Удлинительные кольца — Википедия

Удлинительные кольца, промежуточные кольца, макро-кольца (от др.-греч. μακρός — большой, крупный) — металлические или пластмассовые кольца, устанавливаемые между корпусом фотоаппарата или кинокамеры и сменным объективом для его фокусировки на очень близкие предметы и съёмки в крупном масштабе^[1][2]. В отличие от насадочных линз, позволяющих вести макросъёмку любыми типами аппаратуры, удлинительные кольца могут использоваться только со съёмными объективами, однако значительно меньше влияют на качество изображения.

Принцип действия[править | править код]

Назначение макроколец соответствует увеличенному («двойному») растяжению фокусировочного меха фотоаппаратов прямого визирования, позволяя уменьшить ближайшую дистанцию наводки^[3]. При этом объектив отодвигается от фокальной плоскости дальше, чем штатным фокусировочным механизмом оправы, отображая резко предметы, расположенные очень близко^[4]. При удалении объектива на удвоенное фокусное расстояние, предметы отображаются в масштабе 1:1. Высота кольца определяет доступный масштаб съёмки. Как правило, кольца выпускаются в виде набора из нескольких, имеющих разную высоту. Это позволяет регулировать получаемый масштаб изображения подбором нужного кольца или сочетания нескольких.

Точная фокусировка производится червячным механизмом оправы объектива. В однообъективных зеркальных фотоаппаратах и кинокамерах с зеркальным обтюратором фокусировка производится через штатный видоискатель. При использовании с дальномерными камерами для точной наводки необходима установка в кадровое окно матового стекла вместо фотоплёнки^[1]. Цифровые фотоаппараты различных типов позволяют использовать для этих целей электронный видоискатель. В автофокусных системах возможность автофокусировки сохраняется при наличии в кольцах передаточных электрических цепей между микропроцессорами камеры и объектива. Однако в большинстве случаев автофокус, особенно фазовый, начинает работать нестабильно из-за снижения светосилы объектива^[5].

При использовании удлинительных колец неизбежно ухудшается разрешающая сила объектива и увеличиваются аберрации. Это объясняется тем, что оптические расчёты большинства объективов общего назначения производятся для съёмки на «бесконечности». И при больших выдвижениях объектива оптические характеристики снижаются. Иногда этот эффект можно уменьшить, перевернув объектив «задом наперёд»^[6]. В этом случае пространство предметов и пространство изображений меняются местами, обеспечивая более близкий к расчётному ход лучей. Однако, по сравнению с насадочными линзами, нарушающими корригирование оптической системы объектива и его светорассеяние, удлинительные кольца значительно меньше влияют на качество изображения.

Изменение параметров изображения[править | править код]

Увеличение масштаба[править | править код]

Формула линзы^[7]

${\displaystyle {\frac {1}{u}}+{\frac {1}{v}}={\frac {1}{f}}}$, где

${\displaystyle u~}$ — расстояние от объекта до фокальной плоскости,
${\displaystyle v~}$ — расстояние от фокальной плоскости до изображения,
${\displaystyle f~}$ — фокусное расстояние объектива.

Масштаб изображения ${\displaystyle m~}$ — отношение размера изображения к размеру объекта — равен отношению расстояния от изображения до фокальной плоскости к расстоянию от объекта до фокальной плоскости:

${\displaystyle m={\frac {v}{u}}}$.

Таким образом, масштаб выражается через фокусное расстояние объектива и расстояние от фокальной плоскости до изображения следующим образом:

${\displaystyle m={\frac {v}{f}}-1}$.

Если обозначить максимальный масштаб без использования удлинительных колец как ${\displaystyle m_{0}~}$, а соответствующее ему максимальное расстояние от фокальной плоскости до изображения как ${\displaystyle v_{0}~}$, то изменение масштаба при использовании удлинительных колец рассчитывается так:

${\displaystyle m={\frac {v_{0}+b}{f}}-1=m_{0}+{\frac {b}{f}}}$,

где ${\displaystyle b~}$ — толщина установленного кольца. Толщина удлинительного кольца, необходимого для достижения масштаба ${\displaystyle m~}$, вычисляется по формуле

${\displaystyle b=f\cdot (m-m_{0})}$.

Уменьшение относительного отверстия объектива[править | править код]

При обычной фотосъёмке объектов, расположенных на расстояниях от бесконечности до ~1 метра фокусировка выполняется выдвижением объектива (или части линз) на небольшую величину. Расстояние от объектива до плоскости изображения при этом увеличивается, а относительное отверстие уменьшается, но изменение последнего настолько незначительно, что при определении экспозиции им можно пренебречь. В случае макросъёмки объектив выдвигается на значительное расстояние, иногда в несколько раз превышающее фокусное, и во столько же раз уменьшается относительное отверстие, так как диаметр выходного зрачка остаётся неизменным.

${\displaystyle k={\frac {v}{v_{\mathcal {1}}}}={\frac {mf+f}{m_{\mathcal {1}}f+f}}=m+1}$,

где ${\displaystyle k~}$ — коэффициент, показывающий, во сколько раз уменьшилось относительное отверстие объектива.

Таким образом, при съёмке в масштабе 1:1 расстояние до плёнки (матрицы) увеличивается вдвое по сравнению с установкой на бесконечность, и вдвое уменьшается относительное отверстие.

Соответственно, при съёмке с масштабом ${\displaystyle m~}$ выдержка должна быть увеличена в ${\displaystyle (m+1)^{2}~}$ раз по сравнению со съёмкой с фокусом, установленным на бесконечность.

Формула для корректировки выдержки при установке удлинительного кольца для макросъёмки с максимальным увеличением (то есть с минимальным расстоянием фокусировки) выглядит следующим образом:

${\displaystyle {\frac {t}{t_{0}}}=(1+{\frac {b}{v_{0}}})^{2}=(1+{\frac {b}{f(m_{0}+1)}})^{2}}$,

а при съёмке с установкой на максимально возможную дистанцию съёмки —

${\displaystyle {\frac {t}{t_{\mathcal {1}}}}=({\frac {f+b}{f}})^{2}}$.

Поскольку у обычных (не макро) объективов расстояние от фокальной плоскости до плоскости изображения меняется мало, для таких объективов последнюю формулу можно использовать для расчёта поправок, сравнивая экспозицию при установленном удлинительном кольце и минимальном расстоянии фокусировки с экспозицией без удлинительного кольца с фокусировкой на бесконечность. Для макрообъективов такое упрощение неприменимо: у них при фокусировке фокальная плоскость значительно сдвигается, а вместе с ней заметно меняется светосила.

Техническое исполнение[править | править код]

• Удлинительные кольца без механики привода автоматической диафрагмы.
• Удлинительные кольца, позволяющие обеспечить механическую связь привода диафрагмы на объективе с органами управления в камере.
• Удлинительные кольца современных фотокамер с электрическими контактами, позволяющими электронике аппарата управлять объективом (без электрической связи современная цифровая фотокамера может оказаться неработоспособной). Полностью сохраняется автофокусировка, управление диафрагмой и другие функции.

Перечень моделей[править | править код]

Удлинительные кольца выпускаются или выпускались для многих байонетов и резьбовых стандартов крепления объективов. Для большинства стандартов сменных объективов в продаже имеются кольца без электрических контактов, также для ряда распространенных систем (Canon EF, Nikon F и другие) выпускаются более дорогие кольца с электрическими контактами, как оригинальные, так и от малоизвестных производителей.

Canon EF[править | править код]

• В настоящее время выпускаются удлинительные кольца Extension Tube EF 12 II (высота 12 мм) и Extension Tube EF 25 II (25 мм), совместимые, за небольшим исключением, со всеми объективами Canon EF и EF-S. Ранние модели без индекса II не совместимы с объективами EF-S. Удлинительные кольца поддерживают обмен информацией между фотоаппаратом и объективом и автофокусировку.

СССР[править | править код]

Как правило, удлинительные кольца выпускаются комплектами из нескольких колец разной толщины.

• Комплект из четырёх колец толщиной 5; 8; 16,4 и 26 мм с резьбой М39×1 для дальномерных фотоаппаратов «ФЭД» — «Зоркий», старых «Зенитов».
  • Кольцо толщиной 16,4 мм могло быть использовано для установки объективов от фотоаппарата «Зенит» на дальномерные аппараты. Функция дальномера, естественно, не сохранялась.
• Комплект из трёх колец толщиной 7, 14 и 28 мм с резьбой M42×1 без привода диафрагмы.
• Комплект из трёх колец толщиной 7, 14 и 28 мм с резьбой M42×1 с приводом диафрагмы.
• Комплект из трёх колец толщиной 7, 14 и 28 мм с байонетом К для фотоаппаратов «Зенит-Автомат».
• Комплект из трёх колец толщиной 7, 14 и 28 мм с байонетом Н для фотоаппаратов «Киев-17».
• Комплект из двух колец толщиной 19 и 48 мм с байонетом Б для фотоаппаратов «Киев-60».
• Комплект из двух колец толщиной 19 и 48 мм с байонетом В для фотоаппаратов «Салют», «Киев-88».

См. также[править | править код]

• Фокусировочный мех
• Макросъёмка
• Насадочная линза

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Андерег Г., Панфилов Н. Глава VII. Нормальная, специальные и комбинированные киносъёмки // Справочная книга кинолюбителя / Д. Н. Шемякин. — Л.: «Лениздат», 1977. — С. 151—192. — 368 с.

•  Гордийчук О. Ф., Пелль В. Г. Раздел III. Киносъёмочные объективы // Справочник кинооператора / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1979. — С. 143—194. — 440 с.

• Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.,: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 340. — 447 с.

• В. П. Микулин. Урок 24. Репродуцирование // 25 уроков фотографии / Н. Н. Жердецкая. — 11-е изд.. — М.: «Искусство», 1961. — С. 435—458. — 480 с. — 1300 000 экз.

• Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин. Современные фотоаппараты // Краткий справочник фотолюбителя / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1985. — С. 33—82. — 367 с. — 100 000 экз.

Ссылки[править | править код]

• Close Up Exposure / Magnification Tables - Таблицы увеличения экспозиции при макросъёмке  (англ.)
• Использование удлинительных колец Архивная копия от 5 ноября 2013 на Wayback Machine // 21-05-2012