Revue comparative et analyse du schéma optique de Jupiter-12 1:2,8 F=3,5 cm (1962, « Arsenal »)

Matériau sur la lentille spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Echmakov.

Jupiter-12 35/2.8 est un objectif grand angle pour appareils photo télémétriques soviétiques, produit avec des montures Kyiv-Contax (Contax RF) et M39 dans les usines KMZ, Arsenal et LZOS. Il existe également une variante pour la projection de microfiches dans un boîtier sans mécanisme de mise au point et diaphragme à iris, ainsi que – Objectif prototype BK (« Biogon Krasnogorski ») 35/2.8. Pour l'historique du développement de la conception optique Biogon et l'apparition de la lentille Jupiter-12, voir ici.

Tous les avis sur les objectifs Jupiter-12 :

1. Zorkiy BK 1:2,8 F=3,5 cm P (KMZ, 1950) Contax RF - prototype de la lentille Jupiter-12
2. Jupiter-12 1:2,8 F=3,5 cm P (Arsenal, 1960) Contax RF
3. Jupiter-12 1:2,8 F=3,5 cm (Arsenal, 1960), Contax RF - revue comparative et analyse du schéma optique
4. Jupiter-12 2,8/35 (LZOS, 1973), Contax RF : premier avis, deuxième revue + historique du développement de la conception optique

Il existe une opinion bien fondée sur les différences de qualité d'image entre les objectifs de différentes années/lieux de production : par exemple, un objectif tardif LZOS Jupiter-12, comme il s'est avéré, est généralement inférieur au prototype Zorky BK 35/2.8, mais on ne savait pas auparavant si cela était également vrai pour les lentilles d'autres usines. Cet article est consacré à l'objectif série Jupiter-12 produit par l'usine d'Arsenal (Kiev) en 1962 et à sa comparaison avec lentille prototype et lentilles Rollei Sonnar 40/2.3, Canon AF35ML 40/1.9.

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• caractéristiques techniques
• Conception et adaptation pour les caméras modernes
• Analyse du schéma optique. Sélection des matériaux, influence du filtre matriciel
• Propriétés optiques. Comparaison avec le prototype
• résultats

caractéristiques techniques

Source : A.F. Yakovlev, Catalogue. Lentilles, partie 1, éd. D.S. Volosov, GOI ONTI, 1970
Conception optique – 6 lentilles en 4 groupes, « Biogon » (une variante de la conception « Sonnar ») ;

Distance focale – 35.7 mm ± 2 % ;
Ouverture relative - 1:2.8 ;
Angle de champ de vision – 63° ;
Distance focale arrière - 7.53 mm;
Ouverture - 5 lames, pas de mécanisme préréglé ;
Limites d'ouverture - 1 : 2.8-1 : 22 ;
Distance minimale de mise au point - 1 m ;
Filetage pour filtres – 40.5×0.5 mm ;
Monture – Contax RF, baïonnette externe.

Conception et adaptation pour les caméras modernes

Les objectifs à baïonnette Contax RF peuvent être utilisés sur les appareils photo sans miroir modernes lorsqu'ils sont connectés via un adaptateur spécial, très souvent fait maison, bien que je n'aie pas rencontré de conceptions réussies pour fixer l'optique avec une baïonnette externe. Dans ce cas, l'objectif aura une distance de mise au point minimale très grande de 1 m pour son champ de vision, ce qui est extrêmement gênant. Pour cette raison, l'objectif présenté dans la revue a été adapté avec l'ajout d'un nouveau mécanisme de mise au point : un adaptateur avec un filetage de montage M42 a été réalisé, dans lequel l'objectif est fixé sans changer sa propre conception, la connexion à l'appareil photo (plein format Sony) s'effectue via un connecteur chinois macrohélicoïde 12-19 mm M42-M42 et mince anneaux M42-NEX. En conséquence, la distance minimale de mise au point est réduite à environ 30 cm.

Important : l'objectif ne peut pas être monté sur de nombreux appareils photo APS-C en raison de l'élément arrière saillant de grand diamètre, une exception connue étant les appareils photo Canon EOS M.

Structurellement, l'objectif n'est pas différent des autres versions du Jupiter-12 pour la monture Contax RF ; il existe des différences entre le LZOS Jupiter-12, le Zorkiy BK 35/2.8 et cet objectif dans la conception du bloc d'objectif arrière, associées à un changement dans la méthode de fixation du sixième objectif de l'objectif. La qualité de protection contre la lumière et le noircissement de ce Jupiter-12 n'est pas inférieure au prototype.

Une différence significative entre Zorkiy BK 35/2.8 et Jupiter-12 Arsenal est le type de revêtement antireflet. Bien que les premiers objectifs semblent identiques, les surfaces restantes de Jupiter 12 ont un revêtement appliqué chimiquement (SiO2 appliqué par centrifugation), tandis que l'optique du prototype a un revêtement MgF2 appliqué sous vide. Les lentilles de l'objectif Jupiter-12 ont un éblouissement plus prononcé, ce qui signifie des pertes plus importantes dues à la diffusion de la lumière. Le spectre de transmission de l'objectif Jupiter-12 est moins uniforme dans la région visible, le rendu des couleurs est plus fortement décalé vers la région vert-jaune par rapport au Zorkiy BK 35/2.8.

Selon Spectroscopie de fluorescence X le matériau de l'élément frontal des deux lentilles peut être considéré comme identique : soit la petite différence observée dans la quantité de strontium est due à l'optimisation de la composition du verre TK17, utilisé dans la production, ou il y avait un analogue complet du verre TK17 parmi les matériaux Cloison, si l'on considère que l'objectif BK a été fabriqué à partir d'objectifs allemands importés.
La situation concernant le matériau de la lentille arrière des lentilles est moins claire. Pour Jupiter-12, le spectre observé correspond bien à des verres de type LK (il n'y a pas d'éléments lourds), mais dans le spectre de l'objectif Zorki BK, il y a un pic de faible intensité de plomb, dont la présence pour les verres de type LK inhabituel. Une hypothèse risquée serait d'imaginer la lentille arrière de l'objectif BK comme un collage d'une couronne lumineuse et d'une couronne en silex, comme c'était le cas fait à travers l'objectif du Biogon 1937. Si cette conclusion est correcte, alors l'utilisation d'objectifs allemands dans les objectifs BK et leur absence dans les objectifs Jupiter-12 Arsenal (au moins) peuvent être considérées comme prouvées.

Analyse du schéma optique. Sélection des matériaux, influence du filtre matriciel

L'objectif soviétique Jupiter-12 a été fabriqué à partir de matériaux optiques simples disponibles dans les années 1930. La conception optique n'utilise aucun verre spécial ni couronne de lanthane hautement réfractive. L'objectif conserve les techniques remarquables de Ludwig Bertele pour construire un système optique.

Par exemple, l'assemblage de la lentille frontale est intéressant, composé de deux lentilles en silex – du silex de baryum lourd. BF28 et silex lourd TF7. Ces matériaux peu coûteux et facilement disponibles ont un indice de réfraction élevé et un motif de dispersion BF28 convient à une utilisation dans des lentilles positives.

La caractéristique suivante est la présence d’une surface très courbée entre les verres. CL8 и TK17 dans le deuxième collage – la surface dite Merte. Des éléments similaires, également présents dans les objectifs Ludwig Bertele Sonnar 50/2 (Jupiter-8), Sonnar 50/1.5 (Jupiter-3), Sonnar 85/2 (Jupiter-9) et un certain nombre d’autres, servent à introduire des aberrations d’ordre élevé qui compensent d’autres distorsions dans le système. La combinaison des verres elle-même est « anormale » (une lentille négative avec moins de dispersion et moins de réfraction qu'une positive), similaire à la combinaison de matériaux dans le collage des lentilles du type Tessar.

Entre les deux derniers éléments en verre, on peut voir ce qu’on appelle la « lentille d’air » – un mince espace d’air entre des surfaces de courbure similaire. La « lentille d'air » remplit à peu près la même fonction que la surface Merte et est présente dans de nombreuses lentilles, notamment dans le composant avant du Sonnar ZM 50/1.5 (à la place de la deuxième lentille du triple ciment avant du CZJ Sonnar 50/1.5).
Comme de nombreux objectifs Ludwig Bertele, le Jupiter 12 possède des lentilles épaisses (cinquième et sixième) qui aident à corriger sphérochromatisme et la courbure du champ de l'image.

Grâce à l'utilisation des solutions techniques ci-dessus, Jupiter-12 se distingue par sa aberrations sphérochromatiques (ils n'existent littéralement pas), de faibles niveaux d'astigmatisme inférieur, de courbure de champ et de coma. Mais les aberrations de champ plus élevées dans cet objectif sont extrêmement mal corrigées, c'est pourquoi l'image d'un point sur le champ se transforme en un « oiseau » caractéristique. Beaucoup appelleront cela un coma, mais ils auront tort, car cette aberration n'est pas un coma ou un astigmatisme, mais appartient à un grand nombre de distorsions de champ d'ordre supérieur qui ne peuvent pas être facilement classées. En termes de Polynômes de Zernike Cette distorsion est appelée « trèfle » ou « trifolié » en raison de son aspect « triangulaire » caractéristique. Le trifoil est la principale distorsion de champ résiduelle pour un grand nombre d'objectifs photographiques, en particulier les plus rapides. Sous l'influence de l'aberration, la qualité de l'image se détériore dans les directions tangentielle et sagittale, comme le démontrent les diagrammes calculés des caractéristiques de contraste de fréquence de l'objectif Jupiter-12 à ouverture ouverte. La réduction de l'ouverture à F/8 entraîne une amélioration significative de la qualité de l'image, bien que la forme typique du spot trilobé et la baisse de qualité correspondante au bord du champ persistent.

Une caractéristique importante de l'objectif Jupiter-12 est la proximité de la pupille de sortie avec le plan image, ce qui entraîne une incidence douce des rayons sur la matrice de la caméra (voir image ci-dessus). Cela rend l'objectif exigeant en termes de conception de la matrice : taille des pixels, paramètres du réseau de microlentilles et épaisseur du filtre devant la matrice. L'ajout d'un filtre de 1.5 mm entraîne une augmentation marquée de l'astigmatisme et de la courbure de champ du système, ce qui entraîne une diminution de la qualité de l'image pour la direction tangentielle au bord du champ. De plus, avec certains appareils photo, un décalage des couleurs et un vignettage excessif peuvent être observés.

Il est intéressant de noter que, tandis que l’URSS adaptait l’objectif Biogon 35/2.8 d’avant-guerre pour la production, Ludwig Bertele a développé et breveté en 1951 une version mise à jour de l’objectif utilisant de nouveaux matériaux optiques – des couronnes de lanthane hautement réfractives (n = 1.69 pour LaK9 contre n = 1.62 pour TK17). Le nouvel objectif présente la même conception optique élégante et se distingue par une meilleure correction du spectre secondaire et des aberrations de champ, ce qui a permis une augmentation significative de la résolution et de l'uniformité de la distribution de la netteté sur le champ. Matériau similaire au Schott LaK9 – STK12 – est apparu en URSS vers les années 1960, mais l’objectif soviétique n’a jamais reçu de mise à jour, comme beaucoup d’autres.

On pourrait dire que l'objectif Jupiter-12 (comme le Biogon original) est une sorte de collection d'astuces astucieuses pour corriger les distorsions optiques dans les systèmes simples. Il convient de noter que l'un des principes clés de cet objectif n'est pas utilisé, comme dans d'autres objectifs de type « Sonnar » - c'est le principe de symétrie, sur lequel sont basées les lentilles de type double Gauss. C'est précisément en raison du manque de symétrie, qui permet une correction plus simple des distorsions optiques à travers le champ (distorsion, en particulier), que les lentilles élégantes mais complexes de type Sonnar ont finalement été supplantées par des lentilles technologiques de type Double Gauss. Parmi les objectifs modernes de type Sonnar, il n’existe pas d’objectif grand angle : on ne peut que rappeler le Sonnar ZM 50/1.5, 7artisans 35/1.2 (APS-C), KamLan 50/1.1 Mk.1 (APS-C), 7artisans 50/1.1 Leica M et l'exotique MS-Optics Sonnetar. Bien qu'il existe des objectifs grand angle de conception similaire, le Voigtlander Color-Skopar 35/2.5 et 7artisans 35/2 Mk.1.

Propriétés optiques. Comparaison avec le prototype

Jupiter-12 de l'usine Arsenal n'a aucun problème de qualité d'image dans la zone centrale avec une ouverture ouverte. Une forte baisse de netteté est observée vers les bords du champ, ce qui est lié à la fois à la qualité du système optique dans son ensemble et à la présence d'un filtre matriciel relativement épais dans l'appareil photo Sony A7s, qui a été utilisé pour la prise de vue.

L'objectif a été testé dans des conditions égales avec d'autres similaires : un prototype Zorky BK 35/2.8, Rollei Sonnar 40/2.3 et un objectif Canon AF35ML 40/1.9, qui utilise une conception double Gauss. Des photos de test prises sur le Jupiter-12 à des ouvertures de F/2.8, F/4, F/5.6, F/8 sont présentées ci-dessous avec des recadrages à 100 % des images pour le centre, le milieu et le bord du champ de l'objectif.

Comme vous pouvez le voir, les objectifs se comportent de manière similaire au centre du champ, mais au milieu du champ, l'objectif Canon 40/1.9 ​​​​a l'avantage (niveau d'astigmatisme inférieur), et dans le coin du champ - le Rollei Sonnar 40/2.3. Le Canon 40/1.9 ​​​​aurait probablement de meilleures performances s'il n'avait pas une courbure de champ aussi prononcée. Les objectifs Jupiter-12 et Zorkiy BK sont très proches en termes de qualité d'image, jusqu'à l'erreur de mise au point (pour les objectifs avec une courbure de champ et un astigmatisme importants, il n'existe pas de position de mise au point correcte unique). On peut certainement noter qu'il n'y a pas de différence frappante, comme dans le cas de LZOS Jupiter-12 et BK 35/2.8, entre Jupiter-12 Arsenal et BK 35/2.8. Probablement, LZOS n'a jamais été en mesure d'assembler des objectifs Jupiter de haute qualité, car Jupiter-9 Ils ont été caractérisés par 100% de défauts tout au long de la période de production. La qualité de l'assemblage à l'usine d'Arsenal dans les années 1960 ne fait aucun doute.

La galerie de photos ci-dessous a été prise avec un Sony A7s et un objectif Jupiter-12 de l'usine Arsenal (1962).

résultats

Aujourd'hui, le Jupiter-12 peut être considéré comme un objectif plutôt exotique : lors de son utilisation, il peut y avoir de sérieux problèmes de compatibilité avec les matrices numériques des appareils photo modernes, et le niveau de qualité d'image sur tout le champ est sensiblement inférieur à celui de nombreux objectifs modernes bon marché, qui disponible avec autofocus. Cependant, une bonne netteté dans la zone centrale, un contraste d'image élevé par rapport aux normes des anciennes optiques et un motif bokeh intéressant, combinés à une compacité et à une apparence esthétique attrayante, rendent l'objectif intéressant même aujourd'hui. Essayer le Jupiter-12 35/2.8, peu coûteux et très répandu, sur votre appareil photo, c'est toucher au passé lointain et intéressant de l'optique et du matériel photographique.