Triplet-69-3 40/3.5 (met testen bij Zemax)

De lens die in de review wordt gepresenteerd, is ontworpen en geproduceerd door Igor Porokh (ook bekend als lens_made_in_ussr). Het materiaal is voorbereid door Rodion Eshmakov.

Triplet-69-3 4/40 is een niet-verwijderbare reguliere lens van goedkope Sovjet-schaalcamera's (prototype van zeepbakjes) geproduceerd door BelOMO (Viliya en anderen). Onder de analogen valt de lens op door zijn grote achterste segment, waardoor hij kan worden aangepast voor gebruik met spiegelreflexcamera's, en zonder fabrieksdiafragma is de lens ook compatibel met full-frame DSLR's.

Op Radozhiv staan ​​al maar liefst 2 reviews van Triplet-69-3:

• Lens van Silhouette-Electro, vrijwel ongewijzigd geconverteerd naar de M39-vatting
• Lens van Vilia-Auto, primitief geconverteerd naar een EF-vatting zonder diafragma te sparen

Maar dit artikel presenteert niet zomaar een remake, maar een echt product in de vorm van een 69 mm F/40 Triplet-3.5-lens, kwalitatief aangepast voor camera's met een EF-vatting door het gebruik van een goed doordacht ontwerp van geprinte onderdelen op een 3D-printer.

Specificaties van de aangepaste lens:

Optisch ontwerp - Cook's triplet (3 lenzen in 3 groepen);
Brandpuntsafstand - 40 mm;
Relatief diafragma - f / 3.5 (vanwege extra diafragmaopening);
Diafragma - 4 bloembladen (vierkant gat);
Diafragmalimieten - F / 3.5-F / 16;
Minimale scherpstelafstand - 0.45 m;
Hard-stop nauwkeurige instelling tot oneindig - nee;
Draaddiameter voor filters - 52 mm;
Camerabevestiging - EF-bevestiging;
Gewicht - minder dan 100 g.

Ontwerpkenmerken

De lens is gemaakt in de originele behuizing van thermoplastisch polymeer (waarschijnlijk PLA of ABS). Alle externe onderdelen, behalve de fabriekstitelring, zijn 3D-geprint. Hierdoor bleek de lens bijna gewichtloos te zijn! Tegelijkertijd voelt het helemaal niet dun of onbetrouwbaar aan - er zijn geen terugslagen in het ontwerp.

Ik heb de lens niet uit elkaar gehaald (omdat ik niets wilde verpesten), maar het lijkt een fabriekshelicoïde te gebruiken die in de nieuwe body is ingebouwd om scherp te stellen. Scherpstellen gebeurt door de hele voorkant van de lens samen met het lensblok te draaien in een hoek van maximaal 180°. In dit geval is de lensverlenging 4 mm, wat een minimale scherpstelafstand van 45 cm oplevert.Het leek mij dat dit een beetje te veel was: ik ben erg gewend aan lenzen waarmee ik zonder extra apparaten op schaal kan fotograferen van 1:3–1:2. Maar blijkbaar stond de gebruikte helicoïde geen kleinere MDF toe.

De lens is voorzien van MDF en oneindige positiestops. Maar de oneindige stop is onnauwkeurig ingesteld, waardoor er een lichte overshoot is. Dit stelt fotografen en all-metal echter voor een raadsel moderne lenzen.

De lens uit de fabriek heeft een ongebruikelijk diafragma met vier lamellen, dat in gesloten toestand een vierkant gat vormt. Bij deze aanpassing bleef het diafragma behouden, maar hierdoor is de lens niet compatibel met full-frame spiegelreflexcamera's vanwege inschakeling van de spiegel.

Het in de fabriek gemaakte diafragma van de Triplet-69, zelfs bij volledig relatief diafragma, is enigszins bedekt en bedekt gedeeltelijk de achterlens (foto), in deze aangepaste versie is het volledig open, wat een toename van 1/3 van het diafragmaniveau opleverde. Dat wil zeggen, de lens is in plaats van de fabrieks F / 4 veranderd in ~ F / 3.5. Een lens zonder fabrieksdiafragma is nog steeds ongeveer 1/3 stop lichtsterker (~F/3).

Diafragmaregeling wordt uitgevoerd met behulp van een geribbelde ring aan de houder. De ring beweegt met klikken, ongeveer overeenkomend met F / 3.5, F / 4, F / 5.6, F / 8, F / 11, F / 16. De lens heeft geen markeringen op de diafragmaschaal.

Het lensblok van de lens heeft geen visuele veranderingen ondergaan. Over het algemeen is het nauwelijks mogelijk om aanvullende manipulaties met hem uit te voeren.

De lenzen van de Triplet-69-3 zijn gecoat met de gebruikelijke enkellaagse antireflectiecoating met een blauw getinte schittering. De lens is een beetje geel.

Triplet-69-3 40/3.5 van Igor Porokh laat een zeer aangename voelbare indruk achter. Alle mechanische onderdelen werken zonder enige klachten, zonder vastlopen en vreemde geluiden. De lens is zeer comfortabel in gebruik. Een beetje ontbrekende markeringen op de diafragmaschaal. En het grote nadeel is natuurlijk de plastic houder (grapje!!!).

Optische eigenschappen

Triplet-69-3 40/3.5 is een zeer, zeer zwakke lens qua beeldkwaliteit. Het is vrij zacht wijd open, zelfs in het midden van het frame (sferische aberratie), en de randen, zelfs op APS-C, kaatsen niet terug tot f / 5.6-f / 8. Op een volformaat sensor zijn de randen van het beeld bij geen enkel diafragma scherp - de resolutie wordt beperkt door de sterkste laterale chromatische aberratie en astigmatisme. Soortgelijk!

Het beeldcontrast is laag, iets slechter dan andere vergelijkbare lenzen met enkellaagse optiek. Bij hard tegenlicht geeft de lens artefacten zoals "zonneschijn", maar produceert praktisch geen verblinding. Een vierbladig diafragma op puntlichtbronnen vormt een halo in de vorm van een asymmetrische ster met vier stralen.

De bokeh van de lens binnen APS-C ziet er interessant uit, maar de lens zelf is te "donker" en heeft een te lange minimale scherpstelafstand om deze bokeh ooit mogelijk te maken. Vierkante bokeh is totaal onbereikbaar, want samen met diafragma verdwijnt ook achtergrondonscherpte bij beschikbare scherpstelafstanden. Het is logisch om de lens te gebruiken bij artistieke macrofotografie, maar hiervoor zijn extra apparaten (macroringen) nodig. Buiten het APS-C-kader verandert bokeh van uiterlijk door de sterke invloed van astigmatisme: eerst wordt het erg wervelend en daarna uitgesmeerd tot een puinhoop. Dit drietal geeft geen karakteristieke “bubbels” in bokeh vanwege een te lage diafragmaverhouding (en een kleine hoeveelheid sferische aberraties).

Hieronder staan ​​voorbeeldfoto's op de Triplet-69 40/3.5 en de Sony A7s full-frame spiegelloze camera. Sommige foto's zijn gemaakt met behulp van een shift-adapter als een "shiftorama" (een toename van het framegebied met ~1.5 keer).

Bevindingen

Triplet-69 40 / 3.5 is natuurlijk helemaal niet dezelfde "pannenkoek" als glad en scherp Canon EF 40/2.8 STM. Dit "fantastische plastic" staat optisch dichter bij lomografische lenzen, hoewel ironisch genoeg zelfs de beruchte LOMO Minitar-1 zowel gecompliceerder als perfecter is dan deze Triplet.

Voor mij was het concept van de Triplet-69 als compacte full frame lens voor het fotograferen op middellange/lange afstanden niet helemaal duidelijk. Ik zou zo'n lens graag meer in de vormfactor van een compacte macrolens hebben, zodat je kunt profiteren van de bijzondere vormgeving van het diafragma en het karakteristieke patroon beter kunt weergeven. Desalniettemin zijn de hoge kwaliteit van de lens en het doordachte ontwerp erg indrukwekkend.

Bonus: de impact van optische ontwerpparameters op de kwaliteit van triplet 40 / 2.8 lenzen

Laat me je eraan herinneren dat het "triplet" (of "Cook's triplet") schema echt uniek is - het is de eenvoudigste anastigmaat in termen van zijn optisch ontwerp, met een gezichtsveld van ~ 45°. Drie sferische lenzen is het absolute minimum om alle monochromatische en chromatische aberratie. Maar in zo'n lens zijn er maar heel weinig correctieparameters:

• Optische glasparameters - brekingsindex en zijn afhankelijkheid van de golflengte van licht (dispersie), maximaal 3 merken verschillende brillen in de lens (6 parameters);
• Krommingsstralen van optische oppervlakken - 6 stuks;
• Lensdiktes en lensafstanden zijn nog 6 parameters.

In totaal - 18 variabele parameters, waarvan er 6 discreet en onvrijwillig veranderen, omdat ze gebonden zijn aan echte optische materialen.

Als gevolg van deze beperkingen, de meeste typische drieling voor spiegelreflexcamera's van 36 × 24 mm-formaat heeft het een gezichtsveld van ~ 45 ° (brandpuntsafstand 50-55 mm) en een relatief diafragma niet hoger dan f / 2.8. Er zijn extreme pogingen gedaan om een ​​50/2.2 triplet te maken die iets hebben voortgebracht heel erg eng. Wat gebeurt er als we nu een f/2.8 triplet willen berekenen met een gezichtsveld van 56° (40 mm brandpuntsafstand) voor een spiegelreflexcamera?

Het blijkt dat deze taak veel moeilijker is dan het berekenen van de gebruikelijke "vijftig kopeken". Het feit is dat een van de belangrijkste kenmerken van een lens de waarde is van de achterste brandpuntsafstand (BFO) in relatie tot de brandpuntsafstand (FR). Optica voor full-frame spiegelreflexcamera's moet een afstand hebben van minimaal 38 mm, wat bij een brandpuntsafstand van 50 mm een ​​waarde van de PFD/FR-verhouding geeft van ~0.76. Voor een lens met een brandpuntsafstand van 40 mm is deze verhouding al 0.95! Met andere woorden, de lens moet binnen vijf minuten retrofocus zijn (ZFO > FR), en om aan deze vereiste te voldoen, gebruiken ze meestal speciale optische schema's door het type "televisie omgekeerd".

Het "uitrekken" van de waarde van het achterste brandpuntssegment werkt als een soort beperking van het bereik van adequate waarden van interlensafstanden en lensdiktes, wat op zijn beurt leidt tot de noodzaak om compromissen te sluiten in de beeldkwaliteit.
Aangezien er in het algemeen zeer weinig correctieparameters zijn in de triplet, levert de juiste keuze van glassoorten een doorslaggevende bijdrage aan het succes van de berekening. De belangrijkste principes zijn als volgt:
⦁ De brekingsindex van positieve lenzen moet zo hoog mogelijk zijn (veldkromming en sferische aberratiecorrectie);
⦁ De brekingsindex van de negatieve lens moet relatief laag zijn (om veldkromming te corrigeren);
⦁ Dispersies van positieve lenzen moeten klein genoeg zijn en die van negatieve lenzen moeten groot genoeg zijn om te corrigeren chromatische aberratie.

Het opvolgen van het advies uit paragraaf 1 dwingt het gebruik van zware lanthaankronen (STK) af in de berekening. Maar hoe groot is hun invloed? Overweeg een triplet-lensmodel met parameters 40/2.8, verkregen door het beroemde Sovjet-projectietriplet 78/2.8 https://radojuva.com/2021/09/triplet-78-2-8-2/ (1946) te schalen. Deze lens maakt geen gebruik van lanthaanglas in zijn ontwerp en maakt gebruik van conventionele zware kronen (TK).

De figuur in de linkerbovenhoek toont de vlekken waarin de lens een puntbron van wit licht (400-650 nm) verandert op verschillende afstanden van de optische as (beeldhoeken 0°, 30°, 45° en 56°) . Linksonder ziet u de vorm van de vlekken in prefocus (links) en onscherp (rechts) vanaf het midden van het beeld (boven) tot de hoeken van het beeld (onder). Rechtsonder tonen de diagrammen de vorm van het veld, rekening houdend met kromming en astigmatisme (linker grafiek) en de mate van vervorming voor verschillende waarden van de gezichtsveldhoek (rechter grafiek). Op het principeschema van de lens geven de cijfers de brekingsindex van glas (n) en het Abbe-getal (v) van glas aan (hoe meer - hoe lager de dispersie).

Merk op dat de Sovjet-triplet een zeer korte achterste brandpuntsafstand heeft. De PFD/PR-ratio is slechts 0.8, terwijl de vereiste 0.95 is. Tegelijkertijd is de lens volkomen hopeloos voorbij 45 ° - en herberekening kan het sterkste astigmatisme langs de rand van het frame verminderen en alleen toevoegen aan de centrale delen van het veld. Bovendien duidt een sterke helling van de krommen op de veldkromminggrafiek aan de linkerkant op een uitgesproken resterende veldkromming. Dit is natuurlijk geen Petzval, maar het is te veel voor een 40/2.8 klasse lens. Dit drietal heeft ook een significante coma, zoals blijkt uit de asymmetrie van off-axis spots en de asymmetrische rand op de bokeh-schijven.

Laten we nu kijken naar de lens beschreven in het patent US3176582 (1960), berekend door Ernst Tronnier. Maar niet degene die bij een geschil als eerste een 50 / 1.8-lens met een concave frontlens overwoog (de beroemde Ultron 50 / 1.8) - hij was Albrecht Wilhelm Tronnier.

De waarde van de brekingsindex in de positieve lenzen van deze lens is met 0.06 toegenomen, wat best veel is. De achterlens van het objectief is gemaakt van lanthaankroon. Een goede comacorrectie springt in het oog - de off-axis spots zijn symmetrisch, de bokeh-schijven hebben een symmetrische rand, die over het algemeen meer uitgesproken is dan die van de Sovjet-lens. Dit betekent dat de Tronnier-lens veel betere karakteristieke "bellen" zou geven. De kromming van het veld, die de beeldkwaliteit bij afgedekte openingen sterk beïnvloedt, is ook afgenomen. Maar van een enorme kwaliteitsverbetering is geen sprake, want bij dit objectief is ook het achterste segment vergroot naar 34 mm. FFD/FR is al 0.85. Dus, slechts 2 millimeter extra werkafstand "slikte" praktisch het hele effect van het gebruik van hoogbrekingsbrillen in - en stikte niet.

Maar wat gebeurt er als je toch probeert om het gewenste achterste segment van 38 mm te bereiken? Om deze vraag te beantwoorden, heb ik de Ernst Tronnier-lens opnieuw berekend met een nog modernere bril (H-LAF50B-kronen), met de nadruk op astigmatisme en veldkrommingcorrectie. Over het algemeen is hier niets meer over van de Tronnier-lens.

Het is gemakkelijk te zien hoeveel een lens met een grotere afstand, zelfs alleen naar buiten toe, verschilt van een gewone triplet - en dit is precies een trend en geen speciaal geval. Deze lens heeft een vrij laag niveau van astigmatisme (belangrijk voor het verbeteren van de prestaties bij afgedekte openingen), relatief sterke coma en golvende veldkromming - het verhogen van de index met 0.07–0.1 was ook niet voldoende om deze vervormingen te verhelpen. De beeldkwaliteit in het centrale gebied bij een open diafragma is vergelijkbaar met de Tronnier-lens, maar voorbij 20-25 ° is veel slechter vanwege de kromming van het veld - een compromis. De berekende lens ligt dicht bij de Tronnier-lens wat betreft de aard van de bokeh in het centrale deel van het frame, maar geeft schubben langs de rand van het frame vanwege de aanwezigheid van coma.

Om dus een hoogwaardige groothoektriplet voor een reflexcamera te berekenen, moet u de meest sterk brekende bril gebruiken, zoals bijvoorbeeld H-ZLaF4LA (n=1.91, v=35.25). Gewoon om chromatische vervorming te kunnen corrigeren. En als je asferisch gebruikt...

De geschiedenis volgde echter niet het pad van snelle ontwikkeling van de technologie voor het smelten van optische materialen met extreme parameters, en asferische trio's worden voornamelijk gebruikt in goedkope plastic projectiesystemen. Het bleek nog meer toe te nemen helderheid en beeldkwaliteit in het centrale deel van het frame is voldoende gesplitste positieve lenzen om sferische aberratie te corrigeren. Om de veldscherpte te verbeteren - kunnen enkele positieve lenzen zijn vervangen door lijm, waarin niet chromatische aberratie wordt gecorrigeerd (zoals in doubletten van telescopen of televisies), maar coma en astigmatisme. In het geval van de 40/2.8 Triplet geeft zelfs een kleine complicatie van het optische schema een toename in optische kwaliteit die veel groter is dan het coolste optische glas biedt. De naaste verwant van de Triplet - de Tessar met vier lenzen - heeft bijvoorbeeld een veel betere beeldkwaliteit dan de Triplet, die qua technologie en grootte vergelijkbaar is met de KRW (vergelijk met de Tronnier-triplet).

En als we het schema van een dubbele Gaussiaanse lens met vijf lenzen (Biometar / Vega) toepassen om een ​​40 / 2.8 56 ° -lens te creëren, dan wordt zelfs zonder lanthaanglas een redelijk hoge optische kwaliteit bereikt.

Als je naar deze grafieken kijkt, kun je niet anders dan begrijpen waarom Planar zo werd genoemd. Natuurlijk heeft de geschubde Vega een heel kort achterste segment, maar het illustreert het idee goed. En door slechts één lens aan dezelfde Vega toe te voegen, krijg je een retrofocuslens Mir-1 37/2.8, die een zeer goede optische kwaliteit heeft ...

De berekening van een triplet met karakteristieken die niet optimaal zijn voor een dergelijk schema is een behoorlijk vermakelijke taak en is het meest geschikt voor het bestuderen van het effect van correctieparameters op het resulterende beeld en lenspatroon, wat handig kan zijn voor het berekenen van complexere schema's. Gelukkig zijn moderne softwarepakketten voor de berekening van optische systemen eenvoudig genoeg om door een persoon zonder gespecialiseerde opleiding onder de knie te krijgen en bieden ze een breed scala aan mogelijkheden voor het berekenen en bestuderen van verschillende optische systemen.

U vindt meer beoordelingen van lezers van Radozhiva hier.