Комбинированный объектив для съёмки удалённых предметов

"Советское фото", №5, 1958 г.

Для фотографирования в крупном масштаба предметов, находящихся на очень большом расстоянии, необходимы сверхдлиннофокусные объективы, которые не всегда имеются под рукой. Поэтому многих читателей, вероятно, заинтересует метод съёмки удалённых предметов при помощи двух объективов, описанный Г. Роте в журнале «Fototechnische Rundschau» (ГДР).

Как показано на схеме, среднефокусный или длиннофокусный объектив 5 рисует в пространства внутри тубуса 4 действительное изображение снимаемого объекта, которое фотографируется затем а увеличенном масштабе. В этом случае общее фокусное расстояние системы равно

f_общ = M * f_T       (1)

где f_T — фокусное расстояние телеобъектива, а M — масштаб увеличения, зависящий от расстояния L меха 2 репродукционной установки и фокусного расстояния f_пр промежуточного объектива 3. Масштаб увеличения определяется по формуле

M = L / f_пр       (2)

С телеобъективом, имеющим фокусное расстояние 135 мм, и промежуточным объективом, фокусное расстояние которого 50 мм при растяжении меха на 200 мм, то есть при масштабе 4:1, достигается суммарное фокусное расстояние, равное 540 мм, а с телеобъективом, имеющим фокусное расстояние 300 мм, при тех же условиях суммарное фокусное расстояние равно 120 мм.

Схема комбинированного объектива и хода лучей: А — растяжений камеры, Т — промежуточный тубус; 1 — корпус камеры, 1 — мех, 3 — промежуточный объектив, 4 — промежуточный тубус, 5 — телеобъектив

Фото 1. Установка с комбинированным объективом («Тессар» 2,8/50 — промежуточный объектив и «Триоплан» 2,8/100 в качества телеобъектива)

На фото 1 показан общий вид системы в собранном виде. Плавное растяжение меха репродукционной установки позволяет получить на плёнке изображение нужных размеров. Необходимое для этого растяжение меха рассчитывается по формуле

f_общ = l'/l * (a - f_т)       (3)

где l' — желаемый размер изображения, l - размер объекта съёмки, а - расстояние до объекта, f_т — фокусное расстояние телеобъектива.

Г. Роте приводит следующий пример расчёта параметров системы.

Необходимо сфотографировать башенные часы диаметром 2 м с расстояния 40 м. Используются телеобъектив «Триотар» 1:4/135 и промежуточный объектив «Тессар» 1:2,8/50. Каково должно быть общее фокусное расстояние, то есть какое нужно выбрать растяжение меха, чтобы изображение часов на плёнке было равно 25 мм?

Прежде всего ведённые величины подставляют в формулу (3)

f_общ = 25/2000 * (40000 - 135)

f_общ = 39865 / 80 = 498 = ~ 500 мм.

Затем по формуле (1) определяют необходимый масштаб увеличения:

f_общ = M * f_т, откуда

M = f_общ / f_т

M = 500 / 135 = 3,7

Зная масштаб увеличения, по формуле (2) определяют растяжение меха

M = L / f_пр, откуда

L = M * f_пр

L = 50 * 3,7 = 185 мм.

С растяжением меха связана длина Т тубуса 4:

T = f_пр² / L + f_пр + K       (4)

где К — константа, зависящая от длины рабочего отрезка камеры и типа промежуточного объектива (для "Контакса-Д" и "Практины" К=41, для "Экзакты Варекс", „Экзы" и "Практики" величина К несколько другая) (Для «Зенита» с «Индустаром-22» К=88 мм.).

В данном случае длина тубуса 4 составит:

T = 50² / 185 + 50 + K = 2500 / 185 + 50 + K

T = 13,5 + 50 + K

T = 63,5 + 41 = 104,5 мм.

Чтобы получить максимальную резкость при больших масштабах увеличения, промежуточный объектив следует повернуть передней линзой к плёнке. При этом действительное растяжение не будет равно расчётному вследствие сдвига главных плоскостей объектива 3 вдоль оптической оси системы. Этот сдвиг зависит от типа промежуточного объективе и конструкции его оправы. Г. Роте указывает, что, если съёмка производится с «Тессаром» 1:2,8/50, действительное растяжение L численно равно расстоянию между объективной платой камеры и опорной поверхностью оправы объектива минус 5 мм (см. схему). Для других объективов эффективное растяжение можно определить опытным путём.

При трёхкратном масштабе увеличения и относительном отверстии промежуточного объектива 1:2,8 выдержку увеличивают примерно в 6 раз (~ 2,5 деления диафрагмы), а при четырёхкратном масштабе увеличения примерно в 8 раз (3 деления диафрагмы).

Дополнительно увеличивают выдержку и диафрагмирование промежуточного объектива. Если, например, обычная съёмка башенных часов производилась бы с выдержкой 1/25 сек. при диафрагме 16, то, учитывая требуемое увеличение выдержки примерно в 8 раз (масштаб 3,7:1), необходимо снимать с выдержкой 1/25 сек. при диафрагме 5,6. Диафрагмирование промежуточного объектива по 4 потребует увеличения выдержки до 1/10 сек.

Фото 2. Снимок сделан объективом «Тессар» 2,8/50; диафрагма 11;Изопан-F; 1/50 сек.

Фото 3. Снимок сделан с той же точки комбинированным объективом. Растяжение меха 225 мм. Масштаб промежуточного увеличения 4,5. Телеобъектив «Зоннар» 4/300; промежуточный объектив «Тессар» 2,8/30; диафрагма промежуточного объектива 3,5; Изопан-Р; 1/25 сек.

Метод описан применительно к специальной репродукционной установке с мехом. Однако с таким же успехом можно вместо меха использовать жёсткие тубусы различной длины. Практически достаточно иметь три тубуса 2 с длиной, примерно равной удвоенному, утроенному и учетверённому фокусному расстоянию промежуточного объектива и соответственно три тубуса 4.

Тубусы 4 с обеих сторон снабжены внутренней нарезкой или внутренними байонетами.

Чтобы упростить согласование длины обоих тубусов, рекомендуется длину тубусов 4 несколько уменьшить по сравнению с длиной, определённой по формуле (4), компенсируя это наводкой телеобъектива на резкость (в этом случае шкала метража не будет совпадать с действительным расстоянием до объекта).

«Комбинированный объектив» должен крепиться одновременно в двух точках. Для этого на каждом тубусе предусматривается штативное гнездо со стандартной резьбой 3/8 дюйма.