Przegląd aplanatu projekcyjnego GOZ „KO-140” 1:2,2 F–14cm, przystosowanego do użytku z nowoczesnymi kamerami

Materiał na obiektyw KO-140 specjalnie dla Radożiwy przygotowane Rodion Eshmakov.

Radzieckie obiektywy do projekcji filmowych z serii „KO” są proste w konstrukcji i tanie w produkcji czterosoczewkowe aplanaty (tj. Soczewki z zakrzywionym polem obrazu) z atrakcyjnym połączeniem ogniskowej i apertury. Istnieją dwie generacje soczewek tego typu: pierwsza jest reprezentowana przez soczewki KO-90 90/1.9, KO-120 120/2.1 i KO-140 140/2.2 (opisane w tym artykule) o średnicy pasowania 52.5 mm; podczas gdy bardziej powszechne obiektywy drugiej generacji wyróżniają się tym samym względnym otworem F / 1.8 dla wszystkich, dużą średnicą otworu (62.5 mm) i literą „M” w nazwie - KO-90M 90 / 1.8, KO-120M 120/1.8 i KO-140M 140/1.8. Soczewki te zostały wyprodukowane najpierw w Zakonie Obrony Państwa „Geofizyka” (jako kopia tego artykułu), a następnie w MMZ (Mińsk). Najwcześniejsze soczewki tego typu, zwane „Kinolux”, były produkowane w Państwowym Instytucie Optycznym pod koniec lat 1930., ale dopiero pod koniec lat 40. i nie wszystkie trafiły do ​​masowej produkcji.

Bardziej przyzwoity wiek mogą mieć zachodnie seryjne kopie, na przykład Carl Zeiss Jena Kipronar lub Meyer-Optik Gorlitz Kinon z wyborem ogniskowych od 90 mm do 200 mm i względnym otworem od F/1.8 do F/2.2. Faktem jest, że ten projekt optyczny, podobnie jak wiele innych projektów radzieckich soczewek (na przykład Telemar - patent US 2239538 1940, FED 100 / 6.3 - US 1467804 1922, Orion - US 2031792 1934 ), najwyraźniej uzyskano w okresie stosunki ZSRR z Niemcy do 22.06.1941. Autorem schematu tych filmowych aplanatów projekcyjnych jest wybitny niemiecki optyk Robert Richter (patent US 1843519, 1931).

Aplanat Richtera wykorzystuje gatunki szkła, które dobrze pasują do obecnych konwencjonalnych koron typu K8 i krzemieni typu F2 z katalogu GOST (IPZ/LZOS). Z tego powodu nie ma szczególnego powodu, aby uważać zachodnie soczewki za lepszą jakość pod względem obliczania schematu i korekcji w porównaniu z sowieckimi, chociaż jakość zaczernienia i ochrona przed światłem mogą się znacznie różnić i znacznie wpływać na obraz.

Dane techniczne:

Konstrukcja optyczna - 4 soczewki w 2 grupach, aplanat;

Ogniskowa - 140 mm;
Apertura względna - 1:2.2;
Format ramki (obliczony) - 18×24 mm, okładki 44×33 mm;
Średnica skrzyni do lądowania - 52.5 mm;
Cechy - nie posiada fabrycznie mechanizmu ustawiania ostrości, mocowania do aparatu oraz przysłony irysowej.

Konstrukcja i adaptacja soczewki

Obiektyw KO-140 ma bardzo prymitywną konstrukcję - jest to wydrążony tubus z dwoma wkręcanymi oprawkami, z których każda zawiera sklejenie dwóch soczewek. Pomimo użebrowania niektórych powierzchni wewnętrznych i obecności membrany chroniącej przed światłem, KO-140, podobnie jak wiele innych soczewki sowieckie, ma początkowo niski ogólny kontrast powstającego obrazu ze względu na słabą jakość wyczernienia wewnętrznych powierzchni obudowy - farba jest dość błyszcząca. Ze względu na lepsze wyczernienie reputacja obiektywów Carl Zeiss Jena Kipronar jest znacznie wyższa w porównaniu do obiektywów KO, a koszt jest dosłownie o rząd wielkości wyższy niż obiektywów radzieckich, chociaż poziom wykonania części optycznej jest praktycznie taki sam. Ale w przeciwieństwie do Kipronaru wszystkie soczewki KO mają powlekaną optykę.

Aby zamontować obiektyw KO-140 w nowoczesnym aparacie, należy przede wszystkim znaleźć mechanizm ustawiania ostrości z odpowiednim mocowaniem do aparatu. Średnica tylnej połowy obiektywu wynosi 52.5 mm, co dość ułatwia dobór mechanizmu ustawiania ostrości do KO-140 - można wykorzystać korpusy optycznie wadliwych starych obiektywów (np. Telear-N 200/3.5) , ale najlepszą opcją byłaby chińska makrohelikoida typu M58-M58 25-55 lub 36-90 mm. Tylna ogniskowa KO-140 wynosi ~60 mm, dzięki czemu obiektyw można stosować z lustrzankami małoformatowymi wybierając np. gwint M42 jako bagnet. Jednak do użytku z aparatami średnioformatowymi będziesz potrzebować mocowania o dużej aperturze — Canon EF lub Fujifilm GFX — aby uniknąć winietowania.

Największą trudność w adaptacji stanowi montaż apertury w soczewkach typu KO. W samym korpusie obiektywu nie ma miejsca na ustawienie przysłony, bo inaczej soczewki płaskie, wewnętrzna średnica obudowy odpowiada średnicom wiązek światła przechodzących przez soczewkę. W przeszłości zwykle dokonywałem adaptacji z całkowitym przeprojektowaniem tubusu obiektywu, robiąc to z tokarz od podstaw lub pozostawiając tylko w formie fabrycznej oprawki z soczewkami. Wymagało to dużo materiału i czasu tokarki, co automatycznie uczyniło adaptowany obiektyw najdroższym pod względem kosztów wśród zwykłych sowieckich projektorów. Ale tym razem zastosowałem uproszczoną wersję adaptacji: wykonano tylko dwie małe części, w których zamontowano przesłonę irysową o średnicy światła 50 mm (to nawet więcej niż potrzeba). Wydrążony korpus tuby obiektywu KO-140 został przecięty na dwie połówki, z których każda została przymocowana do odpowiedniej części zespołu przysłony, tak aby zachować oryginalną odległość obiektywu. Aby zapewnić współosiowość elementów obiektywu, położenie jednej z połówek korpusu zostało wyregulowane śrubami z kontrolą symetrii plamki aberracji obrazu punktowego źródła światła na osi.

W mojej wersji adaptacji jako mechanizm ogniskujący zastosowano makrohelikoidę M58-M58 36-90 mm ze specjalnie wykonanym trzonkiem M58-M42. Dodano również gwint filtrowy 67 mm. Zdjęcia zaadaptowanego KO-140 przedstawiono poniżej.

To zabawne, że KO-140 przy ogniskowej 140 mm ma bardzo dużą długość (~250 mm od przedniej soczewki do obrazu): konstrukcja optyczna dwóch dodatnich elementów w zasadzie zawsze ma długość większą niż długość ogniskowa. Również do soczewek Richter lub pokrewnych Schematy Petzvala wymagana odległość między soczewkami jest tym większa, im większa wymagana ogniskowa i jasność, podczas gdy tylna ogniskowa zwykle musi być w tym przypadku zmniejszona. W rezultacie okazuje się, że obiektyw 140 mm jest nieco mniejszy od chińskiego ultra-taniego super-teleobiektywu zmiennoogniskowego Jintu 420-800 mm F/8-F/16, który jest pokazywany obok KO-140 w zdjęcie powyżej. Z drugiej strony masa KO-140, nawet po adaptacji, jest niewielka, ponieważ większość jego korpusu zajmuje powietrze: obiektyw jest znacznie lżejszy niż projektor o podobnych parametrach z „podwójny gauss".

Właściwości optyczne

KO-140 charakteryzuje się dużą ostrością w centralnej części kadru przy otwartej przysłonie. Jakość obrazu na osi jest ograniczona aberracjami sferochromatycznymi. Z moich obserwacji wynika, że ​​ostrość aplanatów Richtera w centrum jest często wyższa niż obiektywów typu Planar, zbliżonych parametrami i poziomem technologicznym, ale polem znacznie ustępują Planarom. Tak więc KO-140 ma wyraźny astygmatyzm, krzywiznę pola i silne boczne aberracja chromatyczna na brzegu kadru 36×24, w wyniku czego wysokiej jakości obraz w terenie będzie można uzyskać tylko przy przysłonie F/5.6-F/8, a chromatycznego nie będzie można się pozbyć aberracje przez aperturę. Przy ponownym ustawianiu ostrości można uzyskać dość ostry obraz na brzegu kadru 36×24 mm już przy F/2.8-F/4, ale rogi nadal zbyt mocno cierpią z powodu astygmatyzmu. W centrum kadru obiektyw ma znakomitą ostrość do f/2.8 - dużo lepszą niż większość starych obiektywów 135/2.8(3.5), jakie znam.

Dla jasności, oto trzy zdjęcia wykonane na KO-140 z przysłonami F/2.2, F/2.8 i ~F/5.6, a także 100% kadrowanie z regionu centralnego i obrzeża kadru.

Łatwo zobaczyć, jak szybko podłużny aberracja chromatyczna w centrum kadru, choć krawędzie są zbyt rozmyte nawet przy ~F/5.6 ze względu na krzywiznę pola i astygmatyzm.

Okazuje się, że powodzenie korekcji aberracji sferochromatycznych przy braku specjalnych rodzajów szkieł w aplanatach Richtera zależy w dużej mierze od apertury względnej: nawet przysłona na 1/3-2/3 EV znacznie poprawia jakość obrazu. Najwyraźniej z tego powodu KO-140 ma względną aperturę F/2.2, a nie F/2. Jednak nowszy obiektyw KO-140M, z tą samą koncepcją i tymi samymi prostymi markami szkła, ma jasność F/1.8! Jak bardzo wpływa to na jakość obrazu? Odpowiedzi można udzielić modelując soczewkę Richtera w ANSYS Zemax.

Wpisałem parametry obiektywu z patentu US 1843519 i ustawiłem zoom na ogniskową 140 mm tak, aby obiektyw obejmował kadr o przekątnej 58 mm (odpowiada kadrowi 44×33 mm z małym marginesem) z winietowaniem nie więcej niż 60%. Ogranicznik przysłony znajdował się bezpośrednio na płasko-równoległej trzeciej powierzchni soczewki. Następnie przeprowadziliśmy symulację wielkości plamek aberracji, podłużnej krzywej aberracji chromatycznej, kształtu pola astygmatycznego i dystorsji dla współczynników apertury F/1.8 i F/2.2 w zakresie widmowym 400–700 nm (funkcja widmowa typowej matrycy CMOS) . Wyniki przedstawiono na wykresach poniżej.

Jak widać, przy przysłonie od F/1.8 do F/2.2 (2/3 EV) rozmiar plamek znacznie się zmniejszył - ~3 razy dla środka kadru i ~1.5-2 razy dla krawędzi rama. W tym przypadku chromatyzm podłużny zmniejszył się o współczynnik ~1.5, a także wyeliminowano aberrację sferyczną szerokich wiązek.

Wykonane obliczenia dobrze zgadzają się z zaobserwowaną wyższością jakości optycznej KO-120 120/2.1 przeciw KO-120M 120/1.8 na otwartym otworze.

Nieskorygowana krzywizna pola i astygmatyzm razem decydują o charakterystycznym obrazie obiektywu KO-140 itp.: rozmyciu tła przy przesuwaniu od środka do krawędzi nie maleje, podobnie jak w przypadku konwencjonalnych jasnych obiektywów, ze względu na winietowanie geometryczne, ale wręcz przeciwnie, zwiększa się wraz ze zbliżaniem się punktu ostrości do obrazu. Jednocześnie ogniska wiązek stycznej i strzałkowej silnie rozchodzą się od momentu przesunięcia środka kadru do krawędzi, co prowadzi do większego rozogniskowania wiązek strzałkowych, w wyniku czego bokeh obiektywu nie wygląda łuskowaty, ale pokręcony. Aplanaty Richtera „wykręcają” tło znacznie bardziej niż soczewki o podobnych parametrach Schemat Petzvala, gdzie rozbieżność wiązki strzałkowej i stycznej (czyli astygmatyzm) jest znacznie mniejsza. Jednocześnie aplanaty Richtera o mniejszej ogniskowej (np. KO-90 90/1.9) obracają tło znacznie bardziej niż aplanaty o dużej ogniskowej, ale jakość obrazu w całym polu jest wyższa w przypadku opcji z długim ogniskowaniem.

Kontrast generowanego obrazu silnie zależy od jakości wyczernienia wewnętrznych powierzchni bloku obiektywu oraz od obecności/braku elementów chroniących przed światłem - przysłony, żeberka. Mój adaptowany obiektyw działał dobrze w normalnych warunkach oświetleniowych, chociaż nierzadko zdarza się, że podświetlenie wydaje się być zamglone w niektórych częściach kadru. Odwzorowanie kolorów przez KO-140 jest ogólnie dobre jak na soczewkę z pojedynczą powłoką. Różowo-fioletowa powłoka podświetlająca nie wpływa niekorzystnie na kolor fotografie, ponieważ soczewka ma zbyt mało granic - szkło-powietrze, niosące oświecenie, przez co znacząco wpływa na widmo przepuszczalności światła soczewki.

Gwint M42 KO-140 używany jako mocowanie do aparatu bez problemu współpracuje z ramką 36×24 mm, ale jak pokazało doświadczenie przy użyciu przystosowanego obiektywu z adapterem zmiany biegów, w aparatach średnioklatkowych 44×33 mm lepiej wybrać mocowanie EF jako mocowanie do niwelowania winiety. Dotyczy to również innych obiektywów - KO-90 (M), KO-120 (M), KO-140M, LOMO P-5.

Poniżej przedstawiono przykładowe zdjęcia wykonane pełnoklatkowym aparatem Sony A7s adapter zmiany biegów EOS-NEX.

Dalej - zdjęcia Sony A7 wykonane bez użycia przejściówki.

Wszystkie recenzje obiektywów do projekcji i filmowania:

1. RO3-3M 2/50
2. RO2-2M 75/2
3. LOMO RO501-1 F=100 1:2
4. RO 500-1 F9 SM. 1:2 godz
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 (z membraną)
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 W-53 F=75 1:2
27. LOMO W-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 z membraną i helikoidą
36. KO-120 1:2.1 F=12cm
37. GOZ „KO-140” 1:2,2 F–14cm
38. Vega-9 2,1/50
39. MP RSFSR GLAVOCHTEKHPROM ROŚLINA №6 ★ F=7.7cm ★
40. MSO Ukraiński SSR UTOG UPP-1 ★ CHARKOW ★ F-7 SM ★
41. Schneider Super Cinelux 70/2
42. Meopta Meostigmat 90/2
43. Meopta Meostigmat 100/1.7
44. Projekcja aplanatów: „Petzvali” i „Richter”

Nazwy soczewek odpowiadają ich dokładnej pisowni na korpusie.

odkrycia

Obiektyw do projekcji filmów KO-140 140/2.2 słusznie można nazwać najlepszym w linii KO pod względem jakości obrazu. Pomimo prymitywnej konstrukcji optycznej, obiektyw ma wystarczającą ostrość do wielu zadań z osobliwym wzorem nietypowym dla innych obiektywów, a także imponujące parametry. KO-140 140/2.2 świetnie sprawdza się w aparatach formatu 44×33 mm - jako "pudełkowy" obiektyw portretowy (EGF = 108 mm), a w kamerach typu crop - już jako teleobiektyw o ostrej przysłonie.

Znajdziesz więcej recenzji od czytelników Radozhiva tutaj.