Модифікація Таїр-3 1:4,5 F = 30 см (КМЗ) адаптованого для середньоформатних камер. Розбір оптичної схеми "Таїр"

Матеріал по Таїр-3 спеціально для Радоживи. підготував Родіон Ешмаков.

Таїр-3 1:4,5 F=30 см (далі – Таїр-3) – це довгофокусний об'єктив для малоформатних камер, що вироблявся на КМЗ та ЗОМЗ у різних варіантах виконання:

• Таїр-3 1:4,5 F=30 см П, КМЗ – технічний варіант об'єктива, без фокусувального механізму;
• Таїр-3 1:4,5 F=30 см, КМЗ, Grand Prix Brussel - варіант для камер Зеніт з кріпленням М39 або М42 (представлений в цій статті);
• Таїр-3 4,5/300А (Таїр-3А), ЗОМЗ – варіант для дзеркальних камер, має змінний хвостовик типу «А», зазвичай комплектується хвостовиком на різьблення М42;
• Таїр-3-ФС 4,5/300, КМЗ – версія для фоторушниці «Фотоснайпер», дві можливі колірні схеми (біла и чорна ), спеціальний фокусувальний механізм, змінний хвостовик типу «А», зазвичай комплектується хвостовиком на різьблення М42;
• MC Tair-3S 4,5/300, КМЗ – пізній варіант об'єктива для фоторушниці «ФС-12», багатошарове просвітлення оптики, спеціальний фокусувальний механізм, змінний хвостовик типу «А», зазвичай комплектується хвостовиком на різьблення М42;
• Екзотичні технічні варіанти: Таїр-3Н та Таїр-3Т – версії Таїр-3 1:4,5 F=30 см П із зміненими кріпленням лінз та просвітлюючим покриттям.

Цей огляд присвячений першій серійній версії об'єктиву Таїр-3, призначеної для малоформатних дзеркальних фотокамер - Таїр-3 1:4,5 F=30 см, КМЗ, Grand Prix Brussel - але адаптованої невідомим умільцем для використання з середньоформатними фотокамерами з байонетом Pentacon Six.

Технічні характеристики:

Оптична схема - "Таїр", 3 лінзи в 3 групах (дублет з менісковим коректором поля);

Фокусна відстань – 300 мм;
Відносний отвір – 1:4,5;
Діафрагма – 16 пелюсток, безступінчасте регулювання;
Межі діафрагмування – 1:4,5 – 1:22;
Мінімальна дистанція фокусування – 3 м;
Різьблення під світлофільтри - М72;
Кріплення до камери (заводське виконання) - різьблення М39 або різьблення М42;
Особливості – є поворотне штативне гніздо.

Оптична схема «Таїр»: лікнеп

Оптична схема "Таїр" була запатентована (SU 78122, 3.11.1944) відомим радянським оптиком Давидом Самуїловичем Волосовим в 1944 р., хоча, ймовірно, винайдена була дещо раніше, якщо судити з відомих екземплярів об'єктива фоторушниці, що призначався для ведення розвідки, ФС-2 300/4.5 1943 випуску.

Як і зазначено в назві патенту, об'єктив є комбінацією двох раніше відомих оптикам елементів – дволінзового ахроматичного дублета, який сам по собі дуже часто використовується як об'єктив біноклів і телескопів, і майже концентричного меніскового коректора з навколонульовою оптичною силою, що вже застосовувався для виправлення кривизни поля у проекційних об'єктивах Петцваля та мікроскопних об'єктивах-апланатах.

Можливо, Д.С. Волосов не був першим, хто придумав комбінувати ахромат-дублет з коригуючим меніском - через простоту і очевидність цієї ідеї, проте він безумовно був першим, хто зумів врахувати технологічні нюанси даної компонування, що виникають: 1) в об'єктивах «Таїр» меніск виконаний з достатнім відхиленням від концентричності, щоб його можна було досить легко виготовити; 2) відстань між дублетом та меніском в об'єктиві вибрано так, що загальна довжина лінзової системи не перевищує 150 мм, що дозволяє забезпечити достатню точність взаємного центрування лінз при складанні. За дотримання зазначених технологічних вимог Д.С. Волосов досяг чудової корекції польових аберацій для великого розміру поля ~8-10°, побудувавши таким чином найпростіший з можливих довгофокусний об'єктив-анастигмат. Більше того, через десятки років авторами роботи "The Existence of Local Minima in Lens Design" (DOI: 10.1364/ILD.1990.LMC2) за допомогою комп'ютерних обчислень було показано, що компонування об'єктиву «Таїр» є найбільш оптимальним для трилінзового довгофокусного об'єктива з усіх можливих варіантів.

Об'єктив «Таїр» відрізняється від більшості подібних до параметрів тим, що він є довгофокусним об'єктивом, а не телеоб'єктивом у технічно коректному розумінні цього слова. Різниця між цими поняттями полягає у співвідношенні фокусної відстані та загальної довжини системи: у довгофокусного об'єктива загальна довжина від першої поверхні до зображення приблизно дорівнює його фокусній відстані (у разі Таїр-3 – 96% від фокусної відстані), тоді як телеоб'єктив значно коротший своєї фокусної відстані. Відмова від телеукорочення – один із факторів, що дозволили ефективно боротися з абераціями такої простої системи та забезпечити високу порівняно зі схожими за складністю об'єктивами (див. Tele-Tessar 1:6,3 Віллі Мерте) світлосилу 1:4,5.

Ще раз повторимо головне: при своїй простої конструкції і застосуванні найпростіших оптичних матеріалів, об'єктив типу «Таїр» є найкращим варіантом об'єктива для малих кутів з можливих схожого технологічного рівня. Інакше кажучи, поки в 10 ° ~ 1:4.5 телевізор не виявиться десяток лінз, асферика або низькодисперсне скло (що теж супроводжується ускладненням схеми), він не зможе забезпечувати якість зображення принципово краще в порівнянні з об'єктивом типу «Таїр».

Щоб наочно проілюструвати це, проведемо за допомогою оптичного моделювання Zemax порівняння оптичної якості об'єктива «Таїр-3» і типового чотирилінзового телеоб'єктиву з патенту НДР DD 30118 (15.7.1964) Meyer-Optik з параметрами 500/5.6відмасштабованого до 300 мм при заданому куті поля зору 10°.

Для початку відзначимо, що наведена в патенті SU 78122 оптична схема 300/4.5 об'єктива не цілком відповідає об'єктиву Таїр-3: форма лінз у дублеті останнього відрізнялася, хоча всі товщини і, що характерно, форма меніска, виявилися такими ж. За даними моделювання обох об'єктивів, об'єктив Таїр-3 має взаємно компенсовані сферичні аберації третього і вищих порядків, у той час як патентований дизайн не передбачає такого виправлення сферичної аберації вищих порядків.

Використання взаємної компенсації сферичних аберацій дозволяє покращити якість зображення на відкритій діафрагмі, але призводить до деякого погіршення якості менших апертур. Справді: об'єктив Таїр-3 на відкритій діафрагмі має значно кращу якість зображення порівняно з версією патенту, в т.ч. кращу розрахункову роздільну здатність (55 мм-1 проти 50 мм-1). На малих апертурах якість більше визначає хроматична аберація, ніж залишкова сферична, тому об'єктиви поводяться подібним чином.

Об'єктив типу Orestegor 500/5.6 з патенту DD 30118 є чотирилінзовий анастигмат, положення діафрагми в якому мені довелося вгадувати з міркувань розмірів лінз і виправлення астигматизму. До речі, діаметри лінз були обрані так, щоб віньєтування було не більше ніж в об'єктиві Таїр-3

Даний телеоб'єктив має загальну довжину 89% від фокусної відстані, причому, насправді, його оптична схема ідейно нагадує об'єктив «Таїр», що розглядається в цій статті: передня група лінз так само є ахроматичним дублетом, а задній елемент є не що інше як розщеплений на дві лінзи корекційний меніск, що добре вгадується в контурах на схемі.

Сумнівно виглядає довжина німецького об'єктиву від першої до останньої лінзи, що дорівнює аж 212 мм. Центрувати оптику в цьому об'єктиві було б складніше, ніж у Таїр-3, а якщо згадати той факт, що реально цей об'єктив виробляли з фокусною відстанню 500 мм, інженерам НДР хочеться тільки поспівчувати.

Німецький телевізор використовує складовий задній меніск для забезпечення кращої корекції: позитивна лінза з флінта Schott F4 617.366 (тобто n=1.617, v=36.6), як не дивно, служить для виправлення хроматичної аберації за рахунок великої величини відносної відносної діапазоні, а збільшена кількість поверхонь дозволяє боротися зі сферичною аберацією. Чи дає йому це переваги перед об'єктивом Таїр-3 як зображення?

У центральній області зображення об'єктив справді краще, ніж Таїр-3, на відкритій діафрагмі. Судити про якість зображення по полю у разі важко, оскільки у патенті не наводять, зазвичай, остаточний варіант розрахунку об'єктива, та й довільність визначення позиції діафрагми не обіцяє нічого хорошого.

Виходить, німцям удалося і схему вкоротити, і якість підняти? А ось і ні – адже та сама «відкрита діафрагма» цього об'єктиву – це 1:5.6, а не 1:4.5. «Затиснутий» до F/5.6 об'єктив Таїр-3 поводиться краще німецького, що й підтверджує той факт, що за якістю зображення без застосування високотехнологічних оптичних матеріалів або ускладнення оптичної схеми обійти «Таїр» дуже складно.

Тепер після усвідомлення геніальності винаходу Д.С. Волосова, повернемося до розгляду конкретного його екземпляра.

Конструкція та модифікація об'єктива Таїр-3

Таїр-3 виконаний повністю з металу, а тому важить набагато більше сучасних об'єктивів типу 70-300/4-5.6 - Це не пластиковий тревел-об'єктив зовсім. Більшість, щоправда, зменшує амплітуду тремтіння рук під час зйомки і є таким «пасивним стабілізатором».

Кільце встановлення діафрагми розташоване на носі об'єктива, а за ним, ближче до камери знаходиться кільце фокусування. Ергономіка до версії Таїр-3А тут ще не доросла. Так, кільце фокусування вузьке і незручне, а в ході наведення на різкість лінзоблок об'єктиву переміщається обертально-поступально разом з кільцем, що робить незастосовними деякі прийоми зручного фокусування, що реалізуються з об'єктивом Таїр-3А, у якого кільце фокусування поступово не переміщається.

Хід гелікоїда об'єктива також менший, ніж у Таїр-3А, в результаті чого МДФ становить лише 3 м, а не 2.2 м, як у пізній версії. Для деяких сюжетів 3 метри – це надто далеко, я нерідко упирався у МДФ під час роботи з цим об'єктивом.

Управління діафрагмою цього варіанта об'єктиву однокільцеве, безступінчасте, без механізму передустановки. Наосліп, не відриваючись від візування, змінювати значення апертури вкрай незручно. Виходом був або пресетний механізм, як у Таїр-3А, або ступінчасте регулювання. Втім, при зміні діафрагми ще й дуже легко збити фокус, тому краще потрібну апертуру виставляти ще до початку візування. Механізм ірисової діафрагми має 16 матованих темних пелюсток і завжди формує круглий отвір, що є приємним бонусом.

Об'єктив має поворотне кільце з п'ятою під штатив, що дозволяє закріпити об'єктив у будь-якій потрібній орієнтації. Розташована далі корпусна деталь, на якій був напис «Grand Prix Brussel», мій об'єктив втратив під час заміни кріплення на байонет P6 невідомим умільцем. Також при цьому виявилася прибрана рифлена світлозахисна втулка хвостовика, через що при фокусуванні оголювалася внутрішня поверхня гелікоїда, що сильно бликує.

Зі світлозахистом у цього об'єктиву в цілому проблем маса: у просторі між другою і третьою лінзами об'єктива немає жодного світловідсікача, жодної ребристої поверхні. Гладкі анодовані стінки лінзоблоку здорово відбивають косо падаючі промені світла, викликаючи цим сильне вуальність зображення. Рішенням є встановлення ребристих втулок, виготовлених методом 3D друку та додатково пофарбованих матовою чорною фарбою та сажею. Готові для друку моделі доступні за посиланням. Установка проводиться після викручування переднього блоку лінз, що фіксується трьома гвинтами.

Втулки можуть бути поміщені в кожну циліндричну секцію об'єктива, але при розрахунку важливо зробити їх просвіт досить великим, щоб не внести віньєтування в оптичну систему, особливо для осьового пучка.

Після фіксації втулок за допомогою пари крапель ціанакрилатного клею бажано додатково осадити на внутрішні стінки лінзоблоку сажу, яка є набагато чорнішим і матовішим матеріалом у порівнянні з будь-якою фарбою.

Ефект проведеної модифікації продемонстровано у наступному розділі.

За підсумками можна сказати, що ця версія об'єктиву Таїр-3 – дуже «сира» за конструкцією. Об'єктив має далеко не найкращу ергономіку, особливо якщо порівнювати його з пізнім Таїр-3А, який у своєму чорному лаковому покритті відчувається не інакше як "мерседес"; незадовільно виглядають і заходи світлозахисту. Те, що цей об'єктив отримав Гран-Прі на Всесвітній виставці, – це не інакше як заслуга оригінальної оптичної схеми Д.С. Волосова, але не механічної конструкції.

Оптичні властивості

Таїр-3 має помірну різкість з відкритою діафрагми, обмежену переважно сферохроматизмом. Діафрагмування до F/5.6-F/6.3 дозволяє знизити вплив поздовжніх аберацій та відчутно підвищити якість зображення. На сучасних матрицях високої роздільної здатності об'єктив ніколи не дозволить досягти попіксельної деталізації, але можна отримати приємний досвід від роботи з ним при використанні, наприклад, з повнокадровими камерами з роздільною здатністю сенсора до 24 Мп.

Що стосується якості зображення по полю, то, як показано на наведених раніше діаграмах частотно-контрастної характеристики об'єктива, найкраще Таїр-3 підходить для камер формату 36×24 мм, хоча може використовуватися і з камерами формату 44×33 мм. А ось на середньому форматі 6×6 см використання об'єктива як звичайний телевізор сумнівно через високий рівень астигматизму по краях кадру. Інша річ, що на форматі 6×6 об'єктив буде еквівалентом повнокадрового 150/2.3 – що є цілком собі портретник, а вже боці у об'єктивів типу «Таїр» завжди чудове, за межами розрахункового поля ще й дуже примітне.

Незважаючи на те, що оптична схема "Таїр" погано контролює дисторсію, навіть на форматі 6×6 її рівень не перевищує +3.5%.

Контраст зображення, яке формується об'єктивом, безпосередньо залежить від якості світлозахисту. Навіть бленда не врятує ситуацію, якщо в лінзоблок все блищить. Так, об'єктив у тому вигляді, в якому він мені дістався, мав зовсім нікуди не придатний контраст – вуалювання було неймовірно сильним, і знімати було просто нестерпно за найменшого натяку на контрове світло. Нижче наведено приклади фотографій, зроблені на Sony A7s та об'єктив до встановлення світлозахисних втулок. Усі фотографії зазнали постобробки для збільшення контрасту.

Після встановлення світлозахисту об'єктив просто не впізнати - навіть без бленд контраст зображення досить високий і рідко потребує серйозної корекції. І це далеко не єдиний випадок, коли контраст зображення визначають не шари просвітлення, а саме чорніння поверхонь, світловідсікаючі діафрагми та світлозахисне ребра. Далі – приклади фотографій на Sony A7s та об'єктив після встановлення світлозахисних втулок.

Висновки

Цей варіант об'єктива Таїр-3 не такий гарний через низьку зручність використання та необхідність самостійного доопрацювання. В цілому ж за оптичною якістю об'єктиви Таїр-3 є не просто добрими, а найкращими в порівнянні з багатьма іншими старими об'єктивами класу 300/4.5. З урахуванням своєї ціни на вторинному ринку Таїр-3 – дуже добрий мануальний об'єктив для вивчення супертеледіапазону. Я рекомендую зацікавленим у цьому об'єктиві звернути увагу насамперед на варіант Таїр-3А.

Більше відгуків від читачів Радоживи знайдете тут и тут.