ai pas mesuré la taille d'origine de la pupille de l'objectif, mais avant de régler l'ouverture, elle était plus petite - c'est-à-dire lors de l'adaptation luminosité portée à la valeur nominale 1:1,5, déterminée par la taille de la pupille d'entrée de l'objectif.

En fait, comme il s'est avéré plus tard, la position de l'ouverture n'est pas tout à fait idéale - en plus de limiter la pupille, elle introduit également un léger vignettage pendant le fonctionnement. Cependant, sans connaître les paramètres du schéma optique, il n'est guère possible de faire mieux.

Après avoir installé le diaphragme, des adaptateurs ont été commandés et fabriqués, vous permettant d'installer des blocs d'objectifs dans des macrohélicoïdes fabriqués en usine avec un filetage M42. Dans ce cas, l'ouverture est contrôlée en tournant le bloc d'objectif.

Le segment arrière de l'objectif est très petit - l'objectif est dans le plan de la baïonnette. Le rapport du segment arrière à la distance focale est bien inférieur à celui même du télémètre Jupiter-3.

Toutes les lentilles d'objectif sont revêtues d'AR bleu vif pour de meilleures performances dans la gamme IR. La lentille est juste orange à travers la lentille.

On ne peut pas dire que l'objectif de l'appareil TVNO-2B est facile à adapter: si la sélection de l'hélicoïde n'est vraiment pas difficile, le choix et l'installation de l'ouverture, ainsi que la suppression de son contrôle sont plutôt difficiles. Cependant, la reconstruction ne nécessite pas la construction d'un étui d'objectif à partir de zéro, ce qui est formidable.

Propriétés optiques

Comme indiqué précédemment, l'objectif TVNO-2B ne peut fonctionner qu'avec des matrices APS-C et plus petites. À grande ouverture, l'objectif donne une image très douce avec une lueur prononcée des contours, même au centre du cadre. La netteté diminue de manière significative vers le bord en raison de l'influence des aberrations de champ. Lorsque l'ouverture est déjà à 1/2 - 1 stop, la qualité optique revient à la normale et l'objectif affiche une très bonne netteté au centre. Mais dans les coins d'un cadre APS-C, la résolution reste généralement faible. Aberration chromatique à peine perceptible, apparaissant seulement comme une frange orange-bleu dans la zone de défocalisation la plus proche (sphérochromatisme) - je m'attendais à bien pire. A ouverture ouverte, le vignettage est très léger, il augmente légèrement avec l'ouverture du fait de la position d'ouverture non optimale.

Le motif et le bokeh de l'objectif sont très inhabituels. Précédemment photo postée sur les réseaux sociaux, dans lequel il était nécessaire de deviner le schéma optique et l'année de production de l'objectif à partir des photos en noir et blanc données. De nombreuses hypothèses ont été faites, parmi lesquelles des indications de lentilles avec le schéma "Zonnar", et les lecteurs de Radozhiva ont également noté le "déséquilibre" de la lentille, comme s'il était mal calculé pour une raison quelconque. Tout cela est vrai, seule la lentille n'est pas mal conçue, mais est conçue pour un rayonnement différent. Les optiques TVNO-2B ont un bokeh vraiment très particulier, qui change considérablement avec l'ouverture. Les photos prises avec l'objectif en noir et blanc ont une bonne sensation vintage.

Le contraste de l'image n'est pas élevé, il s'améliore quelque peu avec l'ouverture. Cependant, les verres diffusent fortement la lumière (surtout bleue), ce qui entraîne l'apparition d'un voile ou d'une tache caractéristique au centre de la monture. Même certaines optiques photographiques souffrent d'un tel inconvénient, par exemple l'Helios-44 « aux yeux bleus » du début des années 60 (série 00...).

La transmission lumineuse de la lentille TVNO-2B a été étudiée par spectrophotométrie. Les coefficients de transmission lumineuse de la lentille pour différentes gammes de longueurs d'onde ont également été déterminés : 0,59 (380-800 nm), 0,60 (400-780 nm) - différentes estimations des limites de la région visible, 0,90 (800-1100 nm) - près Portée infrarouge. Il s'est avéré que la forme du spectre est très différente du spectre de transmission typique d'une lentille monocouche pour travailler dans zone visible: il n'y a pas de pic prononcé, mais dans le proche infrarouge, une transmission lumineuse uniforme et élevée est fournie - environ deux fois plus élevée que celle de l'optique conventionnelle. L'objectif coupe presque complètement la lumière bleue, ce qui aura un impact énorme sur la reproduction des couleurs lorsqu'il est utilisé dans la gamme visible.

En général, le travail du revêtement de la lentille dans le domaine visible peut être décrit comme un filtre de fréquence "réchauffant" avec un profil linéaire. Il est important de comprendre, cependant, que le spectre ne tient pas compte de l'effet de la diffusion de la lumière des surfaces verre-air sur la photographie, qui joue un rôle important lorsqu'il est utilisé dans un éclairage complexe.

Lorsque vous travaillez avec cet objectif, il est impossible de prédire avec précision et certitude le résultat - il est trop différent de l'optique ordinaire. Néanmoins, il m'a semblé que les optiques TVNO-2B avaient un très grand potentiel en photographie noir et blanc, ainsi que lors de la photographie dans des conditions d'éclairage difficiles, lorsque l'illumination donne "tout ce qui est possible et même certains impossibles" (c) (Dr Breen) effets spéciaux. En général, l'expérience d'utilisation de cet objectif était très inhabituelle et divertissante.

Ci-dessous, des exemples de photos prises avec l'objectif adapté sur un appareil photo Sony A7s en mode APS-C.

Une partie de la photo a été convertie en noir et blanc à l'aide de Silver Efex 2.

résultats

Les optiques militaires infrarouges spécialisées, bien sûr, ne peuvent intrinsèquement pas être équivalentes aux optiques ordinaires, ne serait-ce qu'en raison de la reproduction des couleurs. Cependant, pour la photographie artistique, il s'agit d'un outil vraiment unique qui n'a pas d'analogue parmi les optiques photo ordinaires, avec un motif très particulier et une qualité optique assez saine - c'est loin d'être hipster monocle d'un objectif Helios. De plus, personne ne prend la peine d'utiliser de tels objectifs pour l'usage auquel ils sont destinés avec des appareils photo sans filtre IR, qui sont généralement utilisés par les astrophotographes - ici, cet objectif présente un avantage presque double par rapport aux objectifs conventionnels en raison de la transmission lumineuse élevée dans la région IR. En un mot, si vous avez un réservoir supplémentaire dans votre foyer ou que vous êtes pour le désarmement et la paix dans le monde, cet objectif est fait pour vous !

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