Клуб любителей Макро / Статьи / Просветление объектива Sigma 150/2.8
Главная
Конкурсы
Выставки
Галерея
Макроистории
Статьи
Макрооптика
Макрошкола
Обзоры
Блоги
Клуб
  Меню
    Новое в Клубе
   Кнопки Клуба
Кнопки нашего клуба, для всех друзей нашего сайта!

    Новое в блогах(RSS)
    Новое в галерее(RSS)
    Новое на форуме(RSS)
    Новое на macroID(RSS)

Просветление объектива Sigma 150/2.8

«Просветление»  объектива Sigma 150/2.8

Немного теории

На любом фотообъективе указаны его фокусное расстояние и относительное отверстие – это основные его характеристики, определенные для съемки  «вдаль».

Фокусное расстояние при съемке вдаль определяет поле зрения, а относительное отверстие является основным фактором как в экспонометрии, так и в формировании изображения вне плоскости резкости, что технически описывают как ГРИП ( глубина резко изображаемого пространства).

Фокусное расстояние – отрезок между (задней) главной плоскостью объектива и плоскостью изображения объекта, находящегося в бесконечности.

Фокусное расстояние – физическая характеристика объектива, влияющая на многие его характеристики. Выражается, как правило, в миллиметрах.

Относительное отверстие – безразмерная величина, соотношение диаметра апертурного отверстия к фокусному расстоянию объектива. Минимальное диафрагменное  число (К) – обратная величина относительного отверстия. Чем больше относительное отверстие (меньше диафрагменное  число), тем «светосильнее» объектив.

Сейчас наша задача –  понять, как влияет перефокусировка объектива на эти два параметра.

Методов фокусировки несколько.  Самый простой  из них – выдвижение всего объектива. Этот метод самый старый и, хотя он сегодня фактически не применяется, именно он определяет сложившиеся стандарты и именно с его последствиями нам предстоит бороться.

По основным формулам геометрической оптики (см. формулы Гаусса и Ньютона) выдвижение линзы (объектива) на расстояние Z от плоскости изображения объектов на бесконечности (находящейся на расстоянии f от (задней) главной плоскости объектива) приводит к тому, что в фокусе оказывается объект, находящийся на расстоянии a от объектива (передней главной плоскости объектива), где a=f+z=f+f²/z’ =f(1+f/z’)

Тут самое время объяснить понятие «эффективное относительное отверстие» . При выдвижении объектива от плоскости изображений объектов  видно,  что  телесный угол, образуемый апертурой объектива к центру изображения, уменьшается. Не вдаваясь в подробности, заметим, что уменьшается также и освещенность  изображения, влияет это явление как на предельную дифракцонную резкость, так и на ГРИП.  Изначально в  экспонометрии, а затем и в других областях оптики прижилось понятие «эффективное относительное отверстие», безразмерная величина, равная двойному тангенсу апертурного угла в плоскости изображений.  Эффективное относительное отверстие – приспособленное под макросъемку расширение определения «относительное отверстие», учитывающее изменение светосилы при выдвижении объектива.

Neff=N(1+m),

где m- увеличение оптической системы.

Перемещение всего объектива – далеко не всегда лучший метод фокусировки. Есть много аргументов против него – и оптических (схема, рассчитанная на работу с лучами, идущими из бесконечности, не идеальна для работы с лучами, идущими с коротких расстояний, и чем ближе объект, тем хуже будет качество изображения) и механических (выдвигать большую группу линз на большие расстояния – задача сложная, особенно для автофокусных систем). От системы перемещения всего объектива на сегодня практически отказались в пользу систем «внутренней фокусировки» - системы перестроения  отрезков между компонентами оптической системы.

Система «внутренней фокусировки» основывается на изменении фокусного расстояния системы при изменении расстояния между компонентами. Скажем, известна формула вычисления фокусного расстояния системы из двух линз:  1/F = 1/f1 + 1/f2d/(f1f2) .  На этом принципе строятся фактически все современные системы – перемещения между компонентами обеспечивают как перефокусировку на нужное рабочее расстояние, так и наилучшую компенсацию аберраций для всего диапазона.

Последний факт особенно важен для макрообъективов – диапазон рабочих расстояний у них очень большой, а требования к качеству на больших увеличениях очень высокие. С 50-х годов в макрообъективах (вначале Micro-Nikkor фирмы Nikon) стали вводить межлинзовые подвижки для различной компенсации аберраций на разных увеличениях, сохраняя при этом и перемещение всего блока линз в качестве основного механизма компенсаций. С приходом эры автофокусных объективов потребность в системах внутренней фокусировки выросла, а компьютеризация расчетов объективов позволила проектировать объективы со сложными компенсациями аберраций для всего диапазона увеличений.

В чем особенность систем внутренней фокусировки? Главное для нашего последующего изложения – это изменение фокусного расстояния и, как следствие, эффективного относительного отверстия.  Если меняются отрезки, а диаметр апертуры при этом не изменяется, то эффективное относительное отверстие во всем диапазоне увеличений будет постоянно и равно относительному отверстию при настройке на бесконечность.  При этом получается, что система фокусировки влияет  на эффективное относительное отверстие, и, не зная точно систему фокусировки, нельзя предсказать поведение каждого объектива на разных увеличениях.

Одним из выходов стала встроенная в объектив система учета эффективных апертур – ее ввела в современных аппаратах фирма Nikon. Не важно, как меняется эффективная апертура –  аппарат получает информацию от объектива об эффективном относительном отверстии для данного положения фокусировочного кольца и выдает информацию аппарату. Все устанавливаемые апертуры пересчитываются в эффективные и пересчитываются автоматически в нужный диаметр раскрытия диафрагмы при съемке.

Остальные фирмы решили использовать старую систему – для больших увеличений пользоваться формулой Neff=N(1+m).  Если же система фокусировки не обеспечивает эту зависимость, то … можно обеспечить её другими методами – принудительным закрытием апертуры до расчётных значений, решили они.

Перейдем, наконец, к  объективу Sigma 150mm 1:2.8 APO MACRO DG HSM, о доработке которого и пойдет речь.

Простые измерения показывают, что фокусное расстояние данного объектива изменяется почти в 2 раза, а вот относительное отверстие уменьшается по указанной формуле.

Сделаем простой эксперимент – откроем крышки объектива и посмотрим на поведение диафрагмы сзади, со стороны камеры. При вращении кольца фокусировки диафрагма закрывается!  Как показала последующая разборка и изучение свойств данного объектива – осуществляется это чисто механическим принудительным образом при помощи  механизма, связанного  с кольцом фокусировки.

Эта пара снимков демонстрирует зависимость диафрагмы от позиции «поводка» (он виден на верхней части снимка – перемещающийся штырь)

Удаление этой связки, фиксирование диафрагмы в максимально открытом состоянии было осуществлено авторами уже не однократно. Описание данной процедуры является целью данной статьи.

Результаты переделки объектива Sigma 150/2.8

 

Результатом проведенного изменения является увеличение светосилы объектива на увеличении 1х более чем 1.4 раза (более чем на один стоп или, в другом выражении, освещенность экрана увеличивается более чем в 2 раза). Какого-либо негативного влияния (падения разрешения, заметного виньетирования…) не замечено. Процесс назван авторами «просветлением» за увеличение светосилы (на позициях фокусировочного кольца отличных от «бесконечности») и нужен, прежде всего, для удобства фокусировки по светлому объективу.  Кроме того, изменяется зависимость эффективного диафрагменного числа от увеличения – вместо функции Neff=N(1+m) получается нечто менее зависящее от увеличения, что удобнее на практике.     

Надо заметить, что при использовании макроколец или телеконверторов,  снижающих светосилу системы, «просветление» может оказаться тем фактором,  которое позволит использовать объектив в условиях, когда через «непросветленный» объектив было бы просто невозможно навестись (или потребовало бы дополнительной подсветки, которая не всегда под рукой).

Глубина резкости, и без того малая в макродиапазоне, в «просветленной» версии становится «бритвенной», что, в сочетании с лучшей освещенностью экрана, помогает точно навестись на резкость.  

В режиме съемки по «живому экрану» (LiveView) влияние «просветления» снижается – яркость экрана не зависит от светосилы объектива, но малая глубина резкости помогает точно навестись на фокус и в этом случае. Надо отметить, что резкость изображения на полностью открытой апертуре позволяет увеличить изображение и точно навестись по нему на намеченный участок, в этом «просветленная» версия ничем не отличается от оригинальной.

Вне макродиапазона  влияние «просветления» на экспозицию очень незначительно, но изменение проявляется в другом: в портретном диапазоне на полностью открытой апертуре объектив имеет несколько иной рисунок и боке, что отмечено пользователями переделанных экземпляров.

 

Разборка и переделка объектива Sigma 150mm 1:2.8 APO MACRO DG HSM for Canon

(версия данного объектива под Nikon также была переделана – особенности смотрите ниже)

 Необходимое оборудование:

· отвертки крестовые #0 и #1

· отвертка плоская  1.4mm

· пинцет

· коробочка для винтов

· клей эпоксидный (для склейки металлов, достаточно густой и нетекучий - гель)

· зубочистки, вата, ацетон

· клейкая лента

· набор для чистки оптики (чистая груша, рисовая бумага, чистый спирт…)

· маркер (тонкий фломастер для письма на CD, тут - для метки позиций)

Инструменты, отвертки прежде всего, должны быть удобными, соответствующими типу головок винта и хорошего качества. Клей мы рекомендуем использовать эпоксидный, густой (надо заполнить промежуток в пару миллиметров), химически не агрессивный - не разрушающий покрытия линз, не ускоряющий старение пластиков (надо принять во внимание его воздействие в замкнутой среде). Рабочее место должно быть свободным, чистым и хорошо освещенным, а количество пыли в воздухе – минимальным. Желательно иметь под рукой несколько емкостей для временного складирования мелких деталей (Винтов, прежде всего). Если какая-нибудь из них укатится – найти ее будет сложно, а в случае утери подобрать замену практически невозможно. Предупреждаем, что авторы не несут ответственности за последствия переделки. Если вы решились на нее, то действуете на свой страх и риск.

Вся разборка объектива идет  со стороны байонета.

Выкручиваем винты пластикового кольца и байонета:

Во избежание возможного, при тугой заводской затяжке, повреждения головки винта (стыв «крестика») отвертку здесь и далее следует подбирать по принципу «от большего к меньшему» – брать максимально большую из подходящих.  Центральное черное колечко можно вынуть, а с байонетом не торопитесь – сначала надо открутить от него контактную группу:

Осторожно расцепите контактную группу и байонет, снимите кольцо байонета. Отвинчиваем следующее, пластиковое кольцо:

После снятия пластикового кольца вы видите электронную плату – нужно вынуть провода из разъемов и открутить пару винтов, крепящих плату.

Внимание! Отнеситесь к этой процедуре со всей серьезностью – «крестик» в головке винта очень легко сорвать, что может поставить под угрозу успех всей операции. Для предотвращения самооткручивания на винты нанесены капли лака, которые нужно удалить, растворив ацетоном, и аккуратно счистить остатки. Используйте широкую отвертку (#1), откручивайте с довольно сильным нажимом на инструмент.  Вектор усилия, прилагаемого к ней, должен проходить точно по центру винта,  перпендикулярно головке. Что касается плоских проводов-шлейфов, до вынимания их из гнезд необходимо расслабить фиксаторы соответствующих им контактных механизмов. Для этого с помощью пинцета следует аккуратно сдвинуть пластиковые прижимные площадки в сторону  провода (желательно с обеих сторон одновременно), до упора. После ослабления прижима шлейфы вынимаются из гнезд свободно.

Далее снимаем кольцо с линзой. Можно не волноваться – вернуть на место ее удастся с первоначальной точностью, посадка кольца в корпус сделана впритык, без люфтов.

Внимание! Через кольцо проходят провода, один из них приклеен двухсторонней липкой лентой к кольцу, его необходимо отлепить во избежание отрыва!

Кроме того, для облегчения последующей сборки, рекомендуется пометить маркером  исходную позицию кольца относительно корпуса объектива.

Откручиваем винты и, заботясь о сохранности проводов,  снимаем кольцо.

Все, разборка закончена и можно приступать к «просветлению».

Требуется исключить перемещение штыря –  «поводка» диафрагмы, убрать «вилку», соединяющую его с перемещающимся внутренним блоком, и зафиксировать «поводок» в состоянии, соответствующем позиции «на бесконечность».

Предлагаемая методика основана на заводских настройках объектива – в позиции «на бесконечность» он имеет максимально раскрытую диафрагму.  Последовательность действий следующая:

·    Фокусировочное кольцо устанавливаем в крайнее положение против часовой стрелки (в действительности это даже немного за бесконечность, но так и должно быть)

·    Обезжириваем «поводок» и прилегающую к нему часть корпуса спиртом

·    Наносим каплю клея между поводком и корпусом. Будьте особенно аккуратны – клей не должен попасть на саму вилку, иначе ее будет невозможно снять.

·    Даем клею затвердеть

·    Выкручиваем винтик, удерживающий «вилку»

·    Вытаскиваем «вилку»

 

      ·   Прокручиваем фокусировочное кольцо в противоположную позицию – центральный блок уходит вглубь объектива, освобождая большую часть «поводка» 

        ·    Добавляем клей между «поводком» и корпусом.

На этом процесс «просветления» завершен, осталось собрать объектив. Процесс сборки производится в последовательности, обратной процессу разборки. Вилку блока диафрагмы и ее крепежный винт желательно сохранить в надежном месте  на тот случай, если возникнет желание вернуться к заводским установкам. Шлейфы следует вставлять в контактные гнезда до упора и, удерживая их в этом положении, защелкивать зажимы пинцетом. Будьте осторожны с проводами-шлейфами и не забудьте заново подклеить тот из них, что был раньше наклеен на поверхность кольца!

Особенности просветления объектива Sigma 150mm 1:2.8 APO MACRO DG HSM for Nikon

Объективы под Nikon, выпущенные до середины 2008 года, отличались от аналогичных объективов под Canon только байонетом. Система их переделки в целом, без учета небольших особенностей разборки, не отличается от описанной.

Но объективы, выпускаемые с  середины 2008 года, имеют одну отличительную особенность – они, подобно объективам Micro-Nikkor,  сообщают камере пересчитанное диафрагменное число.

После «просветления» подобного объектива пересчет сохраняется, т.е. числа выдаются завышенными, что неудобно в практическом использовании. 

Единственным найденным способом «обмануть» электронику является отключение провода, идущего от механизма считывания позиции кольца к электронной плате.

Отключение этого провода, разъем которого находится в середине платы, приводит к тому, что механизм автофокуса начинает работать некорректно:  если он проскакивает точку фокуса, то не может вернуться в нее. Особенно это заметно в макродиапазоне. Речь, повторяемся, идет только о модели под Nikon выпуска позднее середины 2008, определить это легко – если при 1х при приоритете диафрагмы нельзя установить диафрагменное число 2.8 – это этот случай.

Идти ли на эти жертвы – решать вам, но для остальных вариантов мы рекомендуем данную переделку.

 

Удачного вам «просветления»!

Евгений Федоров (Gene, http://www.genesdigest.com)

Илья Луцкер (Limar)

Авторы выражают благодарность за конструктивную критику и помощь Геннадию Федоровскому (genfed).

(c) Macroclub.ru, 2007-2009.

Обсуждение статьи на форуме

2005-2009 © Клуб любителей макро-
съёмки и макрофотографии
Работает на системе управления
сайтом CMS Cubesystem
На главную / Карта сайта / Поиск по сайту
/ Полезные ссылки / О МакроКлубе