Revisão do plano de projeção de filme GOZ “KO-140” 1:2,2 F–14cm, adaptado para uso com câmeras modernas

Material na lente KO-140 especialmente para Radozhiva preparado Rodion Eshmakov.

KO-140 adaptado.

KO-140 adaptado. Ampliar.

As lentes de projeção de filmes soviéticos da série "KO" são simples em design e baratas para fabricar aplanats de quatro lentes (ou seja, lentes com um campo de imagem curvo) com uma combinação atraente de distância focal e taxa de abertura. Existem duas gerações de lentes deste tipo: a primeira é representada por lentes KO-90 90/1.9, KO-120 120/2.1 e KO-140 140/2.2 (descrito neste artigo) com diâmetro de ajuste de 52.5 mm; enquanto as lentes mais comuns da segunda geração se distinguem pela mesma abertura relativa F / 1.8 para todas, um grande diâmetro interno (62.5 mm) e a letra “M” no nome - KO-90M 90 / 1.8, KO-120M 120/1.8 e KO-140M 140/1.8. Essas lentes foram produzidas primeiro na Ordem de Defesa do Estado "Geofísica" (como uma cópia deste artigo), depois no MMZ (Minsk). As primeiras lentes desse tipo, chamadas "Kinolux", foram fabricadas no State Optical Institute no final dos anos 1930, mas apenas no final dos anos 40, e nem todas foram colocadas em produção em massa.

Cópias de série ocidentais, por exemplo, Carl Zeiss Jena Kipronar ou Meyer-Optik Gorlitz Kinon com uma escolha de distâncias focais de 90 mm a 200 mm com uma abertura relativa de F / 1.8 a F / 2.2, podem ter uma idade mais respeitável. O fato é que esse design óptico, como muitos outros designs de lentes soviéticas (por exemplo, Telemar - patente US 2239538 1940, FED 100 / 6.3 - US 1467804 1922, Orion - US 2031792 1934 ), aparentemente, foi obtido durante o período de relações entre a URSS e Alemanha até 22.06.1941/XNUMX/XNUMX. O autor do esquema desses aplanats de projeção de filme é um proeminente oculista alemão Robert Richter (patente US 1843519, 1931).

Desenho do design óptico de uma lente de projeção patenteada por Robert Richter em 1931

Desenho do design óptico de uma lente de projeção patenteada por Robert Richter em 1931

O aplanat de Richter usa graus de vidro que são adequados para as atuais coroas convencionais do tipo K8 e pederneiras do tipo F2 do catálogo GOST (IPZ / LZOS). Por esta razão, não há razão particular para considerar lentes ocidentais de melhor qualidade em termos de cálculo e correção de esquema em comparação com as soviéticas, embora a qualidade do escurecimento e proteção contra a luz possa variar significativamente e afetar muito a imagem.

especificações:

Design óptico - 4 lentes em 2 grupos, aplanat;

Diagrama esquemático de uma lente de projeção de filme do tipo KO-140.

Diagrama esquemático de uma lente de projeção de filme do tipo KO-140.

Distância focal - 140 mm;
Abertura relativa - 1:2.2;
Formato da moldura (calculado) - 18×24 mm, capas 44×33 mm;
Diâmetro da caixa de pouso - 52.5 mm;
Características - não possui mecanismo de foco, fixação na câmera e diafragma de íris na fábrica.

Construção e adaptação de lentes

A lente KO-140 tem um design muito primitivo - é um tubo oco com duas armações aparafusadas, cada uma contendo uma colagem de duas lentes. Apesar das nervuras de algumas superfícies internas e da presença de um diafragma de proteção contra luz, o KO-140, como muitos outros lentes soviéticas, tem um contraste geral inicialmente baixo da imagem formada devido à má qualidade do escurecimento das superfícies internas do case - a tinta é bastante brilhante. Devido ao melhor escurecimento, a reputação das lentes Carl Zeiss Jena Kipronar é muito maior em comparação com as lentes KO, e o custo é literalmente ordens de grandeza maior que o das lentes soviéticas, embora o nível de desempenho da parte óptica seja praticamente o mesmo. Mas, ao contrário do Kipronar, todas as lentes KO possuem lentes revestidas.

Para instalar a lente KO-140 em uma câmera moderna, antes de mais nada, você precisa encontrar um mecanismo de focagem com o encaixe certo para a câmera. O diâmetro da metade traseira da lente é de 52.5 mm, o que torna bastante fácil escolher um mecanismo de foco para o KO-140 - você pode usar os corpos de lentes antigas com defeitos ópticos (por exemplo, Telear-N 200 / 3.5) , mas a melhor opção seria um macrohelicóide chinês tipo M58-M58 25-55 ou 36-90 mm. A distância focal traseira do KO-140 é de aproximadamente 60 mm, então a lente pode ser usada com câmeras SLR de pequeno formato escolhendo, por exemplo, uma rosca M42 como suporte. No entanto, para uso com câmeras de médio formato, você precisará de uma montagem de grande abertura - Canon EF ou Fujifilm GFX - para evitar vinhetas.

A maior dificuldade na adaptação é a instalação da abertura em lentes do tipo KO. Não há lugar para definir a abertura no próprio barril da lente, porque, ao contrário lentes planares, o diâmetro interno do invólucro corresponde aos diâmetros dos feixes de luz que passam pela lente. Antigamente, eu costumava fazer adaptações com um redesenho completo do barril da lente, tornando-o com torneiro do zero ou saindo apenas na forma de fábrica armações com lentes. Isso exigia muito material e tempo de torneamento, o que tornava automaticamente a lente adaptada a mais cara em termos de custo entre os projetores soviéticos comuns. Mas desta vez apliquei uma versão simplificada da adaptação: foram feitas apenas duas peças pequenas, nas quais foi montado um diafragma de íris com diâmetro de luz de 50 mm (isso é ainda mais do que o necessário). O corpo do tubo oco da lente KO-140 foi cortado em duas metades, cada uma das quais foi anexada à parte correspondente do conjunto do diafragma para que a distância original da lente fosse preservada. Para garantir a coaxialidade dos componentes da lente, a posição de uma das metades do corpo foi ajustada por parafusos com controle para a simetria do ponto de aberração da imagem de uma fonte de luz pontual no eixo.

Na minha versão de adaptação, um macrohelicóide M58-M58 36-90 mm com uma haste M58-M42 feita especialmente foi usado como mecanismo de foco. Uma rosca de filtro de 67 mm também foi adicionada. Fotos do KO-140 adaptado são mostradas abaixo.

É engraçado que o KO-140 com uma distância focal de 140 mm tenha um comprimento muito longo (~250 mm da lente frontal à imagem): o design óptico de dois componentes positivos, em princípio, sempre tem um comprimento maior que o comprimento focal. Também para Richter ou lentes relacionadas Esquemas Petzval espaçamento da lente é necessário quanto maior, maior a distância focal necessária e luminosidade, enquanto a distância focal traseira geralmente precisa ser reduzida neste caso. Como resultado, verifica-se que a lente de 140 mm é um pouco menor em tamanho do que o zoom super telefoto barato chinês Jintu 420-800 mm F / 8-F / 16, que é mostrado ao lado do KO-140 em a foto acima. Por outro lado, a massa do KO-140, mesmo após adaptação, é pequena, pois a maior parte de seu corpo é ocupada por ar: a lente é bem mais leve que um projetor semelhante em parâmetros com um “duplo gauss".

Propriedades ópticas

O KO-140 possui alta nitidez na área central do quadro em uma abertura aberta. A qualidade da imagem no eixo é limitada por aberrações esferocromáticas. De acordo com minhas observações, a nitidez dos aplanats de Richter no centro costuma ser maior do que as lentes do tipo Planar, semelhantes em termos de parâmetros e nível tecnológico, mas são muito inferiores aos Planars em termos de campo. Então, KO-140 tem astigmatismo pronunciado, curvatura de campo e forte lateral aberração cromática na borda do quadro 36 × 24, pelo que será possível obter uma imagem de alta qualidade no campo apenas com F / 5.6-F / 8, e não será possível livrar-se da cromática aberrações por abertura. Ao refocalizar, você pode obter uma imagem bastante nítida na borda do quadro de 36 × 24 mm já em F / 2.8-F / 4, mas os cantos ainda sofrem muito com o astigmatismo. No centro do quadro, a lente tem excelente nitidez até f/2.8 - muito melhor do que a maioria das lentes 135/2.8(3.5) antigas que conheço.

Para maior clareza, aqui estão três fotos tiradas no KO-140 com aberturas de F / 2.2, F / 2.8 e ~ F / 5.6, além de corte 100% da região central e da periferia do quadro.

É fácil ver a rapidez com que o comprimento longitudinal aberração cromática no centro do quadro, embora as bordas fiquem muito borradas mesmo em ~F / 5.6 devido à curvatura do campo e ao astigmatismo.

Acontece que o sucesso da correção de aberrações esferocromáticas na ausência de tipos especiais de vidro em aplanados Richter depende muito da abertura relativa: mesmo a abertura em 1/3-2/3 paradas de EV melhora muito a qualidade da imagem. Aparentemente, por esse motivo, o KO-140 tem uma abertura relativa de F / 2.2, e não F / 2. No entanto, a nova lente KO-140M, com o mesmo conceito e as mesmas marcas de vidro simples, tem luminosidade F/1.8! Quanto isso afeta a qualidade da imagem? A resposta pode ser dada pela modelagem da lente Richter no ANSYS Zemax.

Entrei nos parâmetros da lente da patente US 1843519 e ampliei para uma distância focal de 140 mm para que a lente cobrisse um quadro com uma diagonal de 58 mm (corresponde a um quadro de 44 × 33 mm com uma pequena margem) com vinheta de não mais que 60%. A parada de abertura foi localizada diretamente na terceira superfície plana paralela da lente. Em seguida, simulamos o tamanho dos pontos de aberração, a curva de aberração cromática longitudinal, a forma do campo astigmático e a distorção para as taxas de abertura F/1.8 e F/2.2 na faixa espectral de 400–700 nm (função espectral de uma matriz CMOS típica) . Os resultados são mostrados nos gráficos abaixo.

Cálculo dos tamanhos dos pontos de aberração, curvas de aberração cromática longitudinal, distorção, curvatura do campo e astigmatismo para o aplanato de Richter com parâmetros 140 mm F/1.8.

Cálculo dos tamanhos dos pontos de aberração, curvas de aberração cromática longitudinal, distorção, curvatura do campo e astigmatismo para o aplanato de Richter com parâmetros 140 mm F/1.8.

Cálculo dos tamanhos dos pontos de aberração, curvas de aberração cromática longitudinal, distorção, curvatura do campo e astigmatismo para o aplanato de Richter com parâmetros 140 mm F/2.2.

Cálculo dos tamanhos dos pontos de aberração, curvas de aberração cromática longitudinal, distorção, curvatura do campo e astigmatismo para o aplanato de Richter com parâmetros 140 mm F/2.2.

Como você pode ver, com abertura de F / 1.8 a F / 2.2 (2/3 EV), o tamanho dos pontos diminuiu bastante - ~ 3 vezes para o centro do quadro e ~ 1.5-2 vezes para a borda do a moldura. Neste caso, o cromatismo longitudinal diminuiu em um fator de ~1.5 e a aberração esférica de feixes largos também foi eliminada.

Os cálculos realizados estão de acordo com a superioridade observada da qualidade óptica KO-120 120/2.1 em comparação com KO-120M 120/1.8 em uma abertura aberta.

A curvatura não corrigida do campo e o astigmatismo juntos determinam o padrão característico da lente KO-140 e similares: desfoque do fundo ao mover do centro para a borda não diminui, como no caso das lentes rápidas convencionais devido à vinheta geométrica, mas, ao contrário, aumenta à medida que o ponto de foco se aproxima da imagem. Ao mesmo tempo, os focos dos feixes tangencial e sagital divergem fortemente quando o centro do quadro se move para a borda, o que leva a uma maior desfocagem dos feixes sagitais, fazendo com que o bokeh da lente não pareça escamosa, mas torcida. Aplanats de Richter “torcem” o fundo muito mais do que lentes com parâmetros semelhantes Esquema Petzval, onde a divergência dos feixes sagital e tangencial (ou seja, astigmatismo) é muito menor. Ao mesmo tempo, Richter aplana com uma distância focal menor (por exemplo, KO-90 90/1.9) giram o plano de fundo muito mais do que os aplanats com distância focal grande, mas a qualidade da imagem em todo o campo é maior para opções de foco longo.

O contraste da imagem gerada depende fortemente da qualidade do escurecimento das superfícies internas do bloco da lente e da presença / ausência de elementos de proteção contra a luz - diafragmas, aletas. Minha lente adaptada funcionou bem em condições normais de iluminação, embora não seja incomum que a luz de fundo apareça embaçada em algumas partes do quadro. A reprodução de cores da KO-140 geralmente é boa para uma lente de revestimento único. O revestimento de destaque rosa-roxo não afeta negativamente a cor em fotografias, já que a lente tem muito poucas bordas - vidro-ar, carregando iluminação, de modo que afeta significativamente o espectro de transmissão de luz da lente.

Quando usado como suporte para câmera, o fio M42 KO-140 funciona facilmente com um quadro de 36 × 24 mm, mas, como a experiência mostrou usando uma lente adaptada com adaptador de mudança, em câmeras de quadro médio de 44 × 33 mm, é melhor escolher uma montagem EF como montagem para nivelar a vinheta. Isso também se aplica a outras lentes - KO-90 (M), KO-120 (M), KO-140M, LOMO P-5.

A seguir, exemplos de fotos tiradas com uma câmera full-frame Sony A7s usando adaptador de mudança EOS-NEX.

A seguir - fotos no Sony A7s tiradas sem o uso de um adaptador de deslocamento.

Todas as revisões de projeção de filme e lentes de filmagem:

  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 P
  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 (com abertura)
  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 F-53 F=75 1:2
  27. LOMO F-54 F=85 1:2
  28. LOMO OKP4-80-1 F=80 1:1,8
  29. ОКП-6-70-1 F=70 1:1,8
  30. Tair-41 50/2
  31. KO-120 1:2,1 120mm
  32. KO-90 1:1,9 F=9cm
  33. KO-120M 1:1.8 F=120mm
  34. KO-120M 120/1.8 com diafragma e helicóide
  35. KO-120 1:2.1 F=12cm
  36. GOZ “KO-140” 1:2,2 F–14cm
  37. Vega-9 2,1/50
  38. MP RSFSR GLAVOCHTEKHPROM PLANT №6 ★ F=7.7cm ★
  39. MSO ucraniano SSR UTOG UPP-1 ★ KHARKOV ★ F-7 SM ★
  40. Schneider Super Cinelux 70/2
  41. Meopta Meostigmat 90/2
  42. Meopta Meostigmat 100/1.7
  43. RO2-2M 75/2 VS LOMO Zh-53 75/2 VS LOMO RO506-1 80/2
  44. Aplanados de projeção: "Petzvali" e "Richter"

Os nomes das lentes correspondem à sua grafia exata no corpo.

Descobertas

A lente de projeção de filme KO-140 140/2.2 pode ser considerada a melhor da linha KO em termos de qualidade de imagem. Apesar do design óptico primitivo, a lente possui nitidez suficiente para muitas tarefas com um padrão peculiar incomum para outras lentes, além de parâmetros impressionantes. KO-140 140 / 2.2 é adequado para câmeras de formato 44 × 33 mm - como uma lente de retrato "quadrada" (EGF = 108 mm) e para câmeras de corte - já como uma lente telefoto de abertura nítida.

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Comentários: 2, sobre o tema: Revisão do plano de projeção de filme GOZ “KO-140” 1:2,2 F–14cm, adaptado para uso com câmeras modernas

  • Alexander Bondarenko

    Expresso meus sinceros agradecimentos ao autor de um artigo muito útil para mim.

    E pelo entusiasmo criativo e pela inspiração, que me deu interesse em futuras filmagens criativas de lazer, e pela oportunidade de ver o que eu mesmo não teria ousado por vários motivos.

  • Alexander Bondarenko

    para o futuro, parece-me, seria útil ver no texto do artigo um quadro comparativo da mesma câmera e nas mesmas condições, filmado com uma lente padrão moderna para ela.

    Objetivo: ver a gama de cores que a rara lente em questão oferece a quem não está acostumado com as cores desta câmera.

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