Объективный перелом

Зачем это нужно
Почему вдруг пришла мысль что-то переделывать? Многие прекрасные объективы, такие как Tessar, эксплуатируются уже около ста лет. Почему бы их не использовать в цифровой фотографии? Причем не только в виде оптических схем, которые, впрочем, и так воплощаются в новых разработках, но и в существующих рабочих объективах.

Современные цифровые зеркальные камеры, на мой взгляд, конструктивно нелогичны. Нет смысла фокусироваться по дополнительному матовому стеклу, когда для этой цели можно использовать ЖК-дисплей. К тому же в настоящее время по своему качеству дисплеи сравнялись с крупнозернистым матовым стеклом. Более того, современная техника позволяет создать такие ЖК-дисплеи, которые по своим характеристикам не будут уступать лучшим матовым экранам.

Последней каплей, которая подтолкнула меня к созданию собственной цифровой камеры, стало сообщение о разработке компанией Olympus стандарта 4/3.

Любой стандарт предполагает, что существует документация, по которой можно создать совместимые устройства. Однако на момент написания этого материала мне нигде не удалось найти ни размера базового отрезка, ни чертежей байонета. Четко определен только размер кадра. В доступных источниках попросту не оказалось необходимой документации по стандарту 4/3.

В этом стандарте, по моему мнению, объединены две независимые вещи. Крепление объектива необязательно связано с полем изображения и с размером кадра. Существует множество камер, которые позволяют делать кадры разного размера (6x9, 6x7, 6x6, 6x4,5) и даже снимать на 35-мм пленку, где ширина кадра никак не может превышать 24 мм. Например, компании Contax и Pentax рекомендуют использовать со своими камерами, у которых формат кадра 24x36 мм, объективы от 645-х систем, где кадр — 6x4,5 см. А Pentax — даже от 6x7.

Что касается крепления объектива, то, на мой взгляд, нет смысла изобретать велосипед, когда можно использовать уже имеющиеся стандарты. Хорошо известны и не закрыты никакими патентами резьбовые стандарты М39 с базовым отрезком 28,8 мм, М42 с базовым отрезком 45,5 мм (ГОСТ 10332—72), байонетные соединения К и с недавнего времени Leica М — срок действия патента на него закончился. Чем, кстати, и воспользовались компании Konica и Cosina, выпустив свои дальномерки под это крепление оптики.

Чем короче базовый отрезок, тем большее количество объективов (через соответствующие переходники) можно установить на камеру. Поэтому в качестве основного стандарта для своей камеры я взял М39. И сразу же изготовил переходник на М42.
Является ли получившаяся камера новой камерой, или это всего лишь модернизация имеющейся? Вопрос спорный. Если проводить аналогию с разницей между «ФЭДом» и «Зенитом», то элементов конструкции, подвергшихся изменению, здесь даже больше. Поэтому можно говорить, что на базе существующего аппарата создана новая камера.

Как это было сделано
Я взял цифровую трехмегапиксельную компактную камеру Casio QV-3000. Разобрал объектив и извлек из него линзы. Отключил шлейф, ведущий к моторам и концевым выключателям, и затем удалил моторы, управляющие изменением фокусного расстояния и фокусировкой. Тем не менее камера осталась вполне работоспособной и никак не реагировала на отсутствие объектива. Из объектива я извлек центральный затвор, повернул его на 180 градусов и расположил перед ИК-фильтром, прилегающим непосредственно к матрице.

В этой камере центральный затвор выполняет две функции: ограничивает время экспозиции (функция затвора) и изменяет диаметр диафрагмы. Вторая функция нам не нужна. Важно только, чтобы камера могла зафиксировать диафрагму в полностью открытом положении, и чтобы ее диаметр превышал диагональ матрицы.

В принципе, для переделки годен любой аппарат. Главное, чтобы у него было ручное управление выдержкой и диафрагмой, а максимальный диаметр диафрагмы, определяемый приблизительно как максимальное фокусное расстояние объектива, деленное на диафрагменное число, был больше диагонали матрицы.

В камере Casio QV-3000 установлена ПЗС-матрица Sony ICX-252. Ее размер 7,2x5,35 мм, т.е. диагональ равна примерно 9 мм. Максимальное фокусное расстояние объектива составляет 21 мм, максимальное диафрагменное число — f/2.

Реально светосила объектива при максимальном фокусном расстоянии чуть меньше, и для того, чтобы избежать виньетирования углов, надо достаточно точно совместить отверстие затвора с матрицей. В результате центральный затвор превращается в фокальный.

В отличие от классических фокальных затворов, где шторки перемещаются от одного края кадра к другому, здесь они двигаются от центра к краю. Тем не менее оказалось, что при выдержках длиннее 1/400 с шторки перемещаются настолько быстро, что избыточная экспозиция центра кадра незаметна.

Даже если удалить с корпуса камеры выступ вокруг объектива, то расстояние от передней стенки камеры до матрицы все равно будет больше 28,8 мм. Поэтому, чтобы использовать крепление объектива с резьбой М39 (от фотоаппарата «Зоркий-5»), пришлось сместить стакан с матрицей примерно на 5 мм ближе к стенке аппарата.

Конечно, в идеале этот стакан надо было бы выточить заново. Но в данном случае я решил использовать стакан корпуса объектива. Он смещен вперед и жестко соединен с корпусом камеры — вот к нему-то я и прикрепил с помощью винтов оправу от «Зоркого».

Для проведения точной юстировки я сделал снимки, используя объектив «Юпитер-3», установленный на бесконечность. Подкладывая под опорное кольцо шайбы, мне удалось добиться резкого изображения.

Нередко звучат утверждения, что объективы, рассчитанные для пленочных камер, имеют разрешение 50 пар линий на один миллиметр. Из этого можно заключить, что с ними эффективно будут взаимодействовать матрицы с размером кадра 640x480 пикселей. (Расчет здесь следующий: 50 пар, или 100 одинарных линий, при физическом размере матрицы пять миллиметров по короткой стороне как раз составят 500 линий на кадр.)

Однако при этом совсем упускается из виду, что приведенные характеристики оптики справедливы для максимально открытой диафрагмы. А «Юпитер-3» имеет относительное отверстие f/1.5. И уже при диафрагме f/5.6, характерной для большинства мыльниц с длиннофокусными объективами, его разрешение существенно улучшится.

А ведь с этой матрицей 50-мм объектив по углу зрения соответствует 250-мм объективу 35-мм камеры, что большинству мыльниц и не снилось… Дифракция же начнет влиять на изображение при диафрагмах менее f/11.

Иными словами, при соответствующем диафрагмировании этот объектив реально может обеспечить такое разрешение, при котором возможности матрицы будут реализованы наиболее полно. Это достигается, в частности, использованием только центральной части круга изображения.

Переходное кольцо с резьбы М39 на М42 я изготовил из двух удлинительных колец, между которыми проложил шайбы, чтобы добиться точно толщины кольца 16,7 мм.

Что получилось
Главное преимущество, которое достигнуто, — это, конечно же, возможность установки сменной оптики. Однако сменная оптика означает не только использование различных объективов. Также это возможность сильно выдвинуть объектив при макросъемке. Наклонить его, что позволит получить резкое изображение плоскости, не перпендикулярной оптической оси. Сдвинуть, чтобы исправить перспективные искажения. Наконец, вместо объектива к камере можно подсоединить микроскоп. Маленькая матрица, по сравнению с 35-мм кадром, позволяет произвести сдвиг и наклон объектива без существенной потери качества.

С объективом «Рубинар-500» можно получить четкое изображение Луны во весь трехмегапиксельный кадр. А если к «Рубинару» добавить двукратный телеконвертер ТК-2 (или сразу установить 1000-мм зеркально-линзовый объектив «МТО-11» или «Рубинар-1000»), то весь кадр будет занимать уже только часть поверхности этого небесного тела.

С объективом Pentacon 135 получается роскошное фоторужье. В пересчете на 35-мм формат фокусное расстояние равно примерно 650 мм. Для удобства кадрирования по ЖК-дисплею можно рекомендовать использовать шахту с лупой, а также монопод, упирающийся в пояс фотографа. Замечу, что фокусироваться по дисплею отнюдь не сложнее, чем по матовому стеклу зеркальной камеры с эквивалентным по углу зрения объективом.

Можно использовать и широкоугольные объективы, такие как 16-мм «Зенитар» и 8-мм «Пеленг». В этом случае вряд ли качество будет выше, чем у родного объектива камеры. Однако возможность получить фокусное расстояние (точнее, эквивалентный угол зрения), сходное с тем, которое было у начальной модели, имеется.

Если фокусироваться на плоскость, перпендикулярную оптической оси, то наводить на резкость по ЖК-дисплею совсем не обязательно. Можно просто выставлять метраж по шкале объектива. Желательно снимать, сильно задиафрагмировав объектив. Достигаемая при этом глубина резкости позволяет при пейзажной съемке пользоваться только шкалой дистанций и получать прекрасные кадры.

Если же объектив наклонять (посредством самодельной конструкции с мехом — илл.), можно фотографировать, имитируя подвижки и уклоны студийной камеры. При этом придется внимательно всматриваться в ЖК-дисплей. Зато появляется возможность активно управлять резкостью в границах кадра.

О перспективах
Описанная здесь камера впервые была представлена в интернете 17 февраля этого года. Причем уже в законченном рабочем исполнении. А почти месяц спустя — 11 марта — компания Seiko Epson анонсировала свою разработку — цифровую дальномерную Epson R-D1. У этой «японки» матрица формата APS, разрешение 6 млн. пикс. Байонет Leica M, но с переходным адаптером M/39 можно устанавливать и резьбовую «леечную» оптику.

Думаю, что применение старого резьбового стандарта в новых (или старых?) камерах — дальномерных и шкальных, но уже цифровых! — весьма перспективно. Это дает возможность использовать оптику не только для дальномерных камер, но и зеркальных.

Более того, учитывая разницу в базовых отрезках, можно сделать переходники, снабженные электроникой, которые позволят использовать автофокусные объективы и объективы с автоматически управляемой диафрагмой и встроенным затвором.

Для функционирования этих переходников необходимо только вывести на корпус камеры ряд сигналов через произвольные штекерные разъемы: «объектив вперед» (0 или 1 на контакте), «объектив назад», «закрыть диафрагму до рабочего положения», а также ряд контактов, которые бы обеспечивали передачу значения диафрагмы в объективы, способные воспринимать и передавать подобную информацию.

Было бы неплохо предоставить фотографу возможность программировать сигналы на контактах. Кроме того, необходимо обеспечить использование внешних затворов, поэтому надо иметь контакты — «затвор открыт», «затвор закрыт», ну и, естественно, синхроконтакт для вспышки.

С другой стороны, я не считаю, что у дальномерных камер есть перспективы. На мой взгляд, куда логичнее заниматься шкальными камерами, у которых дистанция до объекта съемки устанавливается по шкале объектива. Дальномер при желании можно поставить отдельно — в свое время их было выпущено очень много, например, тот же «Блик».

Конечно, дальномер, сопряженный с объективом, — это удобно. Однако работает он только с определенными объективами. Сделать так, чтобы он подстраивался почти под любой, конечно, можно, но, на мой взгляд, это не совсем целесообразно.

Куда логичнее разработать систему автофокуса по образу и подобию той, которая используется в камере Contax AX. Ведь в нашем случае не надо перемещать даже пленку с кассетами — всего лишь легкую матрицу.

Современные системы имеют возможность фокусироваться по множеству точек. Однако произвести точную наводку на резкость без перекашивания матрицы можно только по одной из них. Поэтому, на мой взгляд, логично использовать три одинаковых мотора с червячной передачей, как те, которые используются для перемещения объектива в камере Casio QV-3000 (исходной, непеределанной).

Если управлять моторами синхронно, то они обеспечат фокусировку на плоскость, перпендикулярную оптической оси. Если же все три работают независимо, то можно наводиться на резкость вручную, как при работе со студийными камерами.

Владимир РОДИОНОВ, Владимир НЕСКОРОМНЫЙ