Existe-t-il un objectif parfocal, doté d'un zoom linéaire et abordable?


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Je travaille sur un projet pour créer, essentiellement, un objectif zoom servo-alimenté, en utilisant un zoom reflex (D), une couronne de zoom et un moteur pas à pas. Après avoir monté la bague de zoom, je vais attacher un pignon à l'arbre du moteur pas à pas pour contrôler le mouvement de la bague de zoom.

ENG/ les lentilles servo de style ciné qui le font par conception comportent généralement:

  • Parfocal optique. Cela signifie que l'objectif maintient la mise au point sur toute la plage de zoom; un vidéaste peut zoomer sur un sujet, faire la mise au point, puis effectuer un zoom arrière sans avoir besoin d'ajuster la mise au point. La plupart des objectifs reflex modernes (D) ne sont pas parfocaux (ils sont à focale variable) parce qu'ils n'ont pas besoin de l'être (l'autofocus et la photographie fixe évitent la nécessité de maintenir la mise au point), ce qui les rend plus simples, moins chers et plus légers.
  • Jet de zoom linéaire. Lorsque vous déplacez la bague de zoom sur de nombreux objectifs reflex (D), le champ de vision ne change pas linéairement. À travers certaines plages de distance focale, le champ de vision change à un rythme différent de celui des autres. Un zoom linéaire permet un zoom fluide et cohérent qui n'attire pas l'attention sur lui-même.
  • Ouverture constante. L'objectif n'a pas nécessairement besoin d'avoir une ouverture fixe, mais il doit maintenir une ouverture constante dans la plage de zoom afin que l'image ne s'assombrisse pas lors du zoom avant.
  • Haute étiquette de prix. C'est principalement pourquoi je travaille sur une solution alternative, bien que je préfère également le contrôle supplémentaire que j'aurai sur un moteur pas à pas dans les pousses expérimentales.

Dans cet esprit, je veux trouver un objectif reflex (D)pour agir comme une alternative économique à un objectif servo. Il aurait besoin d'avoir:

  1. parfocal optique
  2. projection de zoom linéaire
  3. ouverture constante
  4. plein cadre 35mm couverture
  5. un support qui peut être adapté à Sony E-Mount (sur un a7S) - heureusement, la plupart des montures peuvent
  6. plus la plage de zoom est longue, mieux c'est (idéalement, au moins un 2×)
  7. prix abordable

Je définis "abordable" comme quelque part dans le stade de 300-1800 $pour une copie neuve ou bonne d'occasion. En dessous de cela, ce n'est probablement pas de très bonne qualité; bien au-dessus de cela, et je pourrais aussi bien acheter ceci et l'appeler un jour:

http://www.sony.com/electronics/camera-lenses/selp28135g

Le poids, la marque et la vitesse ne sont pas aussi importants pour moi, tant que ce n'est pas de mauvaise qualité. Je n'ai pas non plus besoin d'ouverture automatique ou de mise au point.

Une telle lentille existe pas, ou est-ce un rêve?

J'ai trouvé divers liste de (D)objectifs REFLEX qui sont soi-disant parfocaux, mais je ne sais pas s'ils répondent ou s'approchent de ces autres critères; Je peux (et je vais) rechercher tout sauf la linéarité du zoom, car ce n'est pas du tout une spécification couramment répertoriée. Je suppose que je suis principalement intéressé de savoir si quelqu'un a de l'expérience avec un ou des objectifs qu'il sait être parfocaux, et peut confirmer qu'il a un zoom linéaire.

Si vous utilisez un moteur pas à pas pour contrôler le zoom, il y a probablement un micro contrôleur quelque part dans le mix. Si tel est le cas, vous devriez pouvoir facilement accueillir des zooms non linéaires simplement en programmant le contrôleur pour faire varier le taux de zoom.
Caleb 2.02.2016 22:51
@Caleb: Merci-j'ai considéré cela, et c'est certainement possible, mais je ne pense pas que "facilement" soit tout à fait exact. ;- ) Il ajoute une autre couche de complexité. J'aurais besoin de découvrir-soit par la recherche, soit par l'expérimentation (plus probable) - le comportement réel du lancer de zoom, qui peut être complexe. J'aurais besoin de tenir compte de cela dans mon code pour linéariser le lancer tout en appliquant simultanément un assouplissement si/lorsque nécessaire. C'est une option à garder sur la table si je trouve un objectif qui répond à toutes les exigences sauf celle-là, mais cela permettrait de gagner beaucoup de temps pour pouvoir éviter complètement cette approche.
Bungle 2.02.2016 23:09
Jet de zoom parfocal et linéaire, ouverture constante, etc. OU à un prix abordable. Vous devez choisir l'un ou l'autre, mais vous ne pouvez pas avoir les deux.
Michael C 3.02.2016 05:45
Michael Clark, je n'y crois pas encore. Sonne bien, mais j'ai besoin de preuves. Par exemple, le Canon 17-40mm f/4 L (<$500 utilisé) a la plupart de ce que je recherche, mais je n'ai pas vérifié le jet de zoom linéaire (juste un rapport anecdotique), la plage focale n'est pas très grande et il a des problèmes de distorsion majeurs esp. large, donc je ne suis pas encore venu pour une copie. Il y a une tonne de vieux Canon abordable FD, Minolta MD, Pentax K, etc. verre là-bas à l'époque de MF où "parfocality" était plus une préoccupation de conception. Pouvez-vous honnêtement rejeter chacun de ces objectifs? Gardez à l'esprit que 1800 isn n'est pas des cacahuètes.
Bungle 3.02.2016 07:46
Je ne sais pas si cela aide, mais je n'ai pas encore vu un seul zoom reflex moderne n'est-ce pas parfocal à travers la plage de zoom (quelqu'un se il vous plaît me corriger si je me trompe ici). Une autre chose à noter (surtout si la FA n'est pas requise) est que quelques-uns des one-touch les zooms des années 1980/90 pourraient répondre à vos critères. Je pense à des objectifs comme le zoom 75-150mm f / 3.5 Nikon E-series. Bien qu'il ne s'agisse que d'un zoom télé 2x moyen, il est à ouverture constante, bon marché et présente d'excellentes caractéristiques optiques.
HamishKL 3.02.2016 10:09
Merci, @ HamishKL-malheureusement, ce n'est pas le cas; la plupart des zooms reflex modernes (D)sont à focale variable, bien que la mise au point ne dérive pas beaucoup, ils peuvent donc sembler parfocaux à première vue. Même quelques-uns de ceux sur les listes auxquelles j'ai lié dans ma question ont été "réfutés" par la communauté des propriétaires de lentilles. Étrangement, les fabricants ne sont généralement pas disponibles pour savoir si leurs objectifs reflex (D)sont parfocaux à moins qu'ils ne soient spécifiquement conçus/commercialisés en tant qu'objectifs vidéo, ENG ou ciné. La plupart sont découverts par des tests utilisateur.
Bungle 3.02.2016 16:41
En outre, @ HamishKL-w / r / t votre recommandation, vous êtes certainement dans le bon stade. Je viens de recevoir cet objectif lundi: kenrockwell.com/nikon/35-70mm-35-ais.htm - c'est un grand objectif, mais malheureusement, le zoom jeter s'est avéré loin d'être linéaire. C'est en fait ce qui a motivé cette question. Je pourrais acheter de vieux zooms toute la journée et les tester moi-même, mais au moment où je trouverai le "bon", j'aurai dépassé mon budget. Le 75-150mm que vous avez mentionné est en effet un excellent objectif, mais l'opération à une touche nécessiterait un mécanisme de contrôle différent (et plus difficile) qu'un zoom.
Bungle 3.02.2016 16:43
@Bungle-Merci d'avoir clarifié la chose pas tout à fait parfocale. Je soupçonnais que cela pourrait être le cas, mais la dérive de mise au point lors du zoom n'est vraiment pas visible dans la photographie normale. Je suis sûr que les astrophotographes seraient en désaccord ici cependant. En ce qui concerne les zooms à une touche (Nikon a également fait un 100-300mm f/5.6), ne pourriez-vous pas utiliser un entraînement à vis pour zoomer lentement et en douceur, avec le canon de l'objectif avant tenu en captivité par un clip C à l'avant et à l'arrière, tandis que votre moteur de mise au point De cette façon, tout le mécanisme de votre moteur pourrait rester immobile.
HamishKL 3.02.2016 19:19
@ HamishKL astrophotographes ont tendance à nombres premiers. Ils sont quelques arrêts plus rapides (la différence entre une exposition minute et 15 secondes est substantielle sur un reflex numérique... ou une heure contre 15 minutes pour une seule exposition de film) et plus nette. Le zoom ne pas vous donner quoi que ce soit. Soit vous faites un champ large (où les 24, 28, 35 et 50 sont tout à fait adéquats), un objectif long sur une caméra, ou accrocher la caméra à un télescope (auquel cas c'est une autre histoire tous ensemble). Les zooms n'entrent pas très souvent dans l'équation. Et l'accent est toujours à l'infini.
user13451 3.02.2016 19:43
Bien sûr, mais même les astrophotogrphers doivent commencer quelque part, et ce zoom Soligor 80-200mm à une touche terriblement inadéquat avec un morceau de bande le maintenant à 200mm pourrait être tout ce que vous avez à l'époque. :). Quoi qu'il en soit, mon point est que les deux zooms à une touche que j'ai mentionnés répondent à tous vos critères, sauf le point 5.
HamishKL 3.02.2016 19:50
@HamishKL, en êtes-vous sûr? Ce sont de grandes valeurs à coup sûr, mais je n'ai trouvé aucune preuve qu'elles sont parfocales ou qu'elles ont un zoom linéaire. Bien que basé sur ma compréhension (limitée) de la conception de l'objectif, je ne crois pas que le mécanisme push/pull implique nécessairement l'un ou l'autre. Ils se rencontrent #5, BTW. Aussi, merci pour l'idée d'entraînement à vis; Je pense que je peux imaginer ce que vous dites, et cela vaut la peine d'enquêter. Je ne suis toujours pas apte à intégrer un moteur de mise au point (ce qui ne fait que simplifier les choses) mais je pourrais essayer de prendre une copie bon marché pour tester et expérimenter.
Bungle 3.02.2016 21:34
@ Bungle-Eh bien, je possède les deux objectifs et je peux confirmer que l'action de zoom déplace directement et linéairement le groupe de lentilles du milieu, sans cames ou autres mécanismes impliqués dans la traduction du mouvement longitudinal du barillet de l'objectif extérieur au mouvement du groupe de lentilles intérieur. Quant à la parfocalité (wow, ça vraiment être un mot), je peux seulement dire que je ne vois aucune variation de mise au point entre les prises de vue zoomées, même en grossissant les images. Si vous voulez que je confirme cela plus précisément, je peux jeter un oeil à travers mon collimateur de lentille.
HamishKL 4.02.2016 03:24
Il me vient également à l'esprit que d'un point de vue mécanique, vous voulez peut-être un objectif avec une mise au point longue distance (que ces deux objectifs Nikon ont), de sorte que tout jeu dans le mécanisme(s) n'a pas un grand effet sur la précision de la mise au point. Certains objectifs AF ont une focale ridiculement courte, ce qui rend la mise au point précise difficile. Mise au point plus longue = plus de rotations et donc une mise au point plus lente cependant.
HamishKL 4.02.2016 03:45
Réponses (1):
5

Cette réponse au commentaire de @Caleb n'a cessé de croître et de devenir une réponse hors sujet. Peut-être que vous le trouvez toujours utile.


Après avoir monté la couronne de zoom, je vais attacher un pignon à la arbre du moteur pas à pas pour contrôler le mouvement de la bague de zoom.

Un zoom linéaire permet zoom fluide et cohérent cela ne veut pas attirer l'attention sur lui.

"moteur pas à pas" et "lisse" ne vont pas bien ensemble.

Les moteurs pas à pas font des pas (d'où le nom ;)) et jamais un mouvement continu. Il n'y a aucun moyen de contourner le fait que le couple (qui est la chose qui provoque le mouvement) est appliqué par étapes discontinues. Vous pouvez lisser le mouvement avec divers efforts dans une certaine mesure, mais de tels efforts enlèvent l'avantage inhérent du moteur pas à pas: sa simplicité. Et même si vous parvenez à lisser le mouvement à un degré souhaitable, vous avez essentiellement créé un moteur régulier, alors pourquoi ne pas l'utiliser en premier lieu?

Jetez un oeil aux différents cardans stabilisateurs. Ils utilisent souvent des moteurs sans balais. À quoi ressembleraient les images s'ils utilisaient un moteur ste-ep-ep-ep-epper à la place?

Et si vous souhaitez éteindre le pilote du moteur pour permettre la rotation manuelle de la bague de zoom, vous devez toujours désengager l'engrenage qui relie mécaniquement le moteur pas à pas à l'objectif, car les pas d'un moteur pas à pas sont perceptibles lors de sa rotation à la main.

Je n'aime pas être que guy, mais dans une certaine mesure, votre question se lit comme ceci:

Il y a ces lentilles coûteuses qui ont les propriétés A, B et C qui les rendent toutes coûteuses à fabriquer. Maintenant, je voudrais ruban adhésif un moteur pas à pas à un objectif avec les mêmes propriétés et l'avoir pour pas cher. Des idées comment?

Je ne vois pas comment se contentant d'exiger l'existence des mêmes propriétés d'un objectif coûteux vous permet de créer un bon marché.

Cela ajoute une autre couche de complexité. J'aurais besoin de découvrir-soit par la recherche, soit par l'expérimentation (plus probable) - le comportement réel du lancer de zoom, qui peut être complexe.

Il y a de fortes chances que les entreprises de lens fassent réellement de la recherche et du développement. J'ai peur maintenant c'est votre tour. Vous avez un peu d'ingénierie à faire qui va au-delà "Je viens d'acheter des composants qui arrivent à remplir toutes mes exigences".

Je n'ai pas non plus besoin d'auto [...] concentrer

Je pense que vous voulez la mise au point automatique, mais pas pour la mise au point automatique au sens classique du terme. En effet, l'automatisation du zoom et de la mise au point vous permet de contrôler l'un ou l'autre, mais aussi les deux en même temps, en fonction l'un de l'autre.

Lorsque vous calibrez un objectif, vous obtenez des connaissances sur la façon dont

  • changements de mise au point, en fonction de la distance focale (varifocus)
  • le zoom change en fonction de la rotation de l'anneau de zoom (non-linéarité de l'anneau)

Connaissant ces erreurs statiques, vous pouvez les compenser pendant le fonctionnement. Comme suggéré par @Caleb dans un commentaire, vous pouvez compenser la bague de zoom non linéaire à peu près directement.

Afin de transformer l'objectif varifocal en un objectif parfocal, vous devez ajuster automatiquement la mise au point en fonction de la distance focale actuelle (et de la relation entre eux obtenue lors de l'étalonnage).

Si vous avez fait l'inverse (réglage de la distance focale en fonction de la mise au point), cela empêcherait toute respiration de mise au point de l'objectif.

En conclusion:

  1. Avec la possibilité de faire pivoter et de mesurer la position du zoom et bague de mise au point sur un objectif automatiquement, le matériel devient général but et applicables à (presque) n'importe quel objectif.
  2. Les deux exigences (objectif parfocal, zoom linéaire throw) sont abstraites loin de l'objectif lui-même et sont maintenant un travail de votre logiciel qui contrôle les deux anneaux, ce qui vous permet d'utiliser des objectifs qui ne sont ni parfocal ni ont un zoom linéaire throw et donc pas cher.
  3. Étant donné que les lentilles s'écartent des exigences initiales de manière statique, elles peuvent être étalonnées. Cela signifie que le logiciel qui contrôle les anneaux automatisés de l'objectif est également universel et tout ce qui doit changer pour utiliser un objectif différent est d'utiliser un étalonnage différent.

En faisant parfocalité1 de l'objectif et de la linéarité de son zoom une propriété du système entourant l'objectif, l'objectif n'a plus besoin d'avoir ces propriétés, ce qui vous permet d'utiliser beaucoup d'autres objectifs (moins chers).


1 c'est totalement un mot

"parfocality" - c'est un mot parfaitement cromulent.
scottbb 3.02.2016 02:08
Désolé, réponse multi-commentaires entrante ici, mais je ne connais pas de meilleur format.
Bungle 3.02.2016 02:13
Merci pour votre réponse - Je vous remercie sincèrement de prendre le temps de réfléchir. C'est utile, mais aussi plus qu'un peu condescendant. Je comprends que les moteurs pas à pas ont des limites inhérentes à leur conception, que j'ai de l'ingénierie devant moi (c'est un peu le point), que les entreprises de lentilles font de la R&D, et que le coût de ladite R&D est amorti dans le prix des lentilles résultantes qu'ils libèrent.
Bungle 3.02.2016 02:14
Malheureusement, je pense que le cynisme qui est évident dans votre réponse est tout votre propre. Si je voulais participer, je pourrais tout aussi bien caractériser votre réponse que de lire comme "Donc vous ne voulez pas payer beaucoup d'argent pour un objectif qui fait déjà tout cela. Vous voulez quelque chose pour rien. Facile, il suffit de commencer avec un objectif qui ne fait rien de tout cela, passer une tonne de temps à l'ingénierie de ces fonctionnalités dans l'objectif, et le tour est joué."
Bungle 3.02.2016 02:14
Je cherche un objectif qui se trouve quelque part au milieu de deux extrêmes que nous avons maintenant caractérisés: celui qui a la plupart des fonctionnalités que je veux, aucune des fonctionnalités dont je n'ai pas besoin, et donc un prix qui est plus favorable à mon budget que $2500. Je vais ensuite passer une quantité limitée de temps à construire dans la fonctionnalité que je veux contrôler encore plus que la solution allows 2500 permet (c'est-à-dire, le contrôle de mouvement de la bague de zoom) tout en passant le moins de temps possible à réinventer la roue.
Bungle 3.02.2016 02:15
Oui, les moteurs pas à pas ne sont pas lisses, mais je n'en ai jamais attaché un à la bague de zoom d'un objectif. (Si vous avez et cela a conduit à des résultats inacceptables, veuillez me faire savoir les détails.) Je vais probablement commencer par ne pas l'attacher avec du ruban adhésif. Ensuite, je vais choisir un moteur avec un nombre de pas élevé, utiliser une bibliothèque qui facilite le microstepping et, espérons-le, finir avec un degré de douceur qui est dans les tolérances de jeu dans une came de bague de zoom typique (plus jeu de vitesse de la bague extérieure). Ma théorie est que ce sera assez lisse pour que les étapes discrètes du moteur ne soient pas visibles en vidéo.
Bungle 3.02.2016 02:16
Est-ce que tout le travail? Pas la moindre idée. Mais je voudrais juste préciser que je fais cela pour créer un nouvel outil d'expérimentation, en apprendre un peu plus sur les lentilles, l'optique et le contrôle moteur, et m'amuser dans le processus. Je ne suis pas juste un avare. Avec des conceptions de lentilles réutilisées, adaptées, copiées, etc., dans l'industrie, je pense qu'il n'est pas déraisonnable de penser qu'il y a peut-être une bonne affaire sur un objectif qui offre la plupart de ce dont j'ai besoin qui pourrait être "piraté" à mes propres fins.
Bungle 3.02.2016 02:18
@Rater une grande partie des projets de BRICOLAGE sont souvent bon marché est parce que le travail est gratuit. Réinventer la roue pourrait avoir un coût inférieur à l'achat d'un. Vous devez savoir comment contrôler une bague d'objectif avec un moteur de toute façon. Vous pouvez également appliquer beaucoup de ces connaissances pour contrôler la bague de mise au point et vous débarrasser de l'exigence parfocale. Peut-être dans une deuxième étape de développement. Bonne chance!
null 3.02.2016 13:22
Merci, @ null. Mon point est qu'il y a encore une différence très substantielle dans LOE entre déplacer la bague de zoom linéairement ou avec une fonction d'assouplissement standard, par rapport à essayer de mettre à zéro la dérive de mise au point sur toute la plage de zoom. Je suis un développeur de logiciels, film major et j'ai fait des projets de moteur pas à pas avant, donc je sais un peu à ce sujet. Je suis plus que disposé à payer pour la "parfocalité" si c'est une option dans mon budget. Si ce n'est pas le cas, cela ne vaut probablement pas la peine d'essayer de le concevoir à partir d'un objectif.
Bungle 3.02.2016 16:32

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