Пресс-центр


Какие оптические устройства можно использовать для портативных телекамер видеожурналистики и внестудийного видеопроизводства? Как увеличить масштаб изображения? Как расширить угол поля зрения? Нередко эти вопросы возникают у теле- и кинооператоров, ведущих съемку объектов, удаленных на значительное расстояние, или в ограниченном пространстве.

Ведущие фирмы-производители телевизионной оптики - Fujinon и Canon - обязательно включают в свои каталоги информацию об оптических устройствах, значительно расширяющих эксплуатационные возможности операторской техники. К этим устройствам относятся, прежде всего, широкоугольные и длиннофокусные конвертеры, эффектные и широкоугольные насадки, линзы ближней съемки и др. Необходимость применения таких устройств определяется тем, что нельзя в одном объективе телекамеры совместить и широкий угол, и значительное фокусное расстояние, и большой диапазон изменения фокусных расстояний. А применив, к примеру, для одного объектива широкоугольный и длиннофокусный конвертеры, можно более чем в два раза расширить диапазон фокусных расстояний, что, в свою очередь, увеличит и максимальный угол поля зрения, и максимальное фокусное расстояние объектива телекамеры.

Не всегда максимальное фокусное расстояние объектива, наличие встроенного экстендера и механизма макросъемки могут обеспечить требуемый масштаб изображения. Вот тогда-то и возникает необходимость иметь «под рукой» оптические устройства, значительно увеличивающие размер изображения. Что же это за устройства, и каковы их возможности?

1. Телеконвертеры

Под телеконвертером или сокращенно ТК понимается афокальная оптическая насадка, состоящая из первого положительного и второго отрицательного компонентов, каждый из которых выполнен минимум из одной линзы. Увеличение ТК (bТК) всегда больше единицы. ТК устанавливается на переднюю часть оправы объектива телекамеры. Максимальное фокусное расстояние эквивалентной системы (ТК + объектив телекамеры) равняется ƒ’ max, экв = βТК ·ƒ’ max, об, где ƒ’ max, об - максимальное фокусное расстояние объектива телекамеры.

При этом, исходя из известной формулы определения величины изображения (у’ экв = ƒ’об·tgσ), получаем увеличение масштаба изображения в b раз, т.к. у’ = βТК ·ƒ’об ·tgσ где σ - половина угла поля зрения, ƒ’об - фокусное расстояние объектива телекамеры. Геометрическое относительное отверстие объектива при установке ТК сохраняется неизменным, что является значительным преимуществом перед экстендером, при использовании которого относительное отверстие уменьшается пропорционально увеличению экстендера. Эффективное относительное отверстие при использовании ТК несколько уменьшается (≈ на 5÷8%) из-за потерь на отражение и поглощение света в стекле линз ТК. Однако эти потери практически не сказываются на цветопередаче и уровне освещенности. Технические характеристики современных ТК приводятся в таблице 1. Как следует из таб! лицы, увеличение современных ТК равняется 1,5x -1,7х, а масса составляет примерно 1 кг, исключая ТК -1,5 , являющегося в настоящее время самым легким телеконвертором (масса - 0,62 кг).

Для полупрофессиональных телекамер типа AG-455, NV-M9000 и других АО ВНИИТР предлагает

Таблица 1. Технические характеристики телеконвертеров.
ОбозначениеУвеличение
(кратность)
Масса
(кг)
Габариты
(ØxL), мм
Посадочный
диаметр, мм
ФирмаСтрана
ТК-1,51,50,62116x8954-90ОАО ВНИИТРРоссия
ТК-1,61,60,85116x94
ТК-1,71,71,08125x112
TVC + адаптерыTCV-75B1,61,01125x11275FujinonЯпония
TCV-80B1,61,01125x11280
TCV-85B1,61,03116x88,185
TCV-90B1,60,96116x87,590
TCV-100B1,61,07120x84,1100
T15II + адаптерыT15II-80II1,51,07120x84,180Canon
T15II-85II1,51,07120x84,185
T15II-90II1,51,07120x84,190
T15II-98II1,51,07120x84,198
T15II-100II1,51,07120x84,1100
TA151,661120x84,185AngenieuxФранция
TVC-15+адаптеры
A75,A80,A85,A90
1,50,95120x8075,80,85,90CTGБелоруссия

реверсивный конвертер РК-0,65х/1,55х с увеличением 1,55х, габаритами Ø70х58 мм и массой 0,35 кг. Особенностью конвертера РК-0,65х/1,55х является возможность не только увеличивать масштаб изображения, но и увеличивать поле зрения почти до 100° при установке конвертера в противоположном положении на объектив телекамеры.

Телеконвертеры комплектуются либо адаптерами, либо переходными кольцами, обеспечивающими жесткую установку ТК на объективы телекамер. Телеконвертер фирмы Canon без адаптера. Телеконвертеры АО ВНИИТР выпускаются в комплекте с переходными кольцами. Поскольку на практике чаще всего нет необходимости использовать при съемке с ТК весь диапазон фокусных расстояний объектива (требуется только ƒ’max), а также с целью получения меньших габаритов и массы, расчет и конструкция ТК выполняются без каширования кадра в диапазоне 2,2x - 3,5х от максимального фокусного расстояния эквивалентной системы (ТК + объектив). Вне этого диапазона создается эффект уменьшающегося круглого отверстия с изображением. Когда возникает необходимость работы с ТК на всем диапазоне фокусных расстояний и освещенность объекта вполне достаточна, включают встроенный экстендер. В этом случае эффект круглого отверстия отсутствует, а изображение заполняет ве! сь формат мишени телекамеры. Корпус оправы ТК выполняется либо из двух объединяемых резьбой оправ, либо в виде единой оправы, причем каждая конструкция имеет свои достоинства и свои недостатки. Единый корпус оправы обеспечивает более точную центровку линзовых компонентов, но требует выполнения индивидуальной комплектовки линз по толщинам и воздушным промежуткам с подрезкой технологического припуска промежуточного кольца. Составной корпус оправы ТК удобен при юстировке афокальности (не требуется комплектовка и подрезка промежуточного кольца) благодаря регулировке по резьбе воздушного промежутка между линзовыми компонентами. Но центрировка в этом случае менее точна и масса ТК несколько возрастает. Минимальная дистанция съемки SminТК эквивалентной системы (ТК + объектив) возрастает и определяется по формуле SminТК = β2ТК·Smin об , где Smin об - минимальная дистанция объектива телекамеры.

2. Сменные экстендеры

Сменный экстендер (СЭ) представляет собой оптическую насадку с отрицательной оптической силой, состоящую из двух и более линз; СЭ устанавливается на задний компонент объектива телекамеры. Крепление СЭ к объективу - байонетное. Эквивалентное фокусное расстояние объектива со сменньм экстендером равняется ƒ’экв = βСЭ*ƒ’об

Минимальная дистанция при съемке с экстендером сохраняется, что является преимуществом по сравнению с ТК.

Выпускаемые японскими фирмами Fujinon и Canon сменные экстендеры имеют двукратное увеличение и, как встроенные экстендеры, в отличие от телеконвертеров снижают светосилу объектива телекамеры пропорционально квадрату увеличения применяемого экстендера. Кроме того, СЭ менее универсальны в части установки на объектив, чем телеконвертеры. Как положительное качество СЭ можно отметить его малые габариты и массу. Что применять - сменный экстендер или телеконвертер, а, может быть, использовать их совместно - определяется конкретным заданием, стоящим перед телеоператором.

3. Линзы ближней съемки

Линзы ближней съемки (ЛБС или Clouse-Up Lens) представляют собой однолинзовые плосковыпуклые насадки, обращенные плоской поверхностью линзы к объекту съемки. Этим достигается более высокое качество изображения, чем при установке ЛБС наоборот. Применяют ЛБС, в основном, в научных и медицинских целях, а также в популярных передачах о природе при съемках мелких деталей и объектов.

В настоящее время выпускаются ЛБС с фокусным расстоянием от 0,4 м до 1,3 м. АО ВНИИТР производит ЛБС с ƒ’ = 400мм; 800мм; 1300мм.

Эффективность применения ЛБС наглядно демонстрируется таблицами 2, 3. Так из таблицы 2 следует, что при использовании ЛБС с ƒ’ = 800 мм и ƒ’ = 1300 мм увеличение объекта съемки возрастает от 1,5х до 2,2х , а по сравнению с макросъемкой - в 2,7x-3,4x . Применяя ЛБС с более коротким фокусным расстоянием (400-500 мм), можно достичь еще большего масштаба изображения. Однако нужно отметить, что при ƒ’ЛБС<400 мм качество изображения снимаемого объекта ухудшается (особенно по полю).

Преимущество применения ЛБС перед режимом «макро» состоит также в возможности плавного выполнения эффекта «отъезда-наезда» При макросъемке без ЛБС объектив устанавливается на минимальное фокусное расстояние и переход на другое фокусное расстояние исключен, т.е. эффект «отъезда-наезда» в режиме «макро» невозможен. Опуская промежуточные математические выкладки, приведем приближенные формулы, по которым определяются минимальная дистанция съемки, величина объекта съемки и другие величины при использовании ЛБС.

DЛБС = D*ƒ’ЛБС / D+ƒ’ЛБС ( 1 )

β ЛБС ∞ = ƒ’об / ƒ’ЛБС ( 2 )

β ЛБС,D = D / ƒ’ЛБС +1 ( 3 )

Таблица 2.
Тип объективаA16x9RM / ERM / MDA15x8EVM / ERDA20x8EVM / ERDJ15ax8BIRS / JASYJ17x9.5BKRS
Тип ЛБСECL8077ECL8082ECL809582CL-UP800H82CL-UP1300H82CL-UP800H82CL-UP1300H
Ф
о
к
у
с
и
р
о
в
к
а
Dmin об без ЛБСР
а
з
м
е
р
 
о
б
ъ
е
к
т
а
,
 
м
м
51x3845x3344x3344x3348x36
ЛБСDоб=oo49x3759x4444x3358x4394x7143x3270x52
Dmin об24x1825x1921x1624x1829x2222x1628x20
βЛБС к Dmin об, крат2,11,72,11,81,52,21,8
fЛБС, мм80080013008001300
ФирмаFujinonCanon

(*)
Размер объекта съемки определяется для максимального фокусного расстояния объектива.

Таблица 3. Тип объектива: J14a x 8S BIRS
Тип объективаJ14a x 8S BIRS
Тип ЛБС82CL-UP800H82CL-UP1300H
Ф
о
к
у
с
и
р
о
в
к
а
Dmin=0,8 без ЛБСР
а
з
м
е
р
 
о
б
ъ
е
к
т
а
,
 
м
м
55x41
ЛБСDоб=oo59x4496x72
Dоб=0,827x2034x25
МакроDmin об=0,0592x68
fЛБС, мм8001300
βЛБС крат. к макро объектива3,42,7

β об,D = ƒ’об / D ( 4 )

β экв,D = β ЛБС,D*β об = (D / ƒ’ЛБС+1)* ƒ’об / D ( 5 )

Y = -Y' / β экв ( 6 )

ЛБС, β ЛБС ∞ β ЛБС, D , ƒ’ЛБС - дистанция съемки, увеличение для значений шкалы ∞, D и фокусное расстояние ЛБС; D - дистанция по шкале объектива;

β об,D , ƒ’об - увеличение объектива при дистанции D и фокусное расстояние объектива;

β экв, - эквивалентное увеличение системы ЛБС+ объектив телекамеры;

Y , Y'; - размеры объекта съемки и его изображения на мишени передающей трубки или матрицы ПЗС.

Приведенные выше формулы (1 - 6) получены из условий, что фокусное расстояние совместной системы ЛБС + объектив телекамеры и воздушный промежуток между ЛБС и передней линзой объектива малы по сравнению с дистанцией съемки и ими можно пренебречь.

В заключение следует подчеркнуть, что применение оптических устройств для одних и тех же условий съемки может быть различным. Это в немалой степени определяется опытом работы оператора, его привычками и «привязанностями» к определенному виду устройств, что, в конечном счете, и создает индивидуальность телепередачи. И все-таки у каждого оптического устройства существуют свои основные достоинства, которые необходимо выделить и учитывать при проведении съемки. Итак,

  1. Телеконвертер
    Увеличение фокусного расстояния без изменения относительного отверстия объектива телекамеры.
  2. Линза ближней съемки
    Увеличение масштаба изображения мелких объектов с возможностью выполнения эффекта «отъезда-наезда»
  3. Сменный экстендер
    Увеличение диапазона фокусных расстояний при малых габаритах и массе оптического устройства.

В.И.Савоскин

Литература:

  1. Проспекты фирмы Fujinon, Canon, Angenieux за 1997 г.
  2. Каталог по ТВ оптике фирмы Canon за 1992 г.

© Информационный бюллетень: Телерадиовещание. Вып. 2. М.: ОАО ВНИИТР, 1998.

Публикуется с разрешения автора и редакции Информационного бюллетеня ВНИИТР

© Html-верстка - D&K Corp.



Назад в раздел
1
X