Modyfikacja Tair-3 1:4,5 F=30 cm (KMZ), przystosowana do aparatów średnioformatowych. Analiza konstrukcji optycznej „Tair”

Materiał na Tair-3 specjalnie dla Radożiwy przygotowane Rodion Eshmakov.

Tair-3 1:4,5 F=30 cm (zwany dalej Tair-3) to długoogniskowy obiektyw do aparatów małoformatowych, produkowany w KMZ i ZOMZ w różnych wersjach:

• Tair-3 1:4,5 F=30 cm P, KMZ - wersja techniczna obiektywu, bez mechanizmu ogniskującego;
• Tair-3 1:4,5 F=30 cm, KMZ, „Grand Prix Brussel” - opcja dla aparatów Zenit z mocowaniem M39 lub M42 (przedstawiana w tym artykule);
• Tair-3 4,5/300A (Tair-3A), ZOMZ – opcja do lustrzanek jednoobiektywowych, posiada wymienny trzpień typu „A”, najczęściej wyposażony w trzpień na gwint M42;
• Tair-3-FS 4,5/300, KMZ – wersja na fotogun Fotosnajper, dwie możliwe wersje kolorystyczne (biały и czarny ), specjalny mechanizm ogniskowania, wymienny trzpień typu „A”, zwykle wyposażony w trzpień na gwint M42;
• MC Tair-3S 4,5/300, KMZ – późna wersja obiektywu do fotowoltaiki „FS-12”, optyka z wielowarstwowym pokryciem, specjalny mechanizm ustawiania ostrości, wymienny trzpień typu „A”, zwykle wyposażony w trzpień na gwint M42;
• Egzotyczne opcje techniczne: Tair-3N i Tair-3T - wersje Tair-3 1:4,5 F = 30 cm P ze zmodyfikowanymi mocowaniami obiektywu i powłoką antyrefleksyjną.

Niniejsza recenzja poświęcona jest pierwszej produkcyjnej wersji obiektywu Tair-3, przeznaczonej do małoformatowych lustrzanek jednoobiektywowych - Tair-3 1:4,5 F=30 cm, KMZ, "Grand Prix Brussel" - ale zaadaptowanej przez nieznanego rzemieślnika do użytku z aparatami średnioformatowymi z mocowaniem Pentacon Six.

Dane techniczne:

Konstrukcja optyczna – „Tair”, 3 soczewki w 3 grupach (dublet z korektorem pola menisku);

Ogniskowa - 300 mm;
Apertura względna - 1:4,5;
Przysłona – 16 listków, płynna regulacja;
Granice przysłony - 1:4,5 - 1:22;
Minimalna odległość ostrzenia - 3 m;
Gwint do filtrów świetlnych – M72;
Mocowanie do kamery (wersja fabryczna) – gwint M39 lub gwint M42;
Cechy: Posiada obrotowe gniazdo statywu.

Projekt optyczny „Tair”: program edukacyjny

Konstrukcja optyczna Tair została opatentowana (SU 78122, 3.11.1944 listopada XNUMX) przez słynnego radzieckiego optyka Dawid Samuiłowicz Wołosow w 1944 r., choć prawdopodobnie wynaleziono go nieco wcześniej, sądząc po znanych przykładach obiektywu pistoletu fotograficznego przeznaczonego do rozpoznania FS-2 300/4.5, wyprodukowanego w 1943 r.

Jak wskazano w tytule patentu, soczewka jest połączeniem dwóch elementów znanych wcześniej optyce - dwusoczewkowego dubletu achromatycznego, który sam w sobie jest bardzo często stosowany jako soczewka do lornetek i teleskopów oraz niemal koncentrycznego korektora meniskowego z prawie zerowej mocy optycznej, stosowanej już do korekcji pól krzywizny w soczewkach projekcyjnych Petzvala i aplanatowych soczewkach mikroskopowych.

Być może D.S. Wołosow nie był pierwszym, który wpadł na pomysł połączenia dubletu achromatycznego z meniskiem korekcyjnym – ze względu na prostotę i oczywistość tego pomysłu był jednak zdecydowanie pierwszym, który potrafił uwzględnić pojawiające się nowinki technologiczne niuanse tego układu: 1) w soczewkach Taira menisk jest wykonany z wystarczającym odchyleniem od koncentryczności, dzięki czemu można go dość łatwo wytworzyć; 2) odległość dubletu od menisku w soczewce tak dobiera się, aby całkowita długość układu soczewkowego nie przekraczała 150 mm, co pozwoliło na uzyskanie wystarczającej dokładności wzajemnego centrowania soczewek podczas montażu. Pod warunkiem zachowania określonych wymagań technologicznych D.S. Volosov osiągnął doskonałą korekcję aberracji pola dla imponującego rozmiaru pola ~8-10°, konstruując w ten sposób najprostszą możliwą długoogniskową soczewkę anastygmatową. Co więcej, kilkadziesiąt lat później autorzy pracy „The Existence of Local Minima in Lens Design” (DOI: 10.1364/ILD.1990.LMC2) za pomocą obliczeń komputerowych wykazano, że układ soczewki Taira jest najbardziej optymalny ze wszystkich możliwych opcji dla trójsoczewkowego obiektywu o długim ogniskowaniu.

Obiektyw Tair różni się od większości podobnych obiektywów tym, że jest obiektywem o długim ogniskowym, a nie teleobiektywem w technicznie poprawnym znaczeniu tego słowa. Różnica między tymi pojęciami polega na relacji ogniskowej do całkowitej długości układu: teleobiektyw ma całkowitą długość od pierwszej powierzchni do obrazu w przybliżeniu równą jego ogniskowej (w przypadku Tair-3 - 96% ogniskowej), natomiast teleobiektyw ma znacznie krótszą ogniskową. Rezygnacja z teleskrócenia to jeden z czynników, który pozwolił skutecznie zwalczyć aberracje tak prostego układu i zapewnić wysokie osiągi w porównaniu z obiektywami o podobnej złożoności (patrz Tele-Tessar 1:6,3 Willi Merthe) jasność 1: 4,5.

Powtórzmy jeszcze raz najważniejsze: dzięki niezwykle prostej konstrukcji i zastosowaniu najpopularniejszych materiałów optycznych, obiektyw typu Tair jest najlepszą możliwą opcją obiektywu dla małych kątów o podobnym poziomie technologicznym. Innymi słowy, dopóki teleobiektyw 10° ~1:4.5 nie będzie wyposażony w kilkanaście obiektywów, soczewki asferyczne lub szkło niskodyspersyjne (co wiąże się również z bardziej złożoną konstrukcją), nie będzie w stanie zapewnić zasadniczo lepszej jakości obrazu w porównaniu z obiektywem typu „Tair”.

Aby to jasno zobrazować, wykorzystując modelowanie optyczne w Zemaxie, porównamy jakość optyczną obiektywu Tair-3 i typowego czteroelementowego teleobiektywu z patentu NRD DD 30118 (15.7.1964) Meyera-Optika o parametrach 500/5.6, przeskalowany do 300 mm przy danym kącie pola widzenia 10°.

Na początek zauważmy, że konstrukcja optyczna soczewki 78122/300 podanej w patencie SU 4.5 nie do końca odpowiada soczewce Tair-3: kształt soczewek w dublecie tego ostatniego był inny, chociaż wszystkie grubości i charakterystycznie kształt menisku okazał się taki sam. Z danych symulacyjnych obu obiektywów wynika, że ​​obiektyw Tair-3 posiada wzajemnie kompensowaną aberrację sferyczną trzeciego i wyższych rzędów, natomiast opatentowana konstrukcja nie zakłada takiej korekcji aberracji sferycznej wyższych rzędów.

Zastosowanie wzajemnej kompensacji aberracji sferycznych poprawia jakość obrazu przy otwartej przysłonie, ale prowadzi do pewnego pogorszenia jakości przy mniejszych przysłonach. Rzeczywiście: obiektyw Tair-3 na otwartej przysłonie ma wyraźnie lepszą jakość obrazu w porównaniu do wersji z patentu m.in. lepiej obliczona rozdzielczość (55 mm-1 w porównaniu z 50 mm-1). Przy małych przysłonach o jakości decyduje bardziej aberracja chromatyczna niż resztkowa aberracja sferyczna, dlatego obiektywy zachowują się w podobny sposób.

typ soczewki Orestegor 500/5.6 z patentu DD 30118 to anastygmat czterosoczewkowy, którego położenie apertury musiałem odgadnąć ze względu na wielkość obiektywu i korekcję astygmatyzmu. Swoją drogą średnice obiektywów dobrano tak, żeby winietowanie było nie większe niż w obiektywie Tair-3

Teleobiektyw ten ma całkowitą długość wynoszącą 89% ogniskowej i faktycznie jego konstrukcja optyczna jest ideologicznie zbliżona do omawianego w artykule obiektywu Taira: przednia grupa soczewek to w dalszym ciągu dublet achromatyczny, a tylna soczewka to nic innego jak rozszczepienie na dwie soczewki, jest tu menisk korekcyjny, który doskonale widać na obrysach na schemacie.

Wątpliwa wydaje się długość niemieckiego obiektywu od pierwszego do ostatniego obiektywu, wynosząca 212 mm. Trudniej byłoby w tym obiektywie wycentrować optykę niż w Tair-3, a jeśli pamięta się, że obiektyw ten faktycznie był produkowany z ogniskową 500 mm, to można tylko współczuć inżynierom z NRD.

Niemiecki teleobiektyw wykorzystuje kompozytowy menisk tylny, aby zapewnić lepszą korekcję: pozytywowa soczewka flintowa Schott F4 617.366 (tj. n=1.617, v=36.6), o dziwo, służy do korygowania aberracji chromatycznej ze względu na dużą wartość względnego rozproszenia częściowego zakres niebieski, a zwiększona liczba powierzchni pozwala zwalczyć aberrację sferyczną. Czy daje mu to przewagę nad obiektywem Tair-3 w jakości obrazu?

W centralnym obszarze zdjęcia obiektyw rzeczywiście wypada lepiej od Taira-3 na szeroko otwartej przysłonie. W tym przypadku trudno ocenić jakość obrazu w terenie, gdyż patent z reguły nie podaje ostatecznej wersji obliczeń obiektywu, a dowolność w ustalaniu położenia przysłony nie wróży dobrze.

Okazuje się, że Niemcom udało się skrócić schemat i poprawić jakość? Ale nie, bo ta sama „otwarta przysłona” tego obiektywu to 1:5.6, a nie 1:4.5. Obiektyw Tair-5.6 „dociśnięty” do f/3 zachowuje się lepiej od niemieckiego, co potwierdza fakt, że niezwykle trudno przebić Taira pod względem jakości obrazu bez zastosowania zaawansowanych technologicznie materiałów optycznych lub komplikacji konstrukcja optyczna.

Teraz, po uświadomieniu sobie geniuszu wynalazku D.S. Wołosowa, wróćmy do rozważenia jego konkretnego przypadku.

Projekt i modyfikacja obiektywu Tair-3

Tair-3 jest wykonany w całości z metalu, dlatego waży znacznie więcej niż nowoczesne obiektywy tego typu 70-300/4-5.6 – to wcale nie jest plastikowy obiektyw podróżny. Duża masa natomiast zmniejsza amplitudę drżenia rąk podczas strzelania i służy jako taki „bierny stabilizator”.

Pierścień przysłony znajduje się na czubku obiektywu, a tuż za nim, bliżej aparatu, znajduje się pierścień ostrości. Ergonomia do wersji Tair-3A Jeszcze tu nie dorosłem. Tym samym pierścień ostrości jest wąski i niewygodny, a podczas ustawiania ostrości moduł obiektywu porusza się obrotowo i translalnie wraz z pierścieniem, co sprawia, że ​​niektóre wygodne techniki ustawiania ostrości realizowane za pomocą obiektywu nie mają zastosowania Tair-3A, w którym pierścień ostrości nie porusza się progresywnie.

Skok helikoidy obiektywu jest również mniejszy niż w przypadku Tair-3A, w wyniku czego płyta MDF ma tylko 3 m, a nie 2.2 m, jak w późniejszej wersji. Dla niektórych obiektów 3 metry to za daleko, często podczas pracy z tym obiektywem natknąłem się na MDF.

Sterowanie przysłoną w tej wersji obiektywu odbywa się jednopierścieniowo, bezstopniowo, bez ustawionego wcześniej mechanizmu. Niezwykle niewygodna jest zmiana wartości przysłony na ślepo, bez odrywania wzroku od wzroku. Rozwiązaniem byłby albo wstępnie ustawiony mechanizm, jak w Tair-3A, albo regulacja skokowa. Jednak przy zmianie przysłony bardzo łatwo jest stracić ostrość, dlatego lepiej ustawić żądaną przysłonę przed przystąpieniem do celowania. Mechanizm przysłony irysowej ma 16 matowych ciemnych listków i zawsze tworzy okrągły otwór, co jest miłym dodatkiem.

Obiektyw posiada obrotowy pierścień ze stopką statywową, co pozwala na montaż obiektywu w dowolnej orientacji. Dalsza część korpusu, na której widniał napis „Grand Prix Brussel”, zginęła z mojego obiektywu po wymianie bagnetu na mocowanie P6 przez nieznanego rzemieślnika. Jednocześnie usunięto karbowaną tulejkę chroniącą przed światłem trzonka, dlatego podczas ustawiania ostrości odsłonięta została silnie odbijająca powierzchnia wewnętrzna helikoidy.

Generalnie obiektyw ten ma sporo problemów z ochroną przed światłem: w przestrzeni pomiędzy drugą i trzecią soczewką obiektywu nie ma ani jednego przecinaka światła, ani jednej karbowanej powierzchni. Gładkie, anodowane ścianki bloku soczewki odbijają padające ukośnie promienie światła, powodując tym samym silne zasłonięcie obrazu. Rozwiązaniem jest montaż tulei żebrowanych wykonanych metodą druku 3D i dodatkowo pomalowanych czarną matową farbą oraz sadzą. Modele gotowe do druku dostępne za pośrednictwem linku. Montaż odbywa się po odkręceniu przedniego bloku obiektywu, zabezpieczonego trzema śrubami.

Tulejki można umieścić w każdej cylindrycznej części obiektywu, jednak przy obliczaniu ważne jest, aby ich luz był na tyle duży, aby nie wprowadzić winietowania do układu optycznego, zwłaszcza dla wiązki osiowej.

Po przyklejeniu tulejek kilkoma kroplami kleju cyjanoakrylowego warto dodatkowo osadzić sadzę na wewnętrznych ściankach bloku obiektywu, który jest materiałem znacznie czarniejszym i matowym w porównaniu do jakiejkolwiek farby.

Efekt przeprowadzonej modyfikacji zaprezentowano w kolejnym podrozdziale.

W rezultacie można powiedzieć, że ta wersja obiektywu Tair-3 jest bardzo „surowa” w konstrukcji. Obiektywowi daleko do najlepszej ergonomii, szczególnie w porównaniu z późnym Tair-3A, który w swojej czarnej powłoce lakierniczej sprawia wrażenie po prostu „Mercedesa”; Środki ochrony przed światłem również wydają się niezadowalające. Fakt, że obiektyw ten otrzymał Grand Prix na Wystawie Światowej, jest niczym innym jak zasługą oryginalnej konstrukcji optycznej D.S. Wołosowa, ale nie o konstrukcji mechanicznej.

Właściwości optyczne

Tair-3 ma umiarkowaną ostrość przy otwartej aperturze, ograniczoną głównie sferochromatyzmem. Przysłona aż do F/5.6-F/6.3 pozwala zredukować wpływ aberracji podłużnych i znacznie poprawić jakość obrazu. Na nowoczesnych matrycach o wysokiej rozdzielczości obiektyw nigdy nie pozwoli na osiągnięcie szczegółów piksel po pikselu, ale można uzyskać przyjemne wrażenia z pracy z nim w przypadku używania go na przykład z aparatami pełnoklatkowymi o rozdzielczości matrycy do 24 megapiksele.

Jeśli chodzi o jakość obrazu w całym polu widzenia, jak pokazano na wcześniejszych wykresach charakterystyki częstotliwościowo-kontrastowej obiektywu, Tair-3 najlepiej nadaje się do aparatów formatu 36x24 mm, chociaż można go również używać z aparatami 44x33 formacie mm. Jednak na średnim formacie 6x6 cm użycie obiektywu w roli zwykłego teleobiektywu budzi wątpliwości ze względu na duży astygmatyzm na brzegach kadru. Inna sprawa, że ​​w formacie 6x6 obiektyw będzie odpowiednikiem pełnoklatkowego 150/2.3 - czyli całkiem portretowego obiektywu, a bokeh obiektywów typu Tair jest zawsze znakomity, a poza polem obliczeniowym jest też Dość niezwykłe.

Mimo że konstrukcja optyczna Taira nie radzi sobie dobrze z dystorsją, to nawet na formacie 6x6 jej poziom nie przekracza +3.5%.

Kontrast obrazu utworzonego przez soczewkę zależy bezpośrednio od jakości ochrony przed światłem. Nawet osłona przeciwsłoneczna nie uratuje sytuacji, jeśli wszystko w bloku obiektywu będzie błyszczące. Zatem obiektyw w takiej postaci, w jakiej go otrzymałem, nie miał absolutnie dobrego kontrastu - zasłona była niesamowicie mocna i po prostu nie do zniesienia było fotografowanie przy najmniejszym śladzie podświetlenia. Poniżej przykładowe zdjęcia wykonane Sony A7s i obiektywem przed założeniem nakładki chroniące przed światłem. Wszystkie zdjęcia zostały poddane obróbce końcowej w celu zwiększenia kontrastu.

Po zamontowaniu zabezpieczenia przed światłem obiektyw jest po prostu nie do poznania – nawet bez osłony przeciwsłonecznej kontrast obrazu jest dość wysoki i rzadko wymaga poważnej korekty. I nie jest to jedyny przypadek, gdy o kontraście obrazu decydują nie warstwy oświecenia, ale zaczernienie powierzchni, przesłony przecinające światło i płetwy chroniące przed światłem. Poniżej przykładowe zdjęcia na Sony A7s i obiektywie po założeniu nakładki chroniące przed światłem.

odkrycia

Ta wersja obiektywu Tair-3 nie jest już tak dobra ze względu na niską użyteczność i konieczność samodzielnych modyfikacji. Ogólnie rzecz biorąc, obiektywy Tair-3 pod względem optycznym są nie tylko dobre, ale i lepsze w porównaniu z wieloma innymi starymi obiektywami klasy 300/4.5. Biorąc pod uwagę cenę na rynku wtórnym, Tair-3 jest bardzo dobrym obiektywem manualnym do badania zasięgu supertelewizyjnego. Zainteresowanym tym obiektywem radzę zwrócić uwagę przede wszystkim na opcję Tair-3A.

Znajdziesz więcej recenzji od czytelników Radozhiva tutaj и tutaj.