Объектив трансфокатор что это

Трансфокатор

Трансфока́тор (Ва́риообъекти́в или «зум» от англ. zoom ) — объектив с переменным фокусным расстоянием.

Содержание

Устройство объективов с переменным фокусным расстоянием [ ]

По способу построения оптической схемы объектива выделяют два основных типа:

• Трансфокатор представляет собой оптическую систему, состоящую из афокальной панкратической насадки с переменным угловым увеличением и объектива с постоянным фокусным расстоянием. Исправление аберраций производится для обеих частей трансфокатора по отдельности. В такой системе трансфокатором могут называть только афокальную насадку.

Исторически зум-объективы имели небольшой коэффициент увеличения — от двух до трёх, так как не было мощных вычислительных средств для расчёта таких многолинзовых конструкций.

Первые механические версии объективов с трансфокатором разрабатывались так, чтобы при изменении фокусного расстояния не сбивалась установка на Достоинства трансфокаторов [ ]

• Главное достоинство — возможность оперативного изменения масштаба изображения часто позволяет получить изображение более качественное, нежели увеличение фрагмента с плёнки или матрицы.

• Один трансфокатор весит меньше, чем набор объективов с дискретными фокусными расстояниями, и покупка трансфокатора может быть экономически оправданной.

• В кинематографе появление оптики с переменным фокусным расстоянием привело к появлению новых изобразительных средств (наезд, отъезд при неподвижной камере, а также эффекты, получаемые комбинированием движения камеры и изменения фокусного расстояния)

• Возможность создания снимков с Zoom-эффектом .

Недостатки трансфокаторов [ ]

Если рассмотреть некоторый трансфокатор, из которого планируется разработать дискретный объектив, тогда, взяв исходный трансфокатор в рассматриваемом положении фокусного растояния как исходную конструкцию, можно:

• упростить, сократив количество линз и добиться, как минимум, меньшего светорассеяния.

• улучшить оптические характеристики, такие как хроматические абберации, дисторсии.

• увеличить светосилу, путём варьирования параметров линз исходной конструкции.

Если посмотреть на конструкции дискретных объективов, то в их конструкции редко бывает больше 12 линз (кроме разве что у сверхширокоугольных и телеобъективов длиннее 200 мм), при этом в конструкциях зум-объективов редко бывает меньше 12 элементов. В зум-объективах больше подвижных частей, и получается, что в зумах на качество изображения существеннее влияет качество изготовления, так как как минимум надо полировать в два раза больше поверхностей линз. Неточности изготовления механизмов перемещения также влияют на качество изображения.

Современные объективы [ ]

В настоящее время ситуация немного изменилась и существуют объективы с коэффициентом увеличения 10 и более, но это как правило либо ведёт к существенному увеличению стоимости либо к потере качества и всегда к потере светосилы (например Canon EF35-350 mm f/3.5-5.6L USM). У зумов всегда существенно выше Трансфокаторы в «мыльницах» [ ]

Трансфокатор

Трансфока́тор (Ва́риообъекти́в, Панкрати́ческий объекти́в или «зум» от англ.  zoom ) — объектив с переменным фокусным расстоянием.

Содержание

Устройство объективов с переменным фокусным расстоянием

По способу построения оптической схемы объектива выделяют два основных типа:

• Трансфокатор представляет собой оптическую систему, состоящую из афокальной панкратической насадки с переменным угловым увеличением и объектива с постоянным фокусным расстоянием. Исправление аберраций производится для обеих частей трансфокатора по отдельности. В такой системе трансфокатором могут называть только афокальную насадку.

• Вариообъектив представляет собой оптическую систему, рассчитанную как единое целое с точки зрения аберраций. По сравнению с трансфокатором позволяет достичь лучшего исправления многих аберраций при меньшем числе линз и компонентов, а также добиться большей геометрической светосилы во всём диапазоне фокусных расстояний. По схеме вариообъектива построен фотографический объектив «Рубин-1», киносъёмочные объективы «Вариогоир».

В широком применении находятся объективы обоих типов, и оба термина часто применяются к ним как синонимы.

История развития трансфокаторов

Исторически зум-объективы имели небольшой коэффициент увеличения — от двух до трёх, так как не было мощных вычислительных средств для расчёта таких многолинзовых конструкций.

Первые механические версии объективов с трансфокатором разрабатывались так, чтобы при изменении фокусного расстояния не сбивалась установка на резкость. В настоящее время, в связи с массовым переходом на автофокусные объективы, это условие было снято для удешевления конструкции, хотя профессиональные репортёрские объективы по прежнему не меняют дистанцию фокусировки при смене фокусного расстояния.

Достоинства трансфокаторов

• Главное достоинство — возможность оперативного изменения масштаба изображения часто позволяет получить изображение более качественное, нежели увеличение фрагмента с плёнки или матрицы.

• Один трансфокатор весит меньше, чем набор объективов с дискретными фокусными расстояниями, и покупка трансфокатора может быть экономически оправданной.

• В кинематографе появление оптики с переменным фокусным расстоянием привело к появлению новых изобразительных средств (наезд, отъезд при неподвижной камере, а также эффекты, получаемые комбинированием движения камеры и изменения фокусного расстояния)

• Возможность создания снимков с Zoom-эффектом.

Недостатки трансфокаторов

Если рассмотреть некоторый трансфокатор, из которого планируется разработать дискретный объектив, тогда, взяв исходный трансфокатор в рассматриваемом положении фокусного расстояния как исходную конструкцию, можно:

• упростить, сократив количество линз и добиться, как минимум, меньшего светорассеяния.

• улучшить оптические характеристики, такие как хроматические аберрации, дисторсии.

• увеличить светосилу, путём варьирования параметров линз исходной конструкции.

Если посмотреть на конструкции дискретных объективов, то в их конструкции редко бывает больше 12 линз (кроме разве что у сверхширокоугольных и телеобъективов длиннее 200 мм), при этом в конструкциях зум-объективов редко бывает меньше 12 элементов. В зум-объективах больше подвижных частей, и получается, что в зумах на качество изображения существеннее влияет качество изготовления, так как (как минимум) надо полировать в два раза больше поверхностей линз. Неточности изготовления механизмов перемещения также влияют на качество изображения.

Современные объективы

В настоящее время ситуация немного изменилась и существуют объективы с коэффициентом увеличения 10 и более, но это как правило либо ведёт к существенному увеличению стоимости либо к потере качества и всегда к потере светосилы (например Canon EF35-350 mm f/3.5-5.6L USM). У зумов всегда существенно выше дисторсия и хроматическая аберрация по сравнению с дискретными объективами того же ценового диапазона (однако практически у всех современных зумов (сделанных известными брендами) даже при тестах эти искажения незаметны на глаз).

В большом формате (листовая плёнка от 9×12 см до 18×24 см) нет зум объективов, в среднем формате в линейке обычно один неширокоугольный нормальный зум, в формате 6×4,5 см в линейке объективов бывает ещё зум портретного диапазона. В формате 24×36 мм зум объективов множество, но коэффициент увеличения редко превышает 7. В полукадровом и меньшем формате существуют зумы с коэффициентом увеличения более 18.

Ультразум

Ультразум (лат. ultra — сверх, чрезмерно, англ. zoom) — трансфокатор с большой кратностью зума (>9×). Также ультразумом ошибочно называют беззеркальные цифровые фотоаппараты с ультразум-объективами.

Трансфокаторы в «мыльницах»

Практически все современные «мыльницы» оснащены несъёмным зум-объективом. При покупке фотоаппарата многие начинающие фотолюбители руководствуются кратностью зума. Однако стоит знать некоторые скрытые аспекты. Исключая из рассмотрения цифровой зум, возможность использования которого лишь портит снимки, об оптическом зуме следует знать следующее:

Чтo тaкoe тpaнcфoкaтop

Среднее время чтения — 1 мин. 25 сек. Обновлено 23.12.2022.

Тpaнcфoкaтop — этo oбъeктив c измeняeмым фoкуcным paccтoяниeм [вapиooбъeктив].

Нaибoлee вaжный пapaмeтp любoгo тpaнcфoкaтopa — мacштaбиpoвaниe или мaкcимaльнaя cтeпeнь увeличeния. Этoт пoкaзaтeль oпpeдeляeтcя кaк oтнoшeниe нaибoльшeгo фoкуcнoгo paccтoяния к нaимeньшeму.
В oтличиe oт вapиooбъeктивa, фoкуcнoe paccтoяниe кoтopoгo измeняeтcя вpучную и, кaк пpaвилo, в cpaвнитeльнo нeбoльших пpeдeлaх, тpaнcфoкaтop пoзвoляeт oпepaтивнo peгулиpoвaть угoл oбзopa, — мacштaб изoбpaжeния мoжeт измeнятьcя диcтaнциoннo.

Тaким oбpaзoм, тpaнcфoкaтop цeлecooбpaзeн пpи нeoбхoдимocти дeтaльнo paccмaтpивaть oтдeльныe чacти изoбpaжeния, удaлeннo упpaвляя измeнeниeм фoкуcнoгo paccтoяния. В этoм cлучae вapиooбъeктив пpocтo нe cпpaвитcя c зaдaчaми видeoнaблюдeния, — eгo фoкуcнoe paccтoяниe нe кoнтpoлиpуeтcя элeктpoникoй, a peгулиpуeтcя pучным пoвopoтoм кoльцa.

Вooбщe тpaнcфoкaтop — этo выcoкoтeхнoлoгичный oптичecкий пpибop, линзoвaя cиcтeмa кoтopoгo нe oгpaничивaeтcя тpaдициoнным для вapиooбъeктивa нaбopoм cвeтoпpeлoмляющих cтeкoл. В зaвиcимocти oт мoдификaции кopпуc CСТV тpaнcфoкaтopa мoжeт "cкpывaть" дo 3-х элeктpoдвигaтeлeй, пoзвoляющих диcтaнциoннo измeнять диaфpaгму, фoкуcнoe paccтoяниe и peзкocть изoбpaжeния. Caмыe "нaвopoчeнныe" тpaнcфoкaтopы кoмплeктуютcя фoкуc-кoмпeнcaтopaми, aфoкaльными нacaдкaми и пp. Cтoимocть тaких мoдeлeй cooтвeтcтвующaя — "мнoгo тpaнcфoкaтopa зa cepьeзныe дeньги".
В coвceм ужe peдких cлучaях иcпoльзуютcя тpaнcфoкaтopы c pучным упpaвлeниeм, — пpaвильный выбop в cлучae, ecли тoчнo нeизвecтнo кaкoй угoл oбзopa дoлжнa oбecпeчивaть кaмepa нaблюдeния.

3.3 Трансфокаторы

Это варифокальные объективы, в которых система линз устроена таким образом, что фокусировка в них происходит автоматически, нужно лишь первоначально настроить фокусировку объектива. Внутри трансфокатора группы линз взаимосвязано перемещаются относительно друг друга таким образом, что при изменении масштаба изображение всегда находится в фокусе. Трансфокаторы могут быть с ручной настройкой и моторизованные.

Трансфокаторы с ручной настройкой обычно используют, когда нет возможности поставить камеру близко к объекту, но регулировать фокусное расстояние в них не требуется. Достаточно один раз настроить объектив на минимальный угол, чтобы была возможность издалека детально наблюдать за удаленным объектом. Также они могут использоваться для проведения различных тестов и демонстраций. Моторизованными трансфокаторами можно управлять и настраивать их дистанционно. Трансфокаторы применяются в тех случаях, когда нужно наблюдать за удаленным объектом: приблизить, рассмотреть какие-то детали. Самые удобные трансфокаторы – в которых есть все моторы и предустановки. Особенно в случае, если камера используется на поворотном устройстве тоже с предустановками, — тогда можно заранее задать системе определенные положения, в которые камера будет становиться автоматически, а объектив настраиваться заданным образом. Скажем, запрограммирован поворот на такой-то угол в горизонтальной или вертикальной плоскости, и трансфокатор при этом выполняет заранее заданное приближение или удаление, настройки фокуса, диафрагмы.

Чаще же всего в системах видеонаблюдения используют объективы с переменным фокусным расстоянием. Их можно разделить на несколько групп. Каждая группа выделяется прежде всего своим назначением, а также функциональными возможностями, диапазоном фокусных расстояний, весом и габаритными размерами. 1. Варифокалы 1/3” 10х – f(5–50)mm 20х – f(5–100)mm Варифокальные объективы с диапазоном изменения фокусных расстояний от 5 до 50 (100) мм с автоматической диафрагмой. Группа объективов, которая чаще всего применяется в стационарных ТВ-камерах для решения большинства задач, стоящих перед системой видеонаблюдения. Позволяют выбрать оптимальный угол обзора ТВ-камеры при ее установке непосредственно на месте. Универсальность, относительно низкая стоимость, соизмеримая со стоимостью монофокальных объективов, компактность и простота настройки определяют высокую применяемость этой группы. Как правило, это объективы с форматом 1/3”. 2. Motor ZOOM 1/4” f от 3 до 130 мм 10х – 36х Малогабаритные трансфокаторы (как модульные, так и в корпусе) кратностью от 10 до 36 и диапазоном изменения фокусных расстояний от 3 до 130 мм. Чаще всего применяются в скоростных купольных поворотных камерах. Как правило, представляют собой интегрированное с ТВ-камерой законченное изделие, в котором имеется модуль для телеметрического управления режимами. Отличаются компактностью, малым форматом (1/4″) и высокой скоростью масштабирования и фокусировки. Существуют модели со встроенной системой автофокусировки и режимом «день-ночь». 3. Motor ZOOM 1/3” и 1/2” f от 5 до 300 мм 10х – 20х Моторизованные трансфокаторы от 10 до 20 крат и диапазоном изменения фокусных расстояний примерно от 5 до 300 мм. Отличаются средними габаритами, относительно небольшим весом, диапазоном фокусных расстояний и, соответственно, стоимостью. Используются в ТВ-камерах с защитным кожухом и устанавливаются на отдельно приобретаемое поворотное устройство. При больших удалениях ТВ-камеры от поста наблюдения управляются посредством специального модуля телеметрического управления, при удалениях до 20 м – непосредственно с пульта. Оказывают относительно небольшую нагрузку на опорно-поворотный механизм. 4. Motor ZOOM 1/3” и 1/2” f от 10 до 100 0мм (с экстендером 2х) f от 20 до 2000 мм 20х — 50х Моторизованные трансфокаторы высокой кратности (от 20 до 50 крат и выше) с максимальным фокусным расстоянием (в положении TELE) от 300 до 1000 мм и более. Отличаются большим габаритом, весом и стоимостью. Для камер с такими объективами необходим защитный кожух большого объема и опорно-поворотный механизм с высокой нагрузочной способностью. Для увеличения фокусного расстояние объективов (масштаба) до двух раз применяют экстендеры (оптические насадки) кратностью 1,5 или 2. Кратность современных моделей трансфокаторов может достигать 30 и даже 50 крат. Однако увеличение кратности ведет к увеличению стоимости объектива и существенной потере светосилы при увеличении масштаба.