Un examen détaillé de l'objectif de projection de film adapté du type "Era" 35KP-1,8 / 65 (IPZ, Izyum)

Matériau sur la lentille 35KP-1,8 / 65 spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Echmakov.

Adapté 35KP-1,8/65. Agrandir.

L'objectif 35KP-1,8/65 a été produit en petite série à l'usine de fabrication d'instruments d'Izyum (IPZ, Izyum, Ukraine) dans les années 1970-1980 et était destiné à la projection de films tournés sur pellicule 35 mm (format proche de l'APS- C). Probablement, cet objectif pourrait également être produit par LOMO, mais je n'ai pas rencontré de telles options. 35KP-1,8 / 65 peut également être trouvé sous le nom OKP2-65-1. Cet article est consacré à l'objectif adapté 35P-1,8/65 et traite également des problématiques liées à la modélisation de l'effet du décentrement sur les propriétés optiques de l'objectif, en ajustant des objectifs de type 35KP-1,8/65.

Liste des optiques de projection de films produites par IPZ :

16KP-1,2/35 (OKP1-35-1), RO-110-1 35 mm F/1.2 (schéma à six objectifs 6/5) ;
16KP-1,2/35 35 mm F/1.2 (conception à huit objectifs 8/5) ;
16KP-1,2/50 (OKP1-50-1), RO-109-1А 50 mm F/1.2 (schéma à six objectifs 6/5) ;
OKP3-50-1 50 mm F/1.2 (conception à huit objectifs 8/5) ;
16KP-1,4/65 (OKP1-65-1) 65mm F/1.4;
35KP-1,8/65 (OKP2-65-1) 65 mm F/1.8 (schéma époque 6/5, présenté dans cet article) ;
35KP-1,8/70 (OKP6-70-1) 70mm F/1.8 (schéma de type « Era » 6/5) ;
35KP-1,8/75 (OKP3-75-1) 75mm F/1.8 (schéma de type « Era » 6/5).

Spécifications 35KP-1,8 / 65 (selon le catalogue des objectifs Yakovlev A.F. 1970, v. 2, p. 225, "OKP2-65-1") :
Conception optique - 6 lentilles en 5 groupes, "Era";

Schéma de principe de l'objectif 35KP-1,8/65.

Focale - 65 mm;
Ouverture relative - 1:1.8 ;
Angle de champ de vision - 23° (calculé), 45° (couvert);
Format du cadre - 15.8×20.9 mm (calculé), 44×33 mm (couvert);
Diamètre d'atterrissage - 52.5 mm;
La masse de l'objectif dans la version d'usine est de 340 g ;

Les dimensions de l'objectif sont 35KP-1,8/65 dans la version d'usine.

Caractéristiques - un objectif de projection, n'a pas de mécanisme de mise au point, de fixation à la caméra et de diaphragme à iris.

Adaptation d'objectif 35KP-1,8/65

L'objectif 35KP-1,8 / 65 a une conception similaire à de nombreux autres objectifs de projection soviétiques, tels que LOMO Zh-54 85/2, RO500-1 90/2 ou 35КП-1,8/75 75/1.8: son corps est un tube qui contient 5 "galettes" en aluminium avec des lentilles, maintenues par des écrous à créneaux devant et derrière. Entre les deuxième et troisième objectifs, il y a un anneau qui définit la distance entre les moitiés avant et arrière de l'objectif - à cet endroit se trouve le diaphragme d'ouverture de l'objectif.

Pour démonter le 35KP-1,8 / 65, il est nécessaire de mettre différents risques de marques sur le corps de l'objectif à l'avant et à l'arrière, puis de dévisser l'un des écrous à fente et d'essayer d'extraire une pile de crêpes avec des lentilles de le côté opposé du corps afin qu'ils ne tournent pas l'un par rapport à l'autre. Dans ce cas, il est nécessaire de fixer la position des risques sur le corps par rapport à l'empilement de lentilles et d'y apposer des repères appropriés. Cette étape est nécessaire pour reproduire ultérieurement l'assemblage d'origine (usine) de la lentille, lorsque les lentilles sont installées dans le corps conformément aux repères.

Le 35KP-1,8/65 est un objectif de projection rare qui utilise un alésage de 52.5 mm au lieu de 65.2 mm ou 82.5 mm. Parmi les anastigmates en série, il est le seul du tout, tous les autres sont des aplanates KO série. Le petit diamètre du corps facilite la sélection du mécanisme de mise au point et 35KP-1,8 / 65 peut être installé à la fois dans les hélicoïdes des objectifs défectueux du type 135 / 2.8–200 / 3.5 et dans les macrohélicoïdes chinois M58-M58. J'ai utilisé un hélicoïde M58-M58 25-55 avec une tige M58-M42 pour monter l'objectif sur l'appareil photo. Dans le même temps, la longueur de travail est plus que suffisante pour utiliser 35KP-1,8/65 avec des appareils photo reflex. La différence entre les diamètres du boîtier et de l'hélicoïde a été compensée par un manchon imprimé en 3D.

Pour le 35KP-1,8/65, comme pour un objectif universel en termes de paramètres, il est très utile de régler le diaphragme à iris. Il y a beaucoup d'espace pour cela entre les deuxième et troisième lentilles de l'objectif. Il est raisonnable d'utiliser un diaphragme d'un diamètre d'au moins 26 mm, en le fixant à proximité de la troisième lentille directement dans la douille interlentille d'usine avec des vis. J'ai utilisé un diaphragme à dix lames de 29 mm. Très similaire, mais à neuf lames, peut être retiré des verres usés Industar-55U и Industar-58U. Je ne recommande pas de gâcher des objectifs en bon état - ils sont intéressants pour la prise de vue en eux-mêmes, bien que l'I-55U sans diaphragme puisse devenir la base d'un home-made accélérateur. La bague d'ouverture a été imprimée en 3D pour mon objectif.

Vous trouverez ci-dessous des photos de l'objectif adapté.

35KP-1,8 / 65 s'avère être plus similaire en taille à un objectif 85/2: il est plus grand que, par exemple, Jupiter-9 85/2. La raison est assez simple: les objectifs de projection sont conçus pour que leur vignettage soit minimal (c'est pourquoi les cadres calculés et couverts diffèrent tellement), et la distance entre l'objectif arrière et l'image s'est avérée suffisamment grande pour que la chaleur le flux de la lampe du projecteur n'entraîne pas de surchauffe ni de destruction des cadres avec lentilles - ce qui entraîne une augmentation des dimensions du circuit. Mais l'objectif ainsi converti a une distance minimale de mise au point très faible, ce qui est un joli bonus pour photographier un sujet et proche de la macro.

Verres "Era" D.S. Volosov. Établissement des types de verre optique dans l'objectif 35KP-1,8 / 65

À première vue, l'objectif 35KP-1,8 / 65 utilise une conception optique banale, très similaire à la conception de nombreux autres objectifs, y compris les cinquante dollars rapides des anciens appareils photo reflex. En fait, ce schéma optique présente un intérêt considérable, car à une distance focale (FR) de 65 mm, l'objectif a une distance focale arrière (RF) pouvant atteindre 57 mm, soit le rapport FR/FR = 0.88 , ce qui est très grand pour un schéma aussi simple. Comparez par vous-même: dans l'Helios-44 58/2 à six objectifs, le segment arrière est d'environ 38.5 mm et la distance focale est de 58 mm, c'est-à-dire le rapport ZFO / FR = 0.66. Création de lentilles avec segment arrière étendu - pas une tâche facile, ce qui nécessite généralement la complication de la conception optique - par exemple, la transition vers schéma rétrofocus.

La conception optique de l'objectif 35KP-1,8 / 65 a en fait été développée par un opticien soviétique David Samuilovitch Volosov.

DS Volosov est l'un des opticiens soviétiques les plus célèbres et les plus prolifiques.

Ainsi, en 1966, un brevet a été déposé pour un objectif photographique SU 182360 avec des paramètres 50 / 1.8 et un schéma de circuit similaire 35KP-1,8 / 65. Par la suite, cet objectif a également été mentionné dans les travaux de D.S. Volosov "Photographic Optics", a été produit en petites quantités sous le nom Era-1.

Brevet SU 182360.

Comparaison des dessins des schémas optiques des lentilles 35KP-1,8 / 65 (du catalogue Yakovlev) et de la lentille du brevet SU 182350.

Comme le 35KP-1,8/65, l'objectif Era-1 50/1.8 (focale exacte 52.5 mm) possédait un grand segment arrière : le rapport ZFO/FR était de 0.82. Dans le même temps, pour améliorer la qualité optique de l'objectif Era-1 50/1.8, il était censé utiliser des couronnes ultra-lourdes (lanthane), qui sont l'une des lunettes les plus chères. Par la suite, la conception optique a été développée pour devenir un objectif rare convoité par de nombreux collectionneurs. Epoque-6 50/1.5, qui est la conception optique la plus simple de l'objectif de type 50/1.4 pour appareils photo reflex !

Grades GOST/LZOS/IPZ de verres optiques utilisés dans l'objectif Era-1 50/1.8.

En Union soviétique, cependant, l'utilisation de verres de lanthane dans la production de masse était très détestée. On peut se souvenir littéralement de deux objectifs qui ont été produits en grande série et ont utilisé STK : ce Industar-61 50/2.8 и Hélios-81 50/2. Par conséquent, je pouvais à peine croire que les grands objectifs de projection 35KP-1,8 / 65 étaient en verre de lanthane.

Pour déterminer les types de verres optiques utilisés dans l'objectif 35KP-1,8/65, j'ai utilisé la méthode de spectrométrie de fluorescence X (XRFS appareil Bruker M1 Mistral), qui vous permet de déterminer la composition élémentaire semi-quantitative du matériau sans le détruire. En d'autres termes, pour effectuer l'analyse, il suffit de démonter la lentille et de placer tour à tour chacune des lentilles dans le spectromètre. Les résultats de l'analyse sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Ainsi, le lanthane et d'autres éléments de terres rares n'ont été détectés dans aucune lentille d'objectif. Par conséquent, le 35KP-1,8/65 est fabriqué à partir de qualités de verre optique des années 30 et 40. La principale différence entre BF et STK est une dispersion beaucoup plus élevée de BF avec un indice de réfraction généralement plus faible (BF16 - n = 1.671, v = 40.4 ; STK12 - n = 1.692, v = 55.0), ce qui entraîne des difficultés à corriger les aberrations chromatiques et oblige à utiliser des silex TF plus dispersés.

Influence du décentrage du verre sur la qualité optique du verre de type "Era". Élimination des erreurs d'assemblage dans l'objectif 35KP-1,8 / 65

Le plus gros inconvénient, inhérent à presque tous les objectifs de la série 35KP produits à l'usine de fabrication d'instruments d'Izyum, est la qualité de fabrication insupportablement dégoûtante. Très probablement, si vous achetez du 35KP-1,8 / 70 même dans une boîte non ouverte et que vous le mettez sur l'appareil photo, vous constaterez qu'il n'y a aucune qualité optique, et seul un connaisseur peut photographier avec un tel objectif Hélios monocle. Compte tenu du fait qu'avec les objectifs de la série 16KP de tels problèmes ne sont pas observés, on peut supposer que le site de production pour l'assemblage de l'optique des lentilles 35KP a fonctionné de manière stable avec une violation de la technologie pendant toute la période de son existence: après tout, ces lentilles utilisent toutes l'assemblage par autocollimation et, en général , devrait avoir un centrage proche de l'idéal des éléments optiques !

Considérez l'effet du décentrage des éléments optiques sur la qualité de l'image en utilisant l'objectif Era-1 50 / 1.8 comme exemple, en modélisant dans ANSYS Zemax 13. Tout d'abord, nous déterminons les caractéristiques d'un objectif idéal - principalement la forme et la taille des taches d'aberration et réponse de contraste de fréquence (alias MTF / CFM / MTF) pour la fonction spectrale basée sur la sensibilité spectrale du capteur SonyA7R2.

Dimensions des taches d'aberration et courbes MTF, aberration chromatique, courbure astigmate du champ, distorsion pour l'objectif Era-1 50/1.8 au montage parfait.

Fixons maintenant un décentrage possible de 0 mm à 0.1 mm pour chaque élément optique et simulons la lentille avec des erreurs d'assemblage aléatoires en utilisant la méthode de Monte Carlo, en fixant le changement des caractéristiques tracées.

Tailles des taches d'aberration et des courbes MTF, aberration chromatique, courbure de champ astigmate, distorsion pour l'objectif Era-1 50/1.8 lorsqu'il est assemblé avec des erreurs de centrage aléatoires jusqu'à 0.1 mm.

L'étude a montré que l'erreur de positionnement des deuxième et troisième objectifs affecte le plus la qualité de l'image.

Comme on peut le voir, la présence d'un décentrage aléatoire dans les limites de seulement 0.1 mm entraîne une augmentation des taches d'aberration dans la partie centrale de l'image d'un facteur et demi à deux et la perte de symétrie de la tache axiale. Dans le même temps, la MTF s'aggrave fortement dans la région centrale de l'image. Ainsi, comme simple critère visuel de qualité d'assemblage, on peut tout d'abord prendre la symétrie de la tache d'aberration axiale, puis sa taille, qui est liée à l'intensité de la manifestation de l'effet dit « soft ».

En supposant que la distribution des erreurs de centrage de l'objectif dans l'objectif 35KP-1,8/65 soit aléatoire dans une certaine valeur, nous pouvons supposer qu'en faisant tourner chacune des montures d'objectif par rapport aux autres, il est possible de trouver une telle position relative du lentilles que les erreurs de montage seront partiellement compensées.

Ainsi, pour aligner l'objectif 35KP-1,8/65, vous devez d'abord régler la position correcte du deuxième objectif par rapport au troisième, puis du premier par rapport au second. Ensuite, vous pouvez définir la meilleure position des cinquième et sixième lentilles par rapport aux troisième et quatrième en collage. Naturellement, à chaque démontage et remontage de la lentille, et pour mémoriser les positions, il faut des repères pouvant être apposés au feutre. Dans le même temps, en pratique, il est plus pratique de surveiller la qualité optique non pas par la symétrie des taches d'aberration, mais par la forme et la symétrie des taches de préfocaux/foyers proches : il faut obtenir leur meilleure symétrie et la moindre manifestation de la bordure lumineuse et de la tache floue.

Malheureusement, je n'ai pas pris de photos avant-après, mais en ajustant les deux blocs optiques de l'objectif 35KP-1,8/65, j'ai pu obtenir la même bonne qualité, colossalement supérieure à l'original dans les deux cas.

Propriétés optiques 35KP-1,8/65

Si, avant le réglage, aucun des 4KP-5 / 35 que j'avais entre les mains (1,8-65 pièces) ne montrait une qualité d'image raisonnable, alors après le réglage, l'objectif devenait tout à fait adapté à la prise de vue. L'objectif à ouverture ouverte présente une image plutôt nette à la fois dans la région centrale et à travers le cadre 36 × 24 mm - en cela, il devance, par exemple, un objectif de tournage coûteux RO2-2M 75/2. Dans la région centrale, la netteté est limitée par des aberrations sphérochromatiques (et, probablement, par un astigmatisme résiduel résultant d'un assemblage non idéal), et sur le terrain, par des aberrations d'ordre supérieur et, contrairement aux lentilles de type hélios (ОКС1-75-1 75/2, Hélios-44), en général, le niveau de coma et d'aberration sphérique des faisceaux obliques de l'objectif est assez faible. La qualité d'image est considérablement réduite lors de l'utilisation d'un objectif dans la plage macro - vous devrez arrêter l'ouverture à F / 2.8 au moins pour obtenir des images sans effet de douceur excessif.

Aux ouvertures fermées, l'objectif devient très net aussi bien au centre du cadre qu'à travers le champ, mais en même temps, sur un cadre 36x24 mm, une influence prononcée de la courbure du champ se fait déjà sentir. Contrairement à l'objectif Era-1 50/1.8, le 35KP-1,8/65 a un champ incurvé sur les bords éloignés du photographe. De plus, le 35KP-1,8/65 souffre d'aberrations chromatiques latérales assez notables, qui apparaissent comme des franges violettes sur des contours contrastés sur les bords du cadre.

Le contraste d'image du 35KP-1,8 / 65 n'est pas élevé dans des conditions normales, mais à un niveau acceptable - l'objectif utilise un simple revêtement de lentille monocouche avec un reflet violet. En raison du fait que toutes les lentilles portent le même type de revêtement, la lentille a un spectre de transmission de la lumière très déformé, comme Izyumsky 16KP-1,4/65.

Profil du spectre de transmission lumineuse de l'objectif 35KP-1,8/65.

La surbrillance violette augmente la transmission dans la région verte, mais limite considérablement la transmission dans la région bleu-violet. Pour cette raison, dans des conditions d'éclairage normales, l'image présente un décalage de tonalité magenta assez simple, qui est facilement compensé dans l'éditeur. Cependant, si la prise de vue est effectuée en contre-jour, le voile violet causé par la réflexion et la diffusion de la lumière aux limites verre-air s'ajoute au décalage de la reproduction des couleurs dû à la distorsion de la transmission de la lumière. Dans ce cas, il n'y a plus de choix "correct" de ton d'image - il reste à choisir entre un ton "principal" vert avec un voile "gris" et un ton "principal" "correct" avec un voile violet prononcé. Les effets indiqués peuvent être utilisés à des fins artistiques.

L'objectif 35KP-1,8 / 65 a un bokeh assez reconnaissable caractéristique des objectifs Era. Vous trouverez ci-dessous les spots bokeh simulés pour l'objectif Era-1 50 / 1.8, et vous pouvez également voir de délicieux bokehs dans l'examen d'un objectif rare Era-6M 50/1.5. Et le flou d'arrière-plan du 35KP-1,8 / 65 rappelle le bokeh d'un autre objectif encore plus asymétrique de type «double Gauss» - Zénitar 50/0.95 E.

Images des taches pré-focales (côté gauche) et hors-focales (c'est-à-dire bokeh, côté droit) de l'objectif Era-1 50 / 1.8 avec un défocalisation maximum de 3 mm. L'angle est mesuré à partir de l'axe dans la direction verticale.

Le 35KP-1,8/65 a un très faible niveau de vignettage sur un cadre 36×24 mm, il peut être utilisé sans problème sur des appareils photo 44×33 mm ou des appareils photo plein format avec un adaptateur tilt/shift. Sur les appareils moyen format avec un capteur 44x33mm, cet objectif 65/1.8 est exactement l'équivalent d'un objectif 50/1.4 sur petit format. j'ai posé pour Andreeva Andreï avec un appareil photo Fujifilm GFX 50s pour démontrer le comportement de l'objectif en moyen format.

J'ai également pris des photos avec un appareil photo sans miroir plein format. Sony A7 en utilisant adaptateur de changement de vitesse

et sans l'utilisation d'un adaptateur de changement de vitesse.

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

résultats

L'objectif de projection de film 35KP-1,8 / 65 est un autre objectif intéressant de D.S. Volosov, aussi laconique, simple et unique tant par ses paramètres que par la nature de l'image que ses autres créations (temps, два, trois, quatre, cinq). Le schéma asymétrique "Era" qu'il a inventé est un équilibre très délicat entre facilité d'exécution et qualité d'image, que Volosov a toujours su trouver.

35KP-1,8/65 a des paramètres pratiques, un beau motif simple, s'adapte facilement aux appareils photo modernes et peut être particulièrement utile pour les propriétaires d'appareils photo de format moyen. Cependant, il faut se rappeler que la faible culture de production à l'IPP a grandement gâché cet objectif, par conséquent, afin d'obtenir un bon résultat lors de la prise de vue, chaque objectif nécessite un réglage.

Vous trouverez plus de commentaires des lecteurs de Radozhiva ici.

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