Кто грамотно раскритикует объектив?

[ingener21]

Господа, очень нуждаюсь в профессиональном совете.
Собственно, во вложении концепт объектива в земаксе.
Я прекрасно понимаю, что объектив далек от совершенства и технически изящным его назвать просто нельзя.
Именно в этом и вопрос - в чем я принципиально неправ и какие очевидные ошибки можно исправить.

Назначение конструктива - фотографический объектив низкого разрешения под альтернативный фотоматериал. Рабочий диапазон - конец видимого спектра и начало УФ. Точные цифры приводить бессмысленно, т.к. фотоматериалы будут разными (с разной спектральной чувствительностью). Желательно еще поднять разрешение (в 2-3 раза), не жертвуя при этом кривизной поля и дисторсией. Кривопольный приемник исключается. Небольшая кома и НЕМНОГО недоисправленная сферическая аберрация, вероятно, даже желательны для получения "рисунка" объектива. Насколько "небольшая" и "недоисправленная" - вопрос сложный. Без большого опыта проектирования и художественного вкуса, наверное, не решится. Хроматизм??? Хмм... вопрос открытый, скорее не желателен.
Еще раз подчеркну, что дифракционное качество изображения звезды точно по центру поля - СОВСЕМ НЕ показатель качества в данном случае.

На самые очевидные вопросы отвечу сам:
1. Нет, топикстартер не спятил.
2. Нет, это не телескоп. И даже рядом с хорошим апохроматом стоять никогда не будет.
3. Да, нужна именно такая диагональ кадра и угол обзора (аналог 135мм в 35мм формате).
4. Да, оптические стекла лучше полимеров по целой куче параметров. Но! полимеры многократно легче, доступнее и технология точной шлифовки/полировки уже отработана.
5. Где кнопочка оптимизации в земаксе находится знаю. Это неправильный подход.
6. Диаметры всех линз предельные и очень желательно сохранить их равными для удобства сборки и юстировки.
7. Закоренелых скептиков и пессимистически настроенных фаталистов ОЧЕНЬ прошу воздержаться от комментариев.

[Дмитрий Серегин]

Ограничение по материалам только PMMA и POLYSTYR ?

[Дмитрий Серегин]

Вот такой вариант возможен...

[Дмитрий Серегин]

Зрачок я упустил

Фокусное вроде ~3100мм.

При сохранении диаметров линз в системе будет виньетирование.
Виньетирование допускается?
Зачем нужен зрачок 360 мм если ЧКХ = 0 при частоте 2,5 лин/мм, регистрируем быстропротекающие процессы ?

[ingener21]

Ограничение по материалам только PMMA и POLYSTYR ?

И да и нет. Просто не представляю где достать стекло таких размеров и толщин за адекватные деньги. Полиметилметакрилат и полистирол с нужными размерами (и оптической однородностью) - не проблема, кроме того, они прекрасно полируются. Поликарбонат полируется хуже, CR-39 найти не получилось. Видимо, пока остаются такие материалы.

[Дмитрий Серегин]

А ACRYLIC?

[ingener21]

Вы выбрали схему триплета, но по моему не совсем верно ее нагрузили: диафрагма должна быть на отрицательном компоненте или где-то около него, сам объектив должен быть по шире (больше воздушные промежутки между линзами), ну и для компенсации хроматизма средний компонент должен быть аналогом флинта, а крайние - крона.

estern, спасибо.
Апертурная диафрагма на схеме - она еще и часть конструкции оправы, а отдельной ирисовой диафрагмы в объективе не будет - он и так "темный". Пробовал в земаксе ее переносить - кардинальных изменений не последовало.
При увеличении воздушных промежутков между компонентами возрастает виньетирование (или приходится уменьшать угол) - а это плохо.
Так, собственно, по дисперсии и коэффициенту преломления PMMA находится на границе между легкими кронами и кронами, а полистирол - между флинтами и легкими флинтами.

[ingener21]

Вот такой вариант возможен...

Дмитрий, спасибо.
К сожалению... Очень темный. Будет нечеловечески долгая экспозиция и боке (рисунок) пропадет совсем.

[ingener21]

Имеет смысл как-то определиться с кардинальными характеристиками объектива: фокусное расстояние, отн. отверстие.
А то будет как в песенке "мы оба были, я - у аптеки, а я в кино искала вас..."

estern, Вы абсолютно правы.
Конкретизируем:
1. Диагональ кадра 900 +/- небольшой допуск.
2. угол 18 град, фокусное безразлично, лишь бы выполнялись другие условия (получается около 3м), светосила f/(8...10)? но лучше более "светлый" вариант.
3. Дисторсия по-возможности минимальная.
4. Виньетирование по-возможности минимальное.
5. Разрешающая способность - ничего нового - желательно от 4-5 линий и выше.
Вот такая дисторсия - на грани фола.

[Diman]

Вот это круто!

Молодцы! Замахнулись на сборку триплета "с нуля"!

[ingener21]

ACRYLIC

Фокусное вроде ~3100мм.

При сохранении диаметров линз в системе будет виньетирование.
Виньетирование допускается?
Зачем нужен зрачок 360 мм если ЧКХ = 0 при частоте 2,5 лин/мм, регистрируем быстропротекающие процессы ?

Дмитрий, вот как раз виньетирование почти побеждено. Ну, или я думаю что побеждено. Если Вы меня разубедите, то буду крайне благодарен.
Да, при 360мм 2.5 линии - это позор конструктора - тут и обсуждать нечего.
Света потребуется много, т.к. чувствительность материала низкая. Кроме того, есть такая тонкость в объективе как "рисунок". Русским языком описывается плохо. Это надо посмотреть в живую и прочувствовать. Так вот, на очень зажатых "дырках" типа f/16 и далее рисунок пропадает совсем. Это вторая часть причины по которой надо увеличивать апертуру.

[ingener21]

Вот это круто!

Молодцы! Замахнулись на сборку триплета "с нуля"!

Diman, нет, не нуля. За почти 2 года я изготовил (опыта набирался, оптику изучал, технологию отрабатывал, станок для шлифовки построил и много чего еще) 4 любительских объектива. 3 и 4 - как раз триплеты с апертурами 50 и 80 мм. Теперь пора расти.

[Дмитрий Серегин]

Так вот, на очень зажатых "дырках" типа f/16 и далее рисунок пропадает совсем. Это вторая часть причины по которой надо увеличивать апертуру.

По какой причине пропадает рисунок?
Смаз, или что-то другое?

[Дмитрий Серегин]

Посмотрел внимательно Вашу систему,
При кружке рассеяния 10мм, говорить о дисторсии немного странно, ИМХО. 

ЧКХ на сетке 2048х2048, см. приложение.

[ingener21]

Дмитрий, спасибо!
Не торопился с ответом. Внимательно посмотрел Вашу версию. Немного подредактировал.
Да, рука мастера чувствуется сразу. На счет виньетирования - спасибо за урок - разубедили.
Ваша схема определенно лучше, кроме трех пунктов:
1. сложноконтролируемый при изготовлении радиус на 3-й поверхности (т.е. фактически на второй оптической). Еще посмотрю что будет при inf.
2. резкая разница по разрешение между центром кадра и краем (после 2.5 линий по всему кадру это уже не смертельно)
3. ACRYLIC - улучшает систему. Но с этими импортными акрилами путаница. Есть полиметилметакрилат, полиметилэтилметакрилат, полиэтилметакрилат и сополимеры (тут фантазию химиков вообще ничего не ограничивает). И все называют ACRYLIC. У сополимеров еще бывают заметные свили. Я оставил PMMA для определенности.

Нет, смаз (или "шевеленку") не рассматриваем. Систему объявляем статичной. Сложно так объяснить. Если хотите - возьму камеру, выйду во двор и покажу на примере, так рациональнее будет.

[Ivan7enych]

Так вот, на очень зажатых "дырках" типа f/16 и далее рисунок пропадает совсем. Это вторая часть причины по которой надо увеличивать апертуру.

По какой причине пропадает рисунок?
Смаз, или что-то другое?

Как я понял, глубина резкости уменьшается. Потом, для "рисунка", вернее для мягкости картинки оставляют небольшую сферичку.

[Дмитрий Серегин]

глубина резкости должна увеличиваться при уменьшении зрачка.

[ingener21]

Посмотрел внимательно Вашу систему,
При кружке рассеяния 10мм, говорить о дисторсии немного странно, ИМХО. 

Дмитрий, Вы правы, но есть тонкость.
Вот для примера. Рассматриваем первую систему и ее geometric image. Инженерно система плохенькая, прямо скажем. Обращаем внимание на кружок рассеяния и дисторсию.
А теперь берем эту систему и опытной рукой  калечим как только можно. Обращаем внимание на нереального размера кружок рассеяния и дисторсию. А теперь смотрим на картинку.
Убедил?
При любом самом безобразном качестве оптической системы дисторсия испортит картинку еще сильнее.

[Алексей Юдин]

ЧКХ на сетке 2048х2048, см. приложение.

При таких аберрациях дифракционную ЧКХ уже можно не считать, достаточно геометрической.

[ingener21]

Как я понял, глубина резкости уменьшается. Потом, для "рисунка", вернее для мягкости картинки оставляют небольшую сферичку.

Ivan7enych, при прочих равных увеличение светосилы дает уменьшение глубины резко изображаемого пространства (ГРИП). Так вот, этот мифический "рисунок" - это область изображения где наблюдается переход от резкого изображения в нерезкое и собственно сама область нерезкого изображения.
Немного отвлекаясь от темы оптикостроения, скажу, что если речь идет о художественной фотографической оптике, то ГРИП мощное выразительное средство. Поэтому нельзя так сплеча рубить апертуру и до фанатизма бороться с НЕКОТОРЫМИ аберрациями.
Примеры сейчас будут.