Все, что нужно знать об объективе для фотоаппарата

1. Введение

Калибровка
камер состоит в определении значений
элементов внутреннего ориентирования
камеры и систематических ошибок
оптической системы, вызванных главным
образом дисторсией объектива.

Элементами
внутреннего ориентирования являются
фокусное расстояние (f)
и координаты главной точки (x_o,
y_o).

Для камер имеющих
координатные метки, определяют также
их координаты.

Систематические
ошибки оптической системы определяют
отличия реальной физической системы
от ее математической модели. Дисторсия
объектива влияет на геометрию
проектирования, и как следствие не
выполняется принцип коллинеарности
(нарушается центральная проекция
изображения)

Различают
два типа дисторсии объектива: радиальную
и тангенциальную. Радиальная дисторсия
намного превышает тангенсальную,
поэтому, как правило, определяют только
радиальную дисторсию. На практике,
современные метрические камеры имеют
объективы с очень маленькой дисторсией,
поэтому в процессе калибровки достаточно
бывает определить только элементы
внутреннего ориентирования. Для
неметрических камер, главной проблемой
является низкое качество изготовления
объектива, связанное с большой дисторсией
(может достигать 100мкм и более) и не
центрирование отдельных элементов
объектива, что приводит к неперпендикулярности
главного оптического луча к плоскости
изображения. Поэтому при калибровке
таких камер целесообразно определять
не только радиальную дисторсию, но и
децентрацию оптической системы
(нецентрированная или тангенциальная
дисторсия объектива).

Дисторсия объектива
может быть описана различными уравнениями,
например:

(8.1)

или

(8.2)

Где
d_x,
d_y
– поправки в координаты точек снимка
за дисторсию объектива; x,y
– координаты точек снимка; k₁,k₂,k₃
– коэффициенты радиальной дисторсии;
p₁,p₂
– коэффициенты нецентрированной
дисторсии объектива; r
– радиус- вектор, соответствующий
нулевой дисторсии; r
– расстояние
от главной точки
x_o,
y_o:

Существует три
метода калибровки камер:

• Калибровка
  с помощью многокалиматорного калибратора

• Калибровка
  с помощью тест объекта.

• Самокалибровка.

Калибровка с
помощью многокалиматорного калибратора
выполняется на специальном устройстве,
которое позволяет определить элементы
внутреннего ориентирования камеры в
лабораторных условиях. Этот метод в
настоящее время редко используется,
из-за необходимости иметь дорогостоящее
оборудование.

Калибровка с
помощью тест-объекта основана на
вычислении параметров калибровки по
результатам измерений координат точек
снимков тест-объекта. Тест-объект
представляет собой специальный объект
с множеством точек с известными
координатами.

Самокалибровка
это метод калибровки камеры, который
позволяет определять параметры калибровки
в процессе фототриангуляции, выполняемой
по снимкам реальной съемки.

Рассмотрим более
подробно два последних метода, как
наиболее употребимых.

8.2.
Калибровка
с помощью тест-объекта

Этот метод
основан на съемке тест-объекта. На
рис.8.1 показан пример в виде пространственной
фигуры, на которой маркируются точки.
Координаты этих точек определяются с
необходимой точностью одним из
геодезических методов.

Рис.8.1

Как правильно выполнить смену объектива

Первый и очень важный пункт, который необходимо соблюсти – это чистота помещения, в котором происходит замена. Желательно, чтобы в комнате не было потоков воздуха. Прибор кладется вниз экраном на мягкую тряпку для предотвращения царапин. Далее необходимо подготовить объектив, который планируется установить. Желательно, чтобы он все это время находился под рукой. Пальцем левой руки надавливаем на кнопку разблокировки, после чего можно будет открутить и снять объектив. Откручивается объектив против часовой стрелки. Его следует отложить в сторону.

Затем берем в руки новый объектив и фиксируем его по красным или белым (в зависимости от производителя) точкам

После того как объектив попадает в соответствующие пазы, его следует осторожно закрутить по часовой стрелке. Когда резьба будет полностью закручена, раздастся характерный щелчок, сигнализирующий о том, что процесс завершен

При проведении замены оптики могут возникать различные проблемы. Если объектив заклинило, то следует предпринять несколько простых действий:

• проверить дисплей прибора на наличие ошибок объектива;
• вспомнить, не получал ли фотоаппарат физических повреждений за последнее время;
• обратиться за разъяснением к руководству пользователя.

Если первичная диагностика никак не помогла, необходимо шлепнуть ладонью сбоку. Легкие удары по корпусу иногда помогают возобновить работу заклинившего объектива. Как один из вариантов, можно попытаться почистить тубус и подключить прибор через шнур к зарядке. Иногда проблема может скрываться в нехватке заряда батареи.

Совет! Иногда, если на камере не открывается объектив, следует вынуть из нее аккумуляторные батареи и карту памяти, а потом снова вставить их — это может помочь устранить возникшую ошибку.

По-прежнему не выдвигается объектив? Это можно сделать вручную. Для этого следует аккуратно вращать объектив пальцами, не в автоматическом режиме. Иногда можно слегка подтолкнуть или попытаться вытянуть оптику. Также можно положить прибор вниз объективом и постучать им по ладони, сложенной в виде пригоршни. Если раздастся щелчок, значит, линзы вернулись в свое изначальное положение. Иногда можно попробовать принудительный автофокус, в некоторых случаях есть вероятность исправить таким образов возникшую ошибку.

Если ни одна из предложенных рекомендация не помогла, лучше всего будет отнести камеру в сервис.

Виды объективов и их применение

Для зеркального фотоаппарата характерно наличие различных видов объективов. В случае, если камера оснащена несъемным объективом, оправа будет встроена в конструкцию прибора. Но больше пользуются популярностью модели со съемным типом объективов. На сам объектив можно крепить различные фильтры, в зависимости от методов и места съемки. Размеры объектива тоже могут сильно различаться.

Итак, рассмотрим, какие бывают объективы.

Китовый

Кит-объективы предпочитают в основном новички. Он представляет собой оптику, поставляющуюся в комплекте с телом фотоаппарата. Углы обзора кит-оптики практически идентичны таковым у людей, без учета периферического зрения. Этот факт делает кит-оптику довольно популярной, такие приборы легко и удобно использовать при повседневной съемке, для постановки несложных кадров. Иногда кит называют штатным или комплектным объективом. Это универсальная вещь для широкого круга применения. Китовый объектив отличается невысокой ценой, а также возможностью делать фото практически в любом формате: от движущегося объекта до портрета или микросъемки. При этом качество конечного снимка варьируется от низкого до довольно высокого.

Широкоугольный

Виды объективов для зеркальных фотоаппаратов включают в себя и широкоугольный формат. Это оптика с широким спектром видимости (от 60 градусов и более). При помощи такой оптики очень удобно снимать группу людей и делать фото в тесных помещениях. Задний фон при этом остается слегка размытым. Расстояние фокуса может достигать 28 мм. Такие объективы стоят больших денег, но их покупка в большинстве случаев бывает оправдана. Используются для свадебной и интерьерной съемки, а также пейзажей.

Рыбий глаз

Это оптика с неисправной дисторсией. Угол видимого поля данного объектива составляет целых 180 градусов. Расстояние фокуса от 4,5 до 15 мм.

Иногда такой объектив еще называют «фишай». При помощи такой оптики удобно делать круговое и диагональное фото. Используя «рыбий глаз», чаще всего делаются городские снимки, а также фотографии экстремальных видов спорта.

Объектив для макросъемки

Как становится понятно из названия, это объектив, предназначенный для фотосьемки мелких объектов. Как правило, такая оптика позволяет брать крупные планы с короткого расстояния. Расстояние фокуса от 50 до 180 мм. Максимальное значение диафрагмы составляет f/2/8. Особенностью данной оптики является возможность наведения крупного плана на маленькие объекты, а также высокая резкость снимка и хорошая цветопередача. Чаще всего используется в натуральной съемке (насекомые, цветы и т.д).

Длиннофокусный

Оптика с длинной дистанцией фокуса от 70 до 300 мм. Видимость составляет от 39 градусов. Такая оптика бывает двух видов: длиннофокусная и телеобъектив. В связи с размытостью границ, на сегодняшний день оба эти понятия окончательно перемешались и стали тождественны. Используется для фотосъемки подвижных объектов и мероприятий: спортивных соревнований, мгновений из мира природы.

Длиннофокусный объектив на Canon

Телеобъектив на Canon

Портретная оптика

Объектив с расстоянием фокуса, которое при работе остается без изменений. Больше всего подходит для портретов. Обладает высокими показателями светосилы. Портретный объектив позволяет маскировать небольшие дефекты кожи.

Чистка объектива в домашних условиях

Чистка объектива фотоаппарата – один из основных ритуалов ухода за техникой, который приходится проделывать практически каждому пользователю. Как правило, объектив начинает нуждаться в очистке после того, как попадает под дождь или после съемки в пыльную ветреную погоду. Чем шире окружность объектива, тем больше вероятность, что на ней начнет скапливаться всякий мусор.

Для того чтобы протереть объектив фотоаппарата, необходимо чистое помещение и несколько приборов.

Сначала необходимо осуществить продувку при помощи специальной груши (ее стоимость не превышает 100 рублей). Кончик груши подносится на максимально короткое расстояние к объективу и осуществляется сам процесс. В некоторых случаях, в особенности после попадания сухой пыли, обычной продувки может быть вполне достаточно.
Если мусор на линзе все же остался, ее можно «подмести» при помощи специальной кисточки. Данный маневр не повредит чувствительную линзу и позволит удалить наиболее крепко прилипшие пылинки. Как правило, этот способ позволяет очистить поверхность линзы от нежелательного сухого мусора. Против влажных и маслянистых разводов он бессилен. Для борьбы с разводами необходимы быстро испаряющиеся растворы, которые наносятся на тряпку из микрофибры. После нанесения у пользователя остается не так много времени, чтобы почистить поверхность: такие растворы очень быстро «сохнут» (испаряются).
Если оба этих метода не помогли, необходимо использовать специальный карандаш либо тряпочку из микрофибры

Важно помнить, что использовать ватные диски нельзя — они могут оставить частицы ваты на линзе, что приведет к дополнительному загрязнению.

Карандаш для очистки оптики имеет две стороны: графитовую и более мягкую. Графитовая часть необходимо для очистки от застывшего мусора. Следует аккуратно использовать этот прибор, чтобы не повредить чувствительную оптику. Для очистки проблемных зон (края объектива) лучше всего будет прибегнуть к мягкой стороне чистящего карандаша.

В случае использования всех трех приспособлений (тряпочка, карандаш и шваброчка) необходима крайне аккуратно притрагиваться к поверхности объектива, ведь линзу очень легко повредить. Если есть сомнения в собственных силах, лучше будет почистить объектив в сервисном центре.
Владея основными знаниями об устройстве и эксплуатации объектива, пользователь всегда будет иметь возможность самостоятельно диагностировать и устранить легкие неисправности в случае их возникновения

К тому же, информация о строении и типах объективов фотоаппарата позволяет более трезво оценивать свои перспективы в фотосъемке, что очень важно для начинающих фотографов

Самостоятельная юстировка объектива

Процесс юстировки представляет собой настройку резкости для улучшения показателей работы оптики. Калибровка осуществляется за счет правильного выставления всех линз. Это позволяет делать более качественные снимки. Процесс это не простой, требующий опыта, сноровки и усидчивости, так что производить его рекомендуется только в том случае, если пользователь уверен в своих собственных силах.

Юстировка фотоаппарата производится в случае заводского брака, если объектив «разболтан» увеличились люфты и зазоры, после механических повреждений фототехники.

Многие современные приборы могут похвастаться функцией самодиагностики «Лайв Вью». С наличием этой функции гораздо проще установить, нужна прибору юстировка или нет. Если модель оснащена «Лайв Вью», то для юстировки необходимо выполнить следующие шаги.

1. Поставить прибор на штатив, включить стабилизацию, если имеется.
2. Используя «Лайв Вью», осуществляется фокусировка на цели (мишени).
3. Диафрагма должна быть открытой.
4. Отключение функции «ЛайвВью» с возвращением аппарата в режим «One-Shot AF» с выставленным на центральной точке фокусом. Штатив и кольцо фокусировки трогать при этом нельзя.
5. Следует в полсилы нажать на кнопку AF или спуск затвора, следя за показателями расстояния на самом объективе и кольцом фокусировки. Последнее должно оставаться неподвижным. Если ничего не сдвинулось, то юстировка не требуется.
6. Если же шкала расстояния или кольцо все-таки сдвинулись, необходимо зафиксировать, куда именно. Если у модели имеется подстройка автофокуса, необходимо внести соответствующие исходным параметрам поправки.

Основные критерии выбора объектива

Выбрать объектив фотоаппарата можно по нескольким критериям.

Фокусное расстояние. Один из важнейших параметров при выборе оптики. К сожалению, рекомендовать какие-то определенные параметры довольно затруднительно ввиду того, что только сам фотограф может знать минимальную дистанцию фокусировки. Самые эффективные объективы, как правило, обладают небольшой дистанцией фокуса. Для измерения фокусного расстояние необходимо замерить дистанцию между фокальной плоскостью и снимаемым объектом.

Светосила. Наиболее важный критерий для тех, кто планирует снимать в условиях недостаточной видимости и плохом освещении. Оптика с большими показателями светосилы обычно бывает очень высокого качества. При возможности, лучше будет приобрести оптику с наибольшим значением светосилы

Важно помнить, что постоянное значение диафрагмы для объектива лучше, т.к. показатели светосилы меняются с расстоянием фокуса.

Стабилизация изображения

Этим параметром обладают профессиональные модели объективов. Больше всего в стабилизации нуждаются приборы с длиннофокусной съемкой. Лучшим на сегодняшний день стабилизатором изображения практически при любых климатических условиях был и остается самый обыкновенный штатив. Впрочем, если у модели имеется встроенная система стабилизации, возможно, следует использовать ее.

Производители. Основными производителями объективов являются две фирмы — это Canon и Nikon. В большинстве случаев имеет смысл покупать их продукцию. На рынке присутствует продукция Sony, но именно техника первых двух производителей отмечена большинством профессиональных фотографов как наиболее удобная и надежная.

Крепление. Крепление объективов является открытым, дискуссионным вопросом в среде профессионалов. На сегодняшний день так и не выработан универсальный тип крепления, которого бы придерживались основные игроки рынка фототехники. Каждый производитель выпускает оптику с уникальным креплением, рассчитанную только на собственную аппаратуру. За исключением нескольких вариантов объективов, претендующих на универсальность, техническая сторона вопроса крепления объектива к телу аппарата не стоит. Приобретая определенное тело, будущий владелец уже знает, какой фирмы у него будет объектив.

Юстировка — объектив

Юстировка объектива заключается в установке его правильного рабочего отрезка, который должен быть равен 45 2 0 02 мм. Правильный рабочий отрезок объектива устанавливают при помощи котировочного приспособления, изменяя толщину прокладок между блоком линз и червячной оправой. После проверки иди установки правильного рабочего отрезка объектива устанавливают рабочий отрезок камеры.
 

Для юстировки объектива относительно последующих линз он подвижно ( при помощи резиновой мембраны) соединен с промежуточной линзой. Промежуточная и проекционная линзы жестко соединены между собой. В основании колонны микроскопа находится фотокамера. В ней устанавливается магазин с пластинками ( 12 шт.
 

Прежде чем приступить к юстировке объектива видоискателя, необходимо убедиться, что коллективная линза видоискателя и зеркало хорошо укреплены и не качаются. Объектив видоискателя закреплен в червячной оправе стопорным винтом, освободив который можно вращать объектив видоискателя, смещая его в нужную сторону. Установив червячную оправу в крайнее положение, соответствующее бесконечности, и предварительно ослабив стопор объектива видоискателя, наблюдают по коллиматору ( или в случае его отсутствия по предмету, удаленному на 100 — 200 м) за изображением на матовом кружке.
 

Устранение неправильности увеличения производится юстировкой объектива 2 ( фиг. Отвернув винты, снимают крышку 3 с тубуса / микроскопа; затем, немного освободив кольца 4, перемещают объектив в осевом направлении, одновременно наблюдая за положением двух смежных миллиметровых штрихов относительно крайних витков спирали при нулевом положении микронной шкалы. Несовпадение соседних штрихов шкалы с крайними витками спирали не должно превышать 0 5 мк на 1 мм.
 

Устранение неправильности увеличения осуществляется юстировкой объектива 9 ( фиг. Освободив кольцо 10, завертывают объектив 9, если увеличение микроскопа менее нормального. Если увеличение больше, объектив вывертывают. Положение объектива в оправе 8 остается без изменения. Для этого изменяют высоту прокладного кольца присоединением к нему дополнительной шайбы, либо шлифованием существующего кольца. Этим устраняется возможность возникновения параллакса шкал. Неправильность увеличения микроскопа может быть устранена осевым перемещением 30-секундной шкалы. Этот метод можно применять, когда прибор собран и требуется только устранить неправильность увеличения микроскопа. Чтобы переместить шкалу вверх ( когда увеличение менее нормального), отвертывают винт /, кольцо 3 и помещают кольцевую прокладку под оправу 4 шкалы.
 

Зеркальный видоискатель юстируют только после юстировки объектива и камеры или в случаях, когда заранее известно, что и объектив и камера имеют точный рабочий отрезок. Юстировка складывается из двух последовательных операций: установки зеркала точно под углом 45 и установки коллективной линзы.
 

Рассмотрим типовую методику сборки и юстировки визирных телецентрических объективов типа МТ к универсальным измерительным микроскопам.
 

Юстировка зеркальных камер складывается из трех последовательных операций: юстировка объектива, юстировка камеры и юстировка зеркального видоискателя.
 

После регулирования объектива стопорный винт 16 завертывают и устраняют разнофокусность градусной шкалы и окулярной сетки, возникающую при юстировке объектива.
 

В связи с погрешностью изготовления оптических деталей и, в частности, погрешностью фокусных расстояний и последних отрезков линз, возникает необходимость продольной юстировки объектива с целью совмещения плоскости изображения объектива с плоскостью сетки.
 

Объективы после регулирования кольцом завертывают в патрубок до упора с торцом Т кольца. После юстировки объектива повторяют проверку правильности увеличения.
 

Взаимный сдвиг осуществляется либо [ движением диафрагмы, либо смещением объектива, либо движением обоих этих элементов. В первом случае преимуществом является то, что падающий на систему световой пучок можно заранее направить в определенном направлении, тогда как во втором случае постоянная позиция диафрагмы обеспечивает при смене и юстировке объектива неизменную конфигурацию голографической установки, что имеет значение прежде всего в голографической интерферометрии.