عدسة التكبير

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى الملاحة اذهب الى البحث
عدسة تكبير / تصغير نيكور 28-200 مم ، ممتدة إلى 200 مم على اليسار ومنخفضة إلى طول بؤري 28 مم على اليمين

عدسة الزوم عبارة عن تجميع ميكانيكي لعناصر العدسة التي يمكن أن يتنوع الطول البؤري (وبالتالي زاوية الرؤية ) ، على عكس عدسة ذات طول بؤري ثابت (FFL) (انظر العدسة الأولية ).

عدسة الزوم الحقيقية ، والتي تسمى أيضًا العدسة البؤرية ، هي العدسة التي تحافظ على التركيز عندما يتغير طولها البؤري. [1] معظم عدسات الزوم الاستهلاكية لا تحافظ على التركيز التام ، لكنها لا تزال تصميمات غير محورية. تستخدم معظم هواتف الكاميرا التي تم الإعلان عنها على أنها تحتوي على زوم بصري في الواقع عددًا قليلاً من الكاميرات ذات البعد البؤري المختلف ولكن الثابت ، جنبًا إلى جنب مع التقريب الرقمي لإنشاء نظام هجين.

تأتي راحة الطول البؤري المتغير على حساب التعقيد - وبعض التنازلات على جودة الصورة والوزن والأبعاد والفتحة وأداء التركيز التلقائي والتكلفة. على سبيل المثال ، تعاني جميع عدسات الزوم من فقدان طفيف على الأقل ، إن لم يكن كبيرًا ، في دقة وضوح الصورة عند فتحة العدسة القصوى ، خاصة عند أقصى مدى لطولها البؤري. يتضح هذا التأثير في زوايا الصورة ، عند عرضها بتنسيق كبير أو دقة عالية. كلما زاد نطاق الطول البؤري الذي توفره عدسة الزوم ، زادت المبالغة في هذه التنازلات. [2]

الخصائص

صورة تم التقاطها بعدسة زوم ، والتي اختلف طولها البؤري خلال فترة التعريض

غالبًا ما يتم وصف عدسات الزوم بنسبة أطوالها البؤرية الأطول إلى الأقصر. على سبيل المثال ، يمكن وصف عدسة الزوم ذات الأطوال البؤرية التي تتراوح من 100 مم إلى 400 مم على أنها تكبير 4: 1 أو "4 ×". يستخدم المصطلح superzoom أو hyperzoom لوصف عدسات التكبير / التصغير الفوتوغرافية ذات عوامل الطول البؤري الكبيرة جدًا ، وعادة ما تكون أكثر من 5 × وتتراوح حتى 19 × في عدسات الكاميرا SLR و 22 × في الكاميرات الرقمية للهواة . يمكن أن تصل هذه النسبة إلى 300 × في عدسات كاميرات التلفزيون الاحترافية. [3] اعتبارًا من عام 2009 ، لا يمكن لعدسات التكبير / التصغير الفوتوغرافية التي تزيد عن 3 × تقريبًا إنتاج جودة تصوير على قدم المساواة مع العدسات الأولية . زووم فتحة سريعة ثابتة (عادةً f /2.8 أو f/2.0) بشكل نموذجي مقصور على نطاق التكبير / التصغير هذا. يكون تدهور الجودة أقل قابلية للإدراك عند تسجيل الصور المتحركة بدقة منخفضة ، وهذا هو السبب في أن عدسات الفيديو والتلفزيون الاحترافية قادرة على عرض نسب تكبير عالية. تعد عدسات التلفزيون ذات نسبة الزوم العالية معقدة ، وتحتوي على عشرات العناصر البصرية ، وغالبًا ما يزيد وزنها عن 25 كجم (55 رطلاً). [4] يمكن للتصوير الرقمي أيضًا أن يستوعب الخوارزميات التي تعوض العيوب البصرية ، سواء داخل المعالجات داخل الكاميرا وبرامج ما بعد الإنتاج.

بعض عدسات زوم التصوير الفوتوغرافي عبارة عن عدسات ذات تركيز طويل ، ذات أطوال بؤرية أطول من العدسة العادية ، وبعضها عبارة عن عدسات واسعة الزاوية (أوسع من المعتاد ) ، والبعض الآخر يغطي نطاقًا من الزاوية الواسعة إلى التركيز البؤري الطويل. العدسات في المجموعة الأخيرة من عدسات الزوم ، والتي يشار إليها أحيانًا باسم الأزيز "العادي" ، [ بحاجة لمصدر ] أزاحت العدسة ذات البعد البؤري الثابت باعتبارها الاختيار الشائع للعدسة الواحدة في العديد من الكاميرات المعاصرة. عادةً ما تشير العلامات الموجودة على هذه العدسات إلى W و T.لـ "عريض" و "تليفوتوغرافي". تم تعيين Telephoto لأن الطول البؤري الأطول الذي توفره العدسة المتباينة السلبية أطول من مجموعة العدسة الكلية (تعمل العدسة المتباينة السالبة كـ "مجموعة التقريب"). [5]

عرض تكبير غير عادي لمبنى تلسكوب VLT [6]

تسمح بعض الكاميرات الرقمية باقتصاص الصورة الملتقطة وتكبيرها ، من أجل محاكاة تأثير عدسة زووم ذات طول بؤري أطول (زاوية رؤية أضيق). يُعرف هذا باسم الزوم الرقمي وينتج صورة ذات دقة بصرية أقل من الزوم البصري. يمكن الحصول على نفس التأثير بالضبط باستخدام برنامج معالجة الصور الرقمية على جهاز كمبيوتر لاقتصاص الصورة الرقمية وتوسيع المنطقة التي تم اقتصاصها. تحتوي العديد من الكاميرات الرقمية على كليهما ، ويتم الجمع بينهما باستخدام الزوم البصري أولاً ، ثم الزوم الرقمي.

تُستخدم عدسات التكبير والتصغير الفائق بشكل شائع مع الصور الثابتة ، والفيديو ، وكاميرات الصور المتحركة ، وأجهزة العرض ، وبعض المناظير ، والمجاهر ، والتلسكوبات ، والمشاهد التلسكوبية ، والأدوات البصرية الأخرى . بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الجزء البؤري لعدسة الزوم كتلسكوب ذو تكبير متغير لعمل موسع شعاع قابل للضبط . يمكن استخدام هذا ، على سبيل المثال ، لتغيير حجم شعاع الليزر بحيث يمكن تغيير إشعاع الحزمة.

التاريخ

Voigtländer Zoomar ، مقاس 36-82 مم f /2.8

تم استخدام الأشكال المبكرة لعدسات الزوم في التلسكوبات البصرية لتوفير تباين مستمر لتكبير الصورة ، وقد تم الإبلاغ عن ذلك لأول مرة في إجراءات الجمعية الملكية في عام 1834. تضمنت براءات الاختراع المبكرة لعدسات التقريب أيضًا عناصر عدسة متحركة يمكن تعديلها لتغيير البعد البؤري الكلي للعدسة. تسمى العدسات من هذا النوع الآن العدسات متعددة البؤرة ، لأنه عندما يتم تغيير البعد البؤري ، يتحرك موضع المستوى البؤري أيضًا ، مما يتطلب إعادة تركيز العدسة بعد كل تغيير.

تم تسجيل براءة اختراع أول عدسة تكبير حقيقية ، والتي احتفظت بتركيز شبه حاد بينما تم تغيير البعد البؤري الفعال لمجموعة العدسة ، في عام 1902 بواسطة Clile C. Allen ( براءة الاختراع الأمريكية 696788 ). يمكن رؤية الاستخدام المبكر لعدسة الزوم في السينما في اللقطة الافتتاحية لفيلم "It" بطولة كلارا باو ، من عام 1927. كان أول إنتاج صناعي هو عدسة Bell and Howell Cooke "Varo" مقاس 40-120 مم لفيلم مقاس 35 مم تم تقديم الكاميرات في عام 1932. كانت عدسة VAROTAL III الأكثر إثارة للإعجاب في وقت مبكر من تليفزيون Zoom ، من رتبة تايلور هوبسون من المملكة المتحدة التي بنيت في عام 1953. كيلفيت 36-82 مم / 2.8 Zoomarفي عام 1959 ، كانت أول عدسة متعددة البؤر في الإنتاج المنتظم للتصوير الفوتوغرافي الثابت مقاس 35 مم . [7] أول عدسة زوم للفيلم حديثة ، Pan-Cinor ، تم تصميمها حوالي عام 1950 من قبل روجر كوفيلير ، مهندس فرنسي يعمل في SOM-Berthiot . كان لديها نظام زووم تعويض بصري. في عام 1956 ، بيير أنجينيوقدم نظام التعويض الميكانيكي ، مما يتيح التركيز الدقيق أثناء التقريب ، في عدسته مقاس 17-68 ملم مقاس 16 ملم والتي تم إصدارها في عام 1958. وفي نفس العام ، تم استخدام نموذج أولي لنسخة 35 ملم من زوم Angénieux 4x ، وقد استخدم المصور السينمائي روجر فيلوس مقاس 35-140 ملم لإنتاج جولي لا روس. حصلت Angénieux على جائزة تقنية 1964 من أكاديمية الصور المتحركة لتصميم عدسات زوم 10 إلى 1 ، بما في ذلك 12-120 مم لكاميرات الأفلام 16 مم و 25-250 مم لكاميرات الأفلام مقاس 35 مم.

منذ ذلك الحين ، أدى التقدم في التصميم البصري ، وخاصة استخدام أجهزة الكمبيوتر لتتبع الأشعة الضوئية ، إلى جعل تصميم وبناء عدسات الزوم أسهل بكثير ، وهي تُستخدم الآن على نطاق واسع في التصوير الفوتوغرافي المحترف والهواة.

كانون AE-1 ، كاميرا 35 ملم مع عدسة تكبير. ميزة عدسة الزوم هي المرونة ، لكن عيبها هو الجودة البصرية. تتمتع العدسات الأولية بجودة صورة أكبر بالمقارنة.

تصميم

نظام عدسة تكبير بسيط. العدسات الثلاث للنظام البؤري هي L 1 ، L 2 ، L 3 (من اليسار). يمكن أن يتحرك L 1 و L 2 إلى اليسار واليمين ، مما يؤدي إلى تغيير الطول البؤري الكلي للنظام (انظر الصورة أدناه).

هناك العديد من التصميمات الممكنة لعدسات الزوم ، وأكثرها تعقيدًا بها ما يزيد عن ثلاثين عنصرًا فرديًا للعدسة وأجزاء متحركة متعددة. ومع ذلك ، يتبع معظمهم نفس التصميم الأساسي. تتكون بشكل عام من عدد من العدسات الفردية التي قد تكون ثابتة أو تنزلق محوريًا على طول جسم العدسة. بينما يتغير تكبير عدسة الزوم ، من الضروري التعويض عن أي حركة للمستوى البؤري للحفاظ على وضوح الصورة المركزة. يمكن إجراء هذا التعويض بوسائل ميكانيكية (تحريك مجموعة العدسة الكاملة بينما يتغير تكبير العدسة) أو بصريًا (ترتيب موضع المستوى البؤري ليتغير بأقل قدر ممكن أثناء تكبير العدسة).

مخطط بسيط لعدسة الزوم يقسم التجميع إلى جزأين: عدسة تركيز مماثلة لعدسة فوتوغرافية قياسية ذات طول بؤري ثابت ، يسبقها نظام تكبير بؤري ، وهو ترتيب لعناصر العدسة الثابتة والمتحركة التي لا تركز على الضوء ، ولكنه يغير حجم شعاع الضوء الذي يمر عبره ، وبالتالي يغير الحجم الكلي لنظام العدسة.

حركة العدسات في نظام التكبير البؤري

في عدسة التكبير / التصغير البسيطة هذه التي يتم تعويضها بصريًا ، يتكون النظام البؤري من عدستين موجبتين (متقاربتين) متساويتين في الطول البؤري (العدسات L 1 و L 3 ) مع عدسة سلبية (متباعدة) ( L 2 ) بينهما ، مع بُعد بؤري مطلق أقل من نصف العدسات الموجبة. العدسة L 3 ثابتة ، لكن يمكن تحريك العدستين L 1 و L 2 محوريًا في علاقة غير خطية معينة. عادة ما يتم تنفيذ هذه الحركة من خلال ترتيب معقد من التروس والكاميرات في مبيت العدسة ، على الرغم من أن بعض عدسات التكبير / التصغير الحديثة تستخدم أجهزة يتحكم فيها الكمبيوتر لأداء هذا الوضع.

بينما تتحرك العدسة السالبة L 2 من مقدمة العدسة إلى مؤخرة العدسة ، تتحرك العدسة L 1 للأمام ثم للخلف في قوس مكافئ. عند القيام بذلك ، يختلف التكبير الزاوي الكلي للنظام ، ويغير البعد البؤري الفعال لعدسة الزوم الكاملة. في كل نقطة من النقاط الثلاث الموضحة ، يكون النظام ثلاثي العدسات بؤريًا (لا يتباعد أو يتقارب الضوء) ، وبالتالي لا يغير موضع المستوى البؤري للعدسة. بين هذه النقاط ، النظام ليس بؤريًا تمامًا ، لكن التباين في موضع المستوى البؤري يمكن أن يكون صغيرًا بدرجة كافية (حوالي ± 0.01 مم في عدسة مصممة جيدًا) حتى لا يحدث تغييرًا كبيرًا في حدة الصورة.

من القضايا المهمة في تصميم عدسة الزوم تصحيح الانحرافات البصرية (مثل الانحراف اللوني ، وعلى وجه الخصوص ، انحناء المجال ) عبر نطاق التشغيل الكامل للعدسة ؛ هذا أصعب بكثير في عدسة الزوم من العدسة الثابتة ، والتي تحتاج فقط إلى تصحيح الانحرافات لبعد بؤري واحد. كانت هذه المشكلة سببًا رئيسيًا للامتصاص البطيء لعدسات الزوم ، حيث كانت التصميمات المبكرة أدنى بكثير من العدسات الثابتة المعاصرة ولا يمكن استخدامها إلا مع نطاق ضيق من الأرقام البؤرية . مكنت تقنيات التصميم البصري الحديثة من بناء عدسات تكبير مع تصحيح جيد للزيغ على أطوال بؤرية وفتحات متغيرة على نطاق واسع.

في حين أن العدسات المستخدمة في التصوير السينمائي وتطبيقات الفيديو مطلوبة للحفاظ على التركيز أثناء تغيير الطول البؤري ، فلا توجد مثل هذه المتطلبات للتصوير الثابت ولعدسات الزوم المستخدمة كعدسات عرض. نظرًا لأنه من الصعب إنشاء عدسة لا تغير التركيز بنفس جودة الصورة مثل تلك التي تفعل ذلك ، فغالبًا ما تستخدم التطبيقات الأخيرة العدسات التي تتطلب إعادة التركيز بمجرد تغيير الطول البؤري (وبالتالي ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، عدسات متنوعة ، وليست عدسات تكبير ). نظرًا لأن معظم الكاميرات الثابتة الحديثة تقوم بالتركيز التلقائي ، فهذه ليست مشكلة.

غالبًا ما يتبادل مصممو عدسات الزوم ذات نسب الزوم الكبيرة انحرافًا واحدًا أو أكثر لزيادة حدة الصورة. على سبيل المثال ، درجة أكبر من تشويه الأسطوانة والدبابيسيُسمح به في العدسات التي تمتد على مدى الطول البؤري من زاوية واسعة إلى تليفوتوغرافي بنسبة بؤرية تبلغ 10 × أو أكثر مما هو مقبول في عدسة ذات طول بؤري ثابت أو عدسة تكبير ذات نسبة أقل. على الرغم من أن أساليب التصميم الحديثة تعمل باستمرار على تقليل هذه المشكلة ، إلا أن تشويه الأسطوانة الذي يزيد عن واحد بالمائة أمر شائع في هذه العدسات ذات النسبة الكبيرة. هناك سعر آخر يتم دفعه وهو أنه في إعدادات التقريب القصوى للعدسة ، يتغير الطول البؤري الفعال بشكل كبير بينما تركز العدسة على الأشياء الأقرب. يمكن أن ينخفض ​​الطول البؤري الظاهر إلى أكثر من النصف أثناء تركيز العدسة من اللانهاية إلى المتوسطة عن قرب. وبدرجة أقل ، يظهر هذا التأثير أيضًا في عدسات الطول البؤري الثابت التي تحرك عناصر العدسة الداخلية ، بدلاً من العدسة بأكملها ، لإحداث تغييرات في التكبير.

عدسة متعددة البؤرة

العديد من ما يسمى بعدسات "التكبير / التصغير" ، لا سيما في حالة الكاميرات ذات العدسة الثابتة ، هي في الواقع عدسات متعددة البؤر ، مما يمنح مصممي العدسات مزيدًا من المرونة في مقايضات التصميم البصري (نطاق الطول البؤري ، الفتحة القصوى ، الحجم ، الوزن ، التكلفة) من الزوم المحوري الحقيقي ، وهو عملي بسبب الضبط البؤري التلقائي ، ولأن معالج الكاميرا يمكنه تحريك العدسة للتعويض عن التغيير في موضع المستوى البؤري أثناء تغيير التكبير ("التكبير") ، مما يجعل العملية بشكل أساسي مثل تقريب محيطي حقيقي. [ بحاجة لمصدر ]

انظر أيضا

حسب البعد البؤري

المراجع

الاقتباسات

  1. ^ كافانا ، روجر (29 مايو 2003). "عدسات Parfrocal" . مؤرشفة من الأصلي في 2007-10-07 . تم الاسترجاع 2007-11-18 .
  2. ^ "مراجعة عدسة Tamron 18-270mm f / 3.5-6.3 Di II VC LD" . مؤرشفة من الأصلي في 16 يناير 2013 . تم الاسترجاع 20 مارس ، 2013 .
  3. ^ LetsGoDigital. "Panavision تظهر لأول مرة عدسة تكبير رقمية 300x - LetsGoDigital" . www.letsgodigital.org . مؤرشفة من الأصلي في 5 سبتمبر 2017 . تم الاسترجاع 1 مايو 2018 .
  4. ^ "يمكن أن تكلف عدسات كاميرات البث في الأولمبياد ما يصل إلى تكلفة سيارة لامبورغيني" . العلوم الشعبية . تم الاسترجاع 2020-02-01 .
  5. ^ شيهان ، جون (12 يونيو 2003). إدارة طيران الشركات والطيران: السفر الجوي عند الطلب: السفر الجوي عند الطلب . ماكجرو هيل بروفيشنال. رقم ISBN 9780071412278. تم الاسترجاع 1 مايو 2018 - عبر كتب Google.
  6. ^ "فرص التمويل في شيلي (Anuncio de Oportunidades)" . إعلانات ESO . مؤرشفة من الأصلي في 2 مايو 2014 . تم الاسترجاع 2 مايو 2014 .
  7. ^ ديشين ، يعقوب (15 مارس 1959). "عدسة تكبير للصور" . نيويورك تايمز . تم الاسترجاع 12 سبتمبر ، 2017 .

المصادر

  • Kingslake ، R. (1960) ، "تطوير عدسة الزوم". مجلة SMPTE 69 ، 534
  • كلارك ، ميلادي (1973) ، عدسات زووم ، دراسات عن البصريات التطبيقية رقم 7 . آدم هيلدجر (لندن).
  • Malacara ، Daniel and Malacara ، Zacarias (1994) ، كتيب تصميم العدسة . مارسيل ديكر ISBN 0-8247-9225-4 
  • "ما هو داخل عدسة التكبير؟" . Adaptall-2.com. 2005.