Examen de la projection du film aplanat GOZ "KO-140" 1:2,2 F–14cm, adapté pour une utilisation avec des caméras modernes

Matériau sur la lentille KO-140 spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Echmakov.

Les objectifs de projection de film soviétiques de la série "KO" sont de conception simple et peu coûteux à fabriquer des aplanats à quatre lentilles (c'est-à-dire des objectifs avec un champ d'image incurvé) avec une combinaison attrayante de distance focale et de rapport d'ouverture. Il existe deux générations de lentilles de ce type : la première est représentée par les lentilles KO-90 90/1.9, KO-120 120/2.1 et KO-140 140/2.2 (décrit dans cet article) avec un diamètre d'ajustement de 52.5 mm ; tandis que les objectifs les plus courants de la deuxième génération se distinguent par la même ouverture relative F / 1.8 pour tous, un grand diamètre d'alésage (62.5 mm) et la lettre «M» dans le nom - KO-90M 90 / 1.8, KO-120M 120/1.8 et KO-140M 140/1.8. Ces lentilles ont d'abord été produites à l'ordre de défense de l'État "Géophysique" (en copie de cet article), puis au MMZ (Minsk). Les premiers objectifs de ce type, appelés "Kinolux", ont été fabriqués à l'Institut d'optique d'État à la fin des années 1930, mais seulement à la fin des années 40, et tous n'ont pas été mis en production de masse.

Les copies de série occidentales, par exemple, Carl Zeiss Jena Kipronar ou Meyer-Optik Gorlitz Kinon avec un choix de focales de 90 mm à 200 mm avec une ouverture relative de F/1.8 à F/2.2, peuvent avoir un âge plus respectable. Le fait est que cette conception optique, comme de nombreuses autres conceptions d'objectifs soviétiques (par exemple, Telemar - brevet US 2239538 1940, FED 100 / 6.3 - US 1467804 1922, Orion - US 2031792 1934 ), a apparemment été obtenue pendant la période de relations entre l'URSS et Allemagne jusqu'au 22.06.1941/XNUMX/XNUMX. L'auteur du schéma de ces aplanats de projection de film est un éminent opticien allemand Robert Richter (brevet US 1843519, 1931).

L'aplanat de Richter utilise des nuances de verre bien adaptées aux couronnes conventionnelles actuelles de type K8 et aux silex de type F2 du catalogue GOST (IPZ / LZOS). Pour cette raison, il n'y a aucune raison particulière de considérer les objectifs occidentaux de meilleure qualité en termes de calcul et de correction du schéma par rapport aux objectifs soviétiques, bien que la qualité du noircissement et de la protection contre la lumière puisse varier considérablement et affecter considérablement l'image.

Spécifications:

Conception optique - 4 lentilles en 2 groupes, aplanat ;

Focale - 140 mm;
Ouverture relative - 1:2.2 ;
Format de cadre (calculé) - 18×24 mm, couvre 44×33 mm;
Diamètre du boîtier d'atterrissage - 52.5 mm;
Caractéristiques - n'a pas de mécanisme de mise au point, de fixation à la caméra et de diaphragme à iris en usine.

Construction et adaptation des lentilles

L'objectif KO-140 a une conception très primitive - il s'agit d'un tube creux avec deux cadres vissés, chacun contenant un collage à deux lentilles. Malgré les nervures de certaines surfaces internes et la présence d'un diaphragme de protection contre la lumière, le KO-140, comme beaucoup d'autres lentilles soviétiques, a un contraste global initialement faible de l'image formée en raison de la mauvaise qualité du noircissement des surfaces internes du boîtier - la peinture est assez brillante. En raison d'un meilleur noircissement, la réputation des objectifs Carl Zeiss Jena Kipronar est bien supérieure à celle des objectifs KO, et le coût est littéralement des ordres de grandeur supérieur à celui des objectifs soviétiques, bien que le niveau de performance de la partie optique soit pratiquement le même. Mais, contrairement au Kipronar, tous les objectifs KO ont des optiques revêtues.

Pour installer l'objectif KO-140 sur un appareil photo moderne, vous devez tout d'abord trouver un mécanisme de mise au point avec le bon support pour l'appareil photo. Le diamètre de la moitié arrière de l'objectif est de 52.5 mm, ce qui facilite le choix d'un mécanisme de mise au point pour le KO-140 - vous pouvez utiliser les corps d'anciens objectifs optiquement défectueux (par exemple, Telear-N 200 / 3.5) , mais la meilleure option serait un macrohélicoïde chinois de type M58-M58 25- 55 ou 36-90 mm. La distance focale arrière du KO-140 est d'environ 60 mm, de sorte que l'objectif peut être utilisé avec des appareils photo reflex petit format en choisissant, par exemple, un filetage M42 comme monture. Cependant, pour une utilisation avec des appareils photo de format moyen, vous aurez besoin d'une monture à grande ouverture - Canon EF ou Fujifilm GFX - pour éviter le vignettage.

La plus grande difficulté d'adaptation est l'installation de l'ouverture dans les objectifs de type KO. Il n'y a pas de place pour régler l'ouverture dans le barillet de l'objectif lui-même, car, contrairement à lentilles planes, le diamètre intérieur du logement correspond aux diamètres des faisceaux lumineux traversant la lentille. Dans le passé, je faisais généralement des adaptations avec une refonte complète du barillet de l'objectif, le faisant avec tourneur à partir de zéro ou sortie sous forme d'usine uniquement montures avec lentilles. Cela nécessitait beaucoup de matériel et de temps de retournement, ce qui rendait automatiquement l'objectif adapté le plus cher en termes de coût parmi les projecteurs soviétiques ordinaires. Mais cette fois, j'ai appliqué une version simplifiée de l'adaptation: seules deux petites pièces ont été fabriquées, dans lesquelles un diaphragme à iris d'un diamètre lumineux de 50 mm a été monté (c'est encore plus que nécessaire). Le tube-corps creux de l'objectif KO-140 a été coupé en deux moitiés, chacune étant fixée à la partie correspondante de l'ensemble de diaphragme afin que la distance d'origine de l'objectif soit conservée. Pour assurer la coaxialité des composants de la lentille, la position de l'une des moitiés du corps était ajustée par des vis avec contrôle de la symétrie de la tache d'aberration de l'image d'une source lumineuse ponctuelle sur l'axe.

Dans ma version d'adaptation, un macrohélicoïde M58-M58 36-90 mm avec une tige M58-M42 spécialement conçue a été utilisé comme mécanisme de mise au point. Un filetage de filtre de 67 mm a également été ajouté. Les photos du KO-140 adapté sont présentées ci-dessous.

C'est drôle que le KO-140 à une distance focale de 140 mm ait une très grande longueur (~250 mm de la lentille frontale à l'image) : la conception optique de deux composants positifs, en principe, a toujours une longueur supérieure à la distance focale. Aussi pour les objectifs Richter ou apparentés Régimes Petzval plus l'espacement des lentilles est requis, plus la distance focale requise est grande et luminosité, tandis que la distance focale arrière doit généralement être réduite dans ce cas. En conséquence, il s'avère que l'objectif 140 mm est légèrement plus petit que le zoom super-téléobjectif chinois ultra-bon marché Jintu 420-800 mm F / 8-F / 16, qui est présenté à côté du KO-140 dans la photo ci-dessus. D'autre part, la masse du KO-140, même après adaptation, est faible, puisque la majeure partie de son corps est occupée par l'air : l'objectif est beaucoup plus léger qu'un projecteur similaire en paramètres avec un "double gauss».

Propriétés optiques

Le KO-140 a une netteté élevée dans la zone centrale du cadre à une ouverture ouverte. La qualité d'image dans l'axe est limitée par les aberrations sphérochromatiques. D'après mes observations, la netteté des aplanates de Richter au centre est souvent supérieure à celle des lentilles de type Planar, similaires en termes de paramètres et de niveau technologique, mais elles sont bien inférieures aux Planars en termes de champ. Ainsi, KO-140 a un astigmatisme prononcé, une courbure de champ et un fort latéral aberration chromatique sur le bord du cadre 36 × 24, à la suite de quoi il sera possible d'obtenir une image de haute qualité sur le terrain uniquement avec F / 5.6-F / 8, et il ne sera pas possible de se débarrasser de la chromatique aberrations par ouverture. Lors du recentrage, on peut obtenir une image assez nette au bord du cadre 36×24 mm déjà à F/2.8-F/4, mais les coins souffrent encore trop d'astigmatisme. Au centre du cadre, l'objectif a une excellente netteté jusqu'à f/2.8 - bien mieux que la plupart des anciens objectifs 135/2.8(3.5) que je connais.

Pour plus de clarté, voici trois photographies prises sur le KO-140 avec des ouvertures de F/2.2, F/2.8 et ~F/5.6, ainsi qu'un recadrage à 100% de la région centrale et de la périphérie du cadre.

Il est facile de voir à quelle vitesse le mouvement longitudinal aberration chromatique au centre du cadre, bien que les contours soient trop flous même à ~F/5.6 en raison de la courbure du champ et de l'astigmatisme.

Il s'avère que le succès de la correction des aberrations sphérochromatiques en l'absence de types spéciaux de verre dans les aplanats de Richter dépend beaucoup de l'ouverture relative : même une ouverture de 1/3-2/3 arrêts d'EV améliore considérablement la qualité de l'image. Apparemment, pour cette raison, le KO-140 a une ouverture relative de F/2.2, et non de F/2. Cependant, le nouvel objectif KO-140M, avec le même concept et les mêmes marques de verre simples, a luminosité F/1.8 ! Dans quelle mesure cela affecte-t-il la qualité de l'image ? La réponse peut être donnée en modélisant la lentille de Richter dans ANSYS Zemax.

J'ai entré les paramètres de l'objectif du brevet US 1843519 et zoomé à une focale de 140 mm pour que l'objectif couvre un cadre avec une diagonale de 58 mm (correspond à un cadre 44×33 mm avec une petite marge) avec un vignettage de pas plus de 60 %. L'arrêt d'ouverture était situé directement sur la troisième surface plane parallèle de l'objectif. Ensuite, nous avons simulé la taille des taches d'aberration, la courbe d'aberration chromatique longitudinale, la forme du champ astigmate et la distorsion pour les rapports d'ouverture F/1.8 et F/2.2 dans la plage spectrale de 400 à 700 nm (fonction spectrale d'un réseau CMOS typique) . Les résultats sont présentés dans les graphiques ci-dessous.

Comme vous pouvez le constater, avec une ouverture de F/1.8 à F/2.2 (2/3 EV), la taille des spots a fortement diminué - ~ 3 fois pour le centre du cadre et ~ 1.5-2 fois pour le bord de le cadre. Dans ce cas, le chromatisme longitudinal a diminué d'un facteur d'environ 1.5 et l'aberration sphérique des faisceaux larges a également été éliminée.

Les calculs effectués sont en bon accord avec la supériorité constatée de la qualité optique KO-120 120/2.1 en comparaison avec KO-120M 120/1.8 sur une ouverture ouverte.

La courbure non corrigée du champ et l'astigmatisme déterminent ensemble le motif caractéristique de l'objectif KO-140 et similaire : flou de l'arrière-plan lors du déplacement du centre vers le bord ne diminue pas, comme dans le cas des objectifs rapides classiques en raison du vignettage géométrique, mais au contraire, il augmente à mesure que le point focal se rapproche de l'image. Dans le même temps, les foyers des faisceaux tangentiels et sagittaux divergent fortement à partir du moment où le centre du cadre se déplace vers le bord, ce qui entraîne une plus grande défocalisation des faisceaux sagittaux, à la suite de quoi le bokeh de l'objectif ne semble pas écailleux, mais tordu. Les aplanates de Richter "tordent" l'arrière-plan beaucoup plus que les lentilles avec des paramètres similaires Schéma de Petzval, où la divergence des faisceaux sagittal et tangentiel (c'est-à-dire l'astigmatisme) est beaucoup plus faible. Dans le même temps, Richter aplanit avec une distance focale plus petite (par exemple, KO-90 90/1.9) font pivoter l'arrière-plan beaucoup plus que les aplanats avec une grande distance focale, mais la qualité de l'image sur tout le champ est meilleure pour les options de mise au point longue.

Le contraste de l'image générée dépend fortement de la qualité du noircissement des surfaces internes du bloc optique et de la présence/absence d'éléments de protection contre la lumière - diaphragmes, ailettes. Mon objectif adapté a bien fonctionné dans des conditions d'éclairage normales, bien qu'il ne soit pas rare que le rétroéclairage apparaisse embué dans certaines parties de la monture. La reproduction des couleurs du KO-140 est généralement bonne pour un objectif monocouche. Le revêtement de surbrillance rose-violet n'affecte pas la couleur sur photographies, car la lentille a trop peu de bordures - verre-air, portant l'illumination, de sorte qu'elle affecte de manière significative le spectre de transmission de la lumière de la lentille.

Lorsqu'il est utilisé comme support de caméra, le filetage M42 KO-140 fonctionne facilement avec un cadre de 36 × 24 mm, mais, comme l'expérience l'a montré, en utilisant un objectif adapté avec adaptateur de changement de vitesse, sur les appareils photo à cadre moyen 44 × 33 mm, il est préférable de choisir une monture EF comme monture pour niveler la vignette. Ceci s'applique également aux autres objectifs - KO-90 (M), KO-120 (M), KO-140M, LOMO P-5.

Voici des exemples de photos prises avec un appareil photo plein format Sony A7s en utilisant adaptateur de changement de vitesse EOS-NEX.

Suivant - photos sur Sony A7 prises sans utiliser d'adaptateur de décalage.

Toutes les revues de projection de films et d'objectifs de tournage:

1. RO3-3M 2/50
2. RO2-2M 75/2
3. LOMO RO501-1 F=100 1:2
4. RO 500-1 F9 SM. 1:2P
5. LOMO RO500-1 F=90 1:2
6. LENKINAP RO500-1 F=9cm 1:2 P
7. LOMO RO506-1 F=80 1:2
8. ЛЭТИ-60/60М F=92 1:2
9. 2/92
10. F=92 1:2
11. 16KP-1,4/65
12. 35KP-1,8/65
13. 35KP-1,8/70
14. 35KP-1,8/75
15. 35KP-1,8/85
16. 35KP-1.8/100
17. 35KP-1.8/120
18. 35KP-1,8/120 (avec ouverture)
19. LOMO P-5 F=90 1:2
20. LOMO P-5 F=100 1:2
21. LENKINAP OKS1A-75-1 F=75 1:2 P
22. LOMO OKS1-22-1 F=22 1:2.8
23. ЛОМО ОКС1-40-1 40/2.5
24. LOMO OKS1-300-1 F=300 1:3.5
25. LOMO OKS11-35-1 F=35 1:2
26. LOMO F-53 F=75 1:2
27. LOMO F-54 F=85 1:2
28. LOMO OKP4-80-1 F=80 1:1,8
29. LOMO OKP8-90-1 F=90 1:2
30. ОКП-6-70-1 F=70 1:1,8
31. Tair-41 50/2
32. KO-120 1:2,1 120mm
33. KO-90 1:1,9 F=9cm
34. KO-120M 1:1.8 F=120mm
35. KO-120M 120/1.8 avec diaphragme et hélicoïde
36. KO-120 1:2.1 F=12cm
37. GOZ "KO-140" 1:2,2 F–14cm
38. Véga-9 2,1/50
39. MP RSFSR GLAVOCHTEKHPROM PLANTE №6 ★ F=7.7cm ★
40. MSO RSS d'Ukraine UTOG UPP-1 ★ KHARKOV ★ F-7 SM ★
41. Schneider Super Cinelux 70/2
42. Meopta Méostigmat 90/2
43. Meopta Méostigmat 100/1.7
44. Plans de projection : "Petzvali" et "Richter"

Les noms des lentilles correspondent à leur orthographe exacte sur le corps.

résultats

L'objectif de projection de film KO-140 140/2.2 peut à juste titre être qualifié de meilleur de la gamme KO en termes de qualité d'image. Malgré la conception optique primitive, l'objectif a une netteté suffisante pour de nombreuses tâches avec un motif particulier inhabituel pour d'autres objectifs, ainsi que des paramètres impressionnants. Le KO-140 140 / 2.2 est bien adapté aux appareils photo au format 44 × 33 mm - en tant qu'objectif portrait "boxy" (EGF = 108 mm) et aux appareils photo recadrés - déjà en tant que téléobjectif à ouverture nette.

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