Юстировка объектива

Светосила. Этот параметр является одним из наиболее значимых для фотографов, особенно для тех, кто снимает в условиях низкой освещённости или недостаточной видимости. Объективы, обладающие высокой светосилой, как правило, отличаются качеством своей оптики. Поэтому, если есть такая возможность, лучше всего инвестировать в объективы с максимальными показателями светосилы.

Все, что нужно знать об объективе для фотоаппарата

Калибровка
камеры заключается в установлении значений
внутренних ориентиров
камеры и систематических ошибок
оптической системы, которые возникают в основном из-за
дисторсии объектива.

К элементам
внутреннего ориентирования относятся
фокусное расстояние (f)
и координаты главной точки (x_o,
y_o).

Для камер, имеющих
координатные метки, также определяют
их координаты.

Систематические
ошибки оптической системы заключаются в том, что реальная физическая система отличается от её математической модели. Дисторсия
объектива влияет на геометрию
изображения, приводя к нарушению принципа коллинеарности, что, в свою очередь, нарушает центральную проекцию
отображаемого изображения.

Существуют два основных типа дисторсии объектива: радиальная
и тангенциальная. Радиальная дисторсия, как правило, значительно превосходит тангенциальную, и поэтому, в большинстве случаев, определяется лишь радиальная дисторсия. На практике современные метрические камеры оборудуются объективами с минимальными показателями дисторсии, что позволяет обойтись исключительно определением элементов
внутреннего ориентирования. В случае неметрических камер основным препятствием является низкое качество изготовления оптики, приводит к значительным показателям дисторсии (которые могут превышать 100 мкм и даже больше) и к несоосности отдельных компонентов
оптики, что, в свою очередь, вызывает наклон главного оптического луча к плоскости
изображения. Поэтому при калибровке таких камер полезно диагностировать не только радиальную дисторсию, но также и декентрацию оптической системы (что включает в себя нецентрированную или тангенциальную
дисторсию объектива).

Дисторсия объектива может быть описана с помощью различных уравнений,
в частности:

Где
d_x,
d_y
означают поправки в координаты точек изображения
из-за дисторсии объектива; x,y
— координаты точек изображения; 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
использованием многокалиматорного калибратора
проводится на специализированном устройстве,
которое позволяет в лабораторных условиях определить элементы
внутреннего ориентирования камеры. Данный метод в настоящее время применяется довольно редко из-за необходимости использования дорогостоящего оборудования.

Метод калибровки с
помощью тест-объекта основывается на
вычислении параметров калибровки по
данным координат точек, зафиксированных на снимках тест-объекта. Тест-объектом выступает специальный объект,
состоящий из множества точек, координаты которых известны.

Как правильно выполнить смену объектива

Первое и главное правило, которое нужно обязательно соблюдать, — это поддержание чистоты в помещении, где производится замена объектива. Идеально, если в комнате отсутствуют сквозняки. Камера должна находиться вниз экраном на мягкой ткани, чтобы защитить её от возможных царапин. Затем следует подготовить новый объектив, который планируется установить, и держать его под рукой. Надавливаем на кнопку разблокировки левой рукой, после чего можно аккуратно открутить и снять старый объектив. Он откручивается против часовой стрелки и после этого его следует отложить в сторону.

Далее берем новый объектив и фиксируем его по соответствующим точкам (красным или белым, в зависимости от производителя).

После того как объектив окажется в необходимых пазах, его следует аккуратно закрутить по часовой стрелке. При полной затяжке резьбы раздастся характерный щелчок, который свидетельствует о завершении процесса установки.

В процессе замены оптики могут возникнуть различные проблемы. В случае, если новый объектив заклинило, рекомендуется выполнить несколько простых шагов:

• проверьте дисплей камеры на наличие ошибок, связанных с объективом;
• вспомните, не подвергался ли фотоаппарат физическому воздействию в последнее время;
• обратитесь к руководству пользователя для разъяснений.

Если первичная диагностика не принесла результатов, попробуйте легонько похлопать по корпусу камеры сбоку. Иногда лёгкие удары могут помочь восстановить работу заклинившего объектива. В некоторых случаях полезно очистить область тубуса и подключить камеру к сети для подзарядки. Возможная причина может заключаться в недостаточном заряде батареи.

Совет! Если объектив не открывается на камере, попробуйте вынуть аккумуляторы и карту памяти, а затем установить их обратно; возможно, это поможет решить возникшую проблему.

Если объектив по-прежнему не выдвигается, вы можете попытаться сделать это вручную. Для этого аккуратно поворачивайте объектив вручную, избегая автоматического режима. Иногда нужно немного подтолкнуть его или попытаться вытянуть. Также можно расположить устройство с объективом вниз и мягко постучать по нему. Если раздастся щелчок, это означает, что линзы вернулись на своё место. В некоторых случаях может сработать принудительный автофокус, что иногда помогает устранить возникшую проблему.

Если ни одна из предложенных мер не оказалась эффективной, рекомендуется обратиться в сервисный центр для профессиональной диагностики и ремонта.

Что это такое?

Современные объективы состоят из множества составляющих, включая линзы (и количество которых может достигать десяти и более), сферические зеркала, элементы крепления и управления, а также электронные системы. В качестве примера можно рассмотреть сменный объектив марки Nikon. Сложность конструкции требует наличия высокой степени точности, что может привести к множественным отклонениям в его работе от принятых стандартов.

Выделяют три основных типа таких нарушений:

• повреждения или смещения оптических элементов;
• поломки механических частей;
• сбои в работе электроники.

В большинстве случаев фотограф самостоятельно определяет порог работоспособности своего объектива. Тем не менее, существуют определённые общие требования к качеству снимка: на всей площади кадра не должно быть геометрических искажений, изменений в градиенте разрешения или резкости, а также аберраций (цветных окаймлений объектов). Электронная схемотехника управляет такими функциями, как автофокусировка, установка диафрагмы, стабилизация изображения, и сбои в работе проявляются через ухудшение чёткости, резкости и появление других дефектов.

Юстировка объектива представляет собой процесс, требующий точной настройки и согласия всех составных частей, что является достаточно сложным занятием и требует от исполнителя определённых навыков, а также использования специализированных приборов и устройств.

Например, обязательно наличие коллиматора, микроскопа и другого точного оборудования. Настроить оптику самостоятельно, вне стен специализированной мастерской, практически невозможно. То же самое касается ремонта механических частей объектива, таких как диафрагмы, кольца и внутренних креплений.

В домашней обстановке удастся устранить только простейшие дефекты: например, убрать пыль с доступных линз, настроить сбившиеся бэк- или фронт-фокусы и, наконец, разобраться, нуждается ли наш объектив в профессиональной настройке.

Когда проводить?

Итак, юстировку следует выполнять в тех ситуациях, когда снимки или их части утратили ранее достигнутое качество.

Причины, приводящие к нарушению юстировки, могут быть разнообразными:

• возможные заводские дефекты;
• в процессе эксплуатации могут появляться зазоры и люфты;
• физическое воздействие на объектив.

Определить факт нарушения юстировки объектива можно по следующим признакам:

• размытие изображения в области фокуса;
• неравномерная резкость по поверхности кадра;
• появление хроматической аберрации (радужных полос по краям объектов);
• не фокусируется на бесконечность;
• механика фокусировки нарушилась;
• показатели дисторсии (особенно для широкоугольных объективов).

Наиболее часто юстировка становится необходимой в следующих случаях:

• изображение вообще не фокусируется;
• фокусировка несимметрична — одна сторона изображения находится в фокусе, а другая — нет;
• фокус находится в месте, отличном от требуемого.

Ухудшение чёткости изображения и наличие хроматических аберраций — это признаки механического смещения оптических элементов объектива. Эти нарушенья исправляются в специализированных сервисах.

Проверка юстировки для камер с функцией фокусировки Live View

Некоторые фотоаппараты оснащены встроенной программой для юстировки в режиме Live View, которая анализирует степень резкости снятых изображений и помогает определить, нужна ли вашему объективу дополнительная настройка.

1. Установите камеру на штатив. Если в камере имеется функция стабилизации, не забудьте её активировать;
2. При помощи Live View фокусируйтесь на тестовом объекте ручным методом;
3. Фокусировка должна выполняться при полностью открытой диафрагме. Для достижения максимальной точности можно включить режим увеличения в Live View;
4. После этого отключите режим Live View и переключите камеру в режим One-Shot AF, установив фокус на центральной точке, при этом не меняя положения штатива и не трогая фокусировочное кольцо на объективе;
5. Наполовину нажмите на кнопку AF на задней панели камеры или кнопку спуска затвора, одновременно наблюдая за шкалой расстояний на объективе или фокусировочным кольцом. Они не должны изменяться. Если кольцо фокусировки, фокус и шкала расстояний не сдвинулись, значит, юстировка камеры выполнена правильно;
6. Если они сдвинулись, запомните, в какую именно сторону автофокус переместил точку фокусировки. Если фокус сдвинулся ближе — это фронт-фокус, если дальше — значит, это бэк-фокус. В случае наличия у вашей камеры функции подстройки автофокуса внесите нужные изменения; если её нет — то потребуется везти камеру на юстировку.

Детальный материал о глубине резкости в фотографии расскажет вам, как настроить резкость должным образом.

Гид по фотографированию людей: какие ошибки следует избегать новичкам, будет представлен в следующей статье.

Самое полное руководство по макросъемке доступно на страницах нашего сайта.

Возможна ли юстировка объектива своими руками

Самостоятельная юстировка объектива — это достаточно рискованное занятие в большинстве аспектах. Здесь существует масса подводных камней. Каждый фотоаппарат имеет свои уникальные характеристики, из-за чего нет универсальной схемы для юстировки объектива.

Кроме того, для этого нужно не только теоретическое понимание, но и специальное оборудование. Минимальный набор включает оптическую скамью с коллиматором и микроскопом. Вряд ли у вас есть такие специализированные инструменты в домашних условиях, поэтому проще и быстрее будет доверить это дело профессионалам.

Ещё один аргумент в пользу обращения к специалистам: если ваше вмешательство в конструкцию камеры будет выявлено, вы потеряете право на гарантийное обслуживание.

#10 andreybs

Отправлено 19 июля 2014 года — 21:51

Пазовая фокусировка может работать без передачи расстояния в камеру.
Как камера узнает, сколько оборотов мотора нужно сделать для наведения фокуса в один шаг, не зная текущую дистанцию фокусировки?

Так или иначе, я разобрал объектив практически полностью. Проблема в том, что нигде нет ни одного элемента для коррекции фокусировки. Для настройки фокусного расстояния есть, а для фокусировки — нет. Я добрался до оптического блока, немного поработал с ним и не смог его разобрать. По идее, сначала должна сняться передняя группа фокусировочных линз, однако она не снимается и ни с чем не откручивается. Есть три шлицевых винта с острыми концами, но не совсем понятно, что именно они фиксируют? Если их ослабить, ничего не откручивается. Вероятно, они фиксируют группу линз.

В итоге, я собрал всё назад, как было. Единственное, что было доработано — это держатель ползунка фокусировки. Я снял его, рассверлил отверстия для крепления и зафиксировал в новом положении, где ползунок почти совпал с рисками на шлейфе. Более её рассверлить некуда — пластины крепления закончились. Я не знаю, что именно дало эффект — то ли коррекция положения ползунка, то ли разборка объектива, но на 210 мм объектив стал гораздо точнее попадать в фокус. На диафрагме F5.6 резкость стала удовлетворительной, как и раньше на F8. Мы проверили на тестовой таблице — на открытой диафрагме F4.5 при 210 мм теперь без исправлений в тушке фокусировка попадает в дальнюю границу резкости. Следовательно, закрытие диафрагмы до F5.6 увеличивает глубину резкости, и объект становится резким. Учитывая, что на открытой диафрагме объектив иногда хроматит на 210 мм, закрытие до F5.6 существенно уменьшает хроматические аберрации. Теперь объектив качественно работает на F5.6 на всём диапазоне фокусных расстояний.

Скоро выложу фотографии ремонта.

#11 andreybs

Отправлено 19 июля 2014 года — 22:07

Снимаем байонетную крышку:

Откручиваем контактную группу (два винта по бокам, центральный не трогаем), снимаем блок управления диафрагмой:

Вот эта риска должна совпадать с контактами ползуна в крайних положениях:

Снимите ползунок:

Рассверлите отверстия:

Соберите всё в обратном порядке.

Сообщение отредактировал andreybs: 19 июля 2014 года — 22:10

Проверяем автофокус

Итак, камера настроена, тестовая мишень распечатана. Время действовать!

• Лучше всего установить фотоаппарат на штатив. Без штатива такая проверка будет слишком неточной и непредставительной.
• Обеспечьте адекватное освещение для съемки. Оптимально снимать днём у окна. Также можно использовать вспышку (как встроенную, так и внешнюю).
• Поместите мишень на ровной поверхности, а фотоаппарат расположите под углом 45 градусов к ней на таком расстоянии, чтобы мишень хорошо заполняла кадр.
• Выберите центральную точку автофокуса. Убедитесь, что фокусировка осуществляется четко на мишени — на надписи «Focus Here» (Фокусируйтесь здесь). Эта жирная чёрная линия должна располагаться в вашем кадре строго перпендикулярно оптической оси объектива.

• Сделайте несколько снимков. Не используйте серийную съемку, после каждого кадра необходимо снова фокусироваться. Помните, после фокусировки нельзя перемещать камеру или менять дистанцию съемки. Если у вас зум-объектив, протестируйте его на различных фокусных расстояниях. Лучше всего начинать тесты с фокусного расстояния около 50 мм.
• Просмотрите полученные кадры. Чтобы лучше оценить качество, делайте это на мониторе компьютера, а не на экране камеры. Если на всех кадрах вы заметите одинаковую систематическую ошибку фокусировки, скорее всего, это либо бэк-фокус, либо фронт-фокус. Не стоит переживать — это легко исправить в сервисе. Владельцы продвинутых фотокамер (начиная с Nikon D7200) могут выполнить подстройку фокусировки прямо из меню.

Точная работа автофокуса. Бэк- и фронт-фокус отсутствуют.

Бэк-фокус: резкость оказалась дальше, чем нужно.

Фронт-фокус: резкость оказалась ближе, чем нужно.

Тонкая настройка автофокуса

В продвинутых камерах (начиная с Nikon D7200) существует функция тонкой настройки автофокуса, которая поможет устранить проблемы с бэк- и фронт-фокусами и корректно настроить систему фокусировки. Удобство данной функции также заключается в том, что камера запоминает жеке настройки под каждый отдельный объектив. Допустим, ошибка наблюдается только с одним из ваших объективов; вы сможете внести изменения только для него, а на работу с другими это никак не повлияет. При установке объектива камера автоматически применит соответствующие коррекции.

Стоит отметить, что тонкая настройка автофокуса срабатывает лишь при фокусировке через видоискатель камеры (метод фазовой фокусировки). При использовании экрана Live View эта функция не активируется, и необходимости в ней не будет, так как в данном случае применяется контрастный метод автофокуса, исключающий возникновение проблем с бэк- и фронт-фокусами.

Давайте рассмотрим, как работает функция тонкой настройки автофокуса.

Найдите в меню фотоаппарата пункт «Точная настройка АФ».

Первый пункт этого меню позволяет включить или выключить данную функцию.

Пункт меню по умолчанию даёт возможность ввести значение тонкой настройки АФ, которое будет применяться для объектива, для которого не создана отдельная коррекция. Такие настройки имеет смысл вносить, если камера регулярно ошибается с фокусировкой на всех объективах.

Последний пункт — «Вывести сохранённые значения» — позволяет просмотреть все коррекции, которые были сохранены на камере для различных объектиков. Вы сможете настроить автофокус для каждого объектива, который имеется в вашем распоряжении, и эти настройки будут сохранены. Также в этом пункте можно удалить ненужные коррекции и ввести уникальный идентификатор (от 00 до 99) для каждого объектива, что удобно если у вас два одинаковых объектива и вы внесли настройки для каждого из них. Идентификатор поможет легко отличить их в меню.

Ключевой пункт меню — «Сохранённое значение». В нём отображается текущее значение тонкой настройки, а также есть возможность изменения. Зайдя в этот пункт меню, вы сможете провести тонкую настройку автофокуса для конкретного объектива, установленного в данный момент на камере.

Чтобы внести необходимые настройки, первым делом нужно сделать и проанализировать тестовые снимки (как описано выше). Если на тестовых кадрах фокус оказывается не там, где необходимо, нужно внести соответствующую коррекцию. Если фокусировка происходит дальше от объекта — требуется отрицательная коррекция, а если ближе — положительная.

Определить необходимую величину корректировки может быть сложно. Оптимальное значение можно выяснить с помощью повторных тестовых кадров. После внесения ориентировочных настроек необходимо сделать ряд тестовых кадров и проверить, удастся ли добиться точной фокусировки. Если нет — внесите подходящие поправки.