Переробка canon ef-s 18-55mm f

0. Як би теоретичне обгрунтування

Рис.1 - Оптична схема Canon EF-S 18-55mm f / 3.5-5.6 IS
(Взято з lens-club.ru)

Об'єктив Canon EF-S 18-55mm f / 3.5-5.6 IS (далі - "об'єктив") зібраний в пластмасовому корпусі з висувним тубусом в передній частині і двома кільцями для фокусування і установки фокусної відстані на бічній поверхні. Усередині тубуса, в безпосередній близькості від його переднього торця, знаходиться група елементів, позначена на оптичній схемі (рис.1) як Lens group 1. Лінзи, що входять в цю групу, зібрані в єдиний блок в загальній оправі (далі - "передній блок лінз "). Групи оптичних елементів, позначені на схемі як Lens group 2, 3 і 4, укладені в окремий корпус (далі - "задній блок лінз"), який може переміщатися уздовж оптичної осі всередині корпусу об'єктива.

При повороті кільця установки фокусної відстані з положення мінімального (відмітка 18 на шкалі фокусних відстаней) до максимального (55) задній блок лінз переміщається з крайньо-правого за схемою положення в крайньо-ліве (наближається до переднього торця корпусу об'єктива). Тубус (а з ним і передній блок лінз) при цьому спочатку (до позначки "точка" на шкалі фокусних відстаней) засувається в корпус об'єктива, а потім знову висувається. Таким чином забезпечується монотонне скорочення відстані між останньою оптичної поверхні переднього блоку лінз і першої поверхнею заднього блоку приблизно на 20мм. Поворот кільця фокусування з положення "нескінченність" в положення мінімальної дистанції фокусування (за даними виробника 250мм) висуває тубус з корпусу об'єктива приблизно на 5мм.

Щоб отримати більший масштаб зображення можна або збільшувати фокусна відстань при незмінній дистанції фокусування, або зменшувати дистанцію фокусування при незмінному фокусній. Збільшення фокусної відстані без серйозної переробки конструкції в даній схемі навряд чи можливо. А ось зменшити дистанцію фокусування досить просто - достатньо збільшити відстань між переднім і заднім блоками лінз. Таким чином, щоб отримати цим об'єктивом зображення більшого масштабу необхідно буде висунути оправу переднього блоку лінз з тубуса.

Чим це може загрожувати?

Найочевидніше - максимальна дистанція фокусування переміститься з нескінченності на значно більш близьку відстань (втім для макро це якось не дуже суттєво).
Судячи по співвідношенню діаметрів передньої лінзи другої групи і задньої лінзи першої, апертурний пучок між ними (в зворотному ході променів) розширюється. Отже діаметр оправи переднього блоку лінз був розрахований виходячи з того, щоб на максимальній відстані від нього до заднього блоку не виникало виньетирования. Це означає, що збільшення відстані може до віньєтування привести. Однак, якщо не занадто захоплюватися, таке буде можливо тільки на малих фокусних (взагалі, щоб вийти за допустиму межу у всьому діапазоні фокусних і дистанцій фокусування потрібно висунути передній блок лінз з тубуса більш ніж на 25мм).
З оптичної схеми видно, що діаметр вхідної зіниці об'єктиву визначається тільки елементами груп лінз 2 і 1. З ТТХ об'єктива слід, що вхідна зіниця зменшується при зменшенні фокусної відстані (тобто при збільшенні відстані між групами лінз 2 і 1): 55 / 5.6 = 9.82мм на довгому кінці проти 18 / 3.5 = 5.14мм на короткому (взагалі-то це не геометричні діаметри, а їх еквіваленти з урахуванням втрат, але нам цікаві не абсолютні значення, а співвідношення). Значить подальше збільшення дистанції між переднім і заднім блоками лінз може привести до зменшення вхідної зіниці і, отже, втрати світлосили об'єктива.
Дісторсия у цього об'єктива на короткому кінці помітно вище ніж на довгому. Можливо це є наслідком збільшення відстані між групами лінз 1 і 2. Знову ж збільшуючи яку ризикуємо отримати ще більшу дисторсію.

1. Прилади і матеріали

Рис.2 - Прилади і матеріали

Об'єктив CANON ZOOM LENS EF-S 18-55mm 1: 3.5-5.6 IS (в народі - "кит") - 1шт.
Світлофільтр Dicom UV 58mm - 2шт. Взагалі підійдуть будь-які негідні з різьбленням на 58мм і, по можливості, c широкої оправою. Просто негідних в господарстві не сталося. Тому в навколишніх крамницях були знайдені умовно-придатні відповідних габаритів з мінімальною ціною (адже непридатними зробити їх зовсім не важко, правда?).
Голка швейна товста - 1шт. Використовувалася через брак тонкого шила.
Пінцет середній - 1шт.
Олівець для чистки оптики - 1шт.
Клей моментальний ціанакрілатний - 1шт.

У процесі розбирання з'ясувалося, що крім всього цього потрібна тонка хрестова викрутка (в господарстві знайшлася 3-х міліметрова - підійшла впритул). Клей і пінцет хоч і знадобилися, але зовсім не для того, для чого передбачалося спочатку.

2. Підготовка

Насамперед потрібно зробити світлофільтри остаточно непридатними.

Рис.9 - Притискне кільце потрібно приклеїти до оправі переднього блоку лінз

Як з'ясувалося на попередньому кроці, оправа переднього блоку лінз у цій модифікації об'єктива власної різьблення 58мм не має. Щоб забезпечити надійне з'єднання з раніше зібраним з оправ світлофільтрів вузлом доведеться її такою забезпечити. Тут як не можна до речі підійдуть другий притискне кільце і заздалегідь заготовлений клей.

Укладаємо передній блок лінз на кришку об'єктива "морду вниз". Наносимо по периметру оправи клей (досить 3-х крапель, розмазувати не потрібно - воно само прекрасно розтікається). Кладемо на оправу різьбове кільце шлицами догори. Оправа по периметру вельми вдало забезпечена 3-мя дугоподібними виступами. Діаметр утвореною ними кола майже точно відповідає внутрішньому діаметру кільця. Невеликий зазор звичайно є, і співвісність буде не ідеальна, але в цілому зійде.

Рис.10 - Передній блок лінз в новій економічній упаковці
з'єднаний з колишніми оправами світлофільтрів

Чекаємо пару хвилин поки клей остаточно затвердіє і вкручувати другий різьбове кільце разом з приклеєною до нього оправою переднього блоку лінз в оправу колишнього світлофільтру. Під кінець докручуємо із зусиллям, так щоб воно щільно вперлося в заздалегідь вкручені туди ж перше кільце. Пластмасову наліпки з буквами і цифрами ВЕРТАН взад (спочатку передбачалося, що клей знадобиться саме для цього, однак виявилося що з вивороту наліпки намазана якимось своїм незасихающім клеєм і в сторонніх клеях не потребує).

Рис.11 - Перед фінальною збіркою

Ось загалом-то і все. Залишилося змахнути пензликом олівця для чищення оптики пил звідусіль, їм же стерти сліди умілих лап з оптичних поверхонь, і щільно вкрутити отриманий бутерброд по різьбі для світлофільтрів в тубус об'єктива.

5. Результати

Для демонстрації масштабу разруш зображень, отриманих переробленим об'єктивом, використовується креслярський лінійка 1: 2 (тобто мале поділ, яке нібито 1мм, насправді - 0.5мм).

(RAW. Метадані)

Короткий кінець (18 на шкалі фокусних відстаней).

Максимальна дистанція фокусування 159мм (зліва): масштаб - 0.62, передній верховий відрізок - 28мм.

Мінімальна дистанція фокусування 147мм (праворуч): масштаб - 0.85, передній верховий відрізок - 11мм.

(RAW. Метадані)

Середнє фокусна ( "точка" на шкалі фокусних відстаней).

Максимальна дистанція фокусування 153мм (зліва): масштаб - 0.99, передній верховий відрізок - 29мм.

Мінімальна дистанція фокусування 140мм (праворуч): масштаб - 1.41, передній верховий відрізок - 11мм.

(RAW. Метадані)

Довгий кінець (55 на шкалі фокусних відстаней).

Максимальна дистанція фокусування 161мм (зліва): масштаб - 1.86, передній верховий відрізок - 28мм.

Мінімальна дистанція фокусування 148мм (праворуч): масштаб - 2.72, передній верховий відрізок - 10мм.

Разом:

На короткому кінці, як і передбачалося, вже не вистачає діаметра лінз, що становлять передній блок, - внутрішній край його оправи стає віньетірующім елементом. Гірше того, схоже, що цей край виявляється досить близько до площини предметів заднього блоку лінз. В результаті, крім виньетирования, маємо ще й помітне обмеження поля зору. Також в цьому положенні дуже велика (бочкоподібна) дисторсия. Передній верховий відрізок на цьому фокусній відстані мало відрізняється від інших, а відносно малий масштаб робить його менш цікавим з точки зору макрозйомки.
На середньому фокусній (кільце фокусування під в положенні, позначеному на шкалі "точкою") дисторсия вже не настільки яскраво виражена, виньетирование малопомітно, обмеження поля зору не спостерігається. Глибина різкості в цьому положень ще досить велика. Все це в поєднанні з досить великим масштабом дає підставу вважати таке фокусна відстань найбільш прийнятним для макро.
На довгому кінці, дисторсия і виньетирование практично не помітні. У цьому положенні можна досягти максимального масштабу зображення, проте дуже короткий передній верховий відрізок при цьому заважає природного освітлення об'єкта, а вкрай мала глибина різкості навіть на повністю закритій діафрагмі роблять це фокусна відстань придатним хіба що для зйомки статичних об'єктів зі штатива.
Визначення експозиції, зроблені через об'єктив після переробки показують, що падіння світлосили (всупереч очікуванням) незначно -

0.33EV. Можливе збільшення дистанції між групами лінз 1 і 2 призводить до деякого зменшення фокусної відстані.

Вершина передньої лінзи тепер виходить за торцевий зріз висувного тубуса (вірніше його продовження у вигляді оправ світлофільтрів), так що поводитися з об'єктивом доводиться обережно. І щось потрібно придумати з кришкою - штатна на торці вже не тримається.

6. Приклади

За традицією, щоб перевірити об'єктив, необхідно зняти їм його власну кришку (yep, we can!) Денюшку паперову і денюшку залізну. Традиції порушувати недобре.

(RAW. Метадані)

НЖМД унутре (в кадрі фрагмент шпинделя з одним з 6-и кріпильних гвинтів і магнітна головка над верхнім млинцем) і РК-монітор зовні (і нехай апологети плівки не говорять, що пікселі квадратні.).

(RAW. Метадані)

Мелкосхема, кварцовий резонатор і всяка обвеска (перевірка роботи автофокусу і демонстрація глибини різкості на f / 4.5, f / 8 і f / 16 для середнього фокусної відстані).

(RAW. Метадані)

І ще пара монет.

Бойове застосування - різні тварі і нетварі.

(RAW. Метадані)