"Перископическая линза работает так же, как перископ на подводной лодке". Таких "перископов" у меня уже четыре... А может быть и больше - это смотря как считать. Сегодня рассмотрим такое явление в фототехнике, как перископный объектив.
Самый первый "перископ"
В журнале Foto&Video за февраль 2002 года докладывают о маленькой, но оригинальной фотокамере. Речь идёт о Minolta Dimage X. Вместе с этой моделью начинается история потребительских фотокамер с перископным объективом. Миллионам обычных кнопконажимателей (аналогичным ныне существующим "мобильным" фотографам) нужен был действительно компактный фотоаппарат для постоянного ношения с собой, ведь сотовые телефоны, коммуникаторы и прочее, тогда ещё не могли выдать приличное изображение для печати 10х15.
В фотоаппарате Minolta Dimage X установлен объектив "с использованием призмы и поворотом оптической оси". Это означает, что при включении камеры нет необходимости выдвигать объектив в рабочее положение, что значительно сокращает время "старта". Вместе с этим, оптика и её электромеханический привод лучше защищены. Поломки выдвижных объективов достаточно часты у "мыльниц".
Из пресс-релиза Minolta: «…Сверхсовременный, революционный дизайн новейшей фотокамеры Minolta DiMAGE X делает её самой маленькой, самой лёгкой и самой тонкой 2-х мегапиксельной цифровой фотокамерой в мире. Камера обеспечивает самое короткое время выхода в рабочий режим: 1,8 секунды».
Minolta Dimage X оснащена одним перископическим объективом 37-111мм F2.8-3.6 (экв.). Толщина аппарата - 20 мм; ширина и высота составляют 84x72 мм, полный снаряженный вес - 155 г.
Сегодня у меня нет в коллекции Minolta Dimage X и я не горю желанием её заполучить, но я не мог не написать о первой камере такого рода в публикации, посвящённой моим "перископам".
"Гибридная" система
Первая попытка объединить в конструкции перископический объектив и выдвижной была предпринята в модели Panasonic Lumix DMC-TZ1. Камера получила награду TIPA Awards 2006 в номинации цифровая камера-суперзум.
Ничего странного в том, что подобная фотокамера была сделана Panasonic. Со своей линейкой камер FZ они первыми поняли притягательность для рядового потребителя качественного зума 10х и более. TZ1 стал самой маленькой в мире камерой с оптической стабилизацией и 10-кратным зумом на дату анонса - 14 февраля 2006 года. 112 х 58,1 х 40,2 мм, 234 г.
Panasonic Lumix DMC-TZ1 есть в моей коллекции, но очень редко его использую. Качество снимков уступает эквивалентным моделям FZ. Отсутствие ЭВИ не добавляет удобства использования. Хотя иногда объектив камеры может быть "атмосферным".
Шахта объектива располагается горизонтально внутри корпуса. С одной стороны, шахта объектива заканчивается CCD-матрицей 1/2.5 дюйма. С другой стороны шахты располагается призма, перенаправляющая световой поток. В отличии от большинства «перископных» камер, на передней панели камеры напротив этой призмы располагается не одинокая линза, а полноценный сегмент оптической системы с входной линзой довольно солидных габаритов, выдвигающийся вперед на 1,5 см при использовании максимального 10х зума.
Такое решение смогло обеспечить рекордно широкий диапазон фокусного расстояния (10х) при достаточно компактных габаритах корпуса.
Оптическая система Panasonic TZ1 состоит из 12 элементов в 10 группах (3 асферические линзы). Десятикратный зум-объектив Leica DC Vario-Elmarit, фокусное расстояние – 5.2-52 мм (35-350 мм в эквиваленте для 35 мм). Светосила в широкоугольном положении – F2.8-5.0 (2 шага), в тeле – F4.2-7.1 (2 шага). С сожалением следует признать, что возможны только два положения диафрагмы - открытое и закрытое.
Лично я не нахожу "гибридную" систему Panasonic Lumix DMC-TZ1 хорошим решением, ведь она объединяет недостатки обоих систем объективов: качество изображения снижается, а проблемы с выдвижной частью объектива остаются.
Публикации, посвящённые перископу TZ1 на моём канале 👇
Два "перископа" для 10х зума
В Kodak пошли другим путём и обошлись без выдвижных частей, сохранив простоту и лаконичность перископной системы. Kodak EasyShare V610 обошёл в плане компактности TZ1, даёт тот же 10х зум, но не имеет оптической стабилизации.
Отмотаем историю чуть назад: в самом начале 2006 года миру представлена компактная фотокамера Kodak EasyShare V570, оснащенная двумя перископическими объективами и двумя датчиками изображения: фикс 23 мм F2.8 и зум-объектив 39–117 мм F3.9–4.4 (экв.). Камера вызвала целый шквал публикаций в прессе. Всех заинтересовала система с двумя объективами.
В том же 2006 году компания выпускает ещё более интересную модель - Kodak EasyShare V610. Вторая модель Kodak с двумя зум-объективами, охватывает диапазоны 38-114мм и 130-380мм соответственно - общее 10-кратное оптическое увеличение. Это приносит V610 титул «Самая маленькая в мире цифровая камера с 10-кратным оптическим зумом».
Итак, V570 была анонсирована в январе 2006 года, V610 - в апреле, V705 - в августе. V705 характеризуется более скромным оптическим зумом (аналогичен V570). Таким образом, весь 2006 год проходят анонсы двухобъективных фотокамер Kodak, после чего они исчезают из ассортимента компании навсегда.
Ряд технических проблем по фотокамерам и в бизнесе окончательно отбили охоту у Kodak производить подобные фотокамеры. V570 и V705 предлагали вполне обычный для компактов 5х зум но в более сложном техническом исполнении. Только V610 стал "звездочкой" со своим 10х зумом. Здесь игра стоила свеч.
Сегодня я не так часто фотографирую на Kodak EasyShare V610 - качество пережатых JPEG-файлов не очень хорошее для пиксельщика. Но мне нравится компактность системы и её интересный телеобъектив 130-380мм F4.8.
Публикации, посвящённые перископам V610 на моём канале 👇
Кручёный
Samsung i7 анонсирован 29 января 2007 года и является типичным продуктом для массового рынка, сочетающим в себе стильный металлический корпус, перископный объектив с 3х зумом и любопытную (уникальную?) для фотоаппаратов систему поворотного дисплея.
Таким образом, в фотоаппарате есть две фишки: "перископ" и поворотный дисплей. Практическая польза от последней фишки весьма сомнительная. В плане фотографий это не даёт ровным счётом ничего. Ну да, в режиме фотоаппарата камера на 1,5 см шире и её становится удобнее удерживать (но глубина и высота камеры остаются неизменными).
Поворотный дисплей позволяет переключать функции аппарата: когда он находится в нейтральном положении (0 градусов), пользователь может получить доступ к музыкальным файлам; когда он повернут на 90 градусов - к функциям портативного мультимедийного проигрывателя (видео-плеер); повернув его на 180 градусов автоматически включает вам фотокамеру.
Фотокамера Samsung i7 подарена каналу Русланом Субботиным, фотографом из Павловского района Краснодарского края, за что ему большое спасибо!
Два "перископа" или 3D
Иногда бывает так, что необходимость использования перископических объективов диктуется требованиями компактности, но не исходя из стиля, а по насущной необходимости. Фотокамера Fujifilm FinePix REAL 3D W3 анонсирована 17 августа 2010 и представляет собой два одинаковых фотоаппарата в одном корпусе. Для чего? Конечно, для того чтобы снимать настоящие 3D фотографии.
Задача была поставлена сложная: разместить два полноценных зум-объектива и сохранить при этом компактные размеры корпуса. Самое главное - не отпугнуть рядового потребителя необычностью конструкции. Это не должно было стать похожим на бинокль или устройство ночного видения. Выбор двух одинаковых перископических объектива, синхронизированных друг с другом - единственное решение задачи.
"Глаза" Fujifilm FinePix REAL 3D W3 разнесены в корпусе примерно на то же расстояние, что и наши с вами аппараты - значит 3D будет максимально естественным. При этом, объективы могут работать и по отдельности, одновременно создавая две 2D-фотографии с разными настройками (интенсивности цвета, зума и прочее).
Фотокамера оснащена объективами 35–105 мм (экв.) F3.7-4.2. Два весьма посредственных объектива и датчика изображения, но вместе они могут создать весьма впечатляющее 3D-изображение.
Неожиданное открытие. Перископический объектив из 2000-го
Olympus TCON-300 - афокальная насадка на объектив, способная увеличить фокусное расстояние объектива в три раза (3х оптический зум). Я купил эту систему для фотокамеры Olympus E-20 и использовал со многими другими камерами. И даже не догадывался, что там есть блок призм - в передней части объектива.
Со всеми подробностями вы можете ознакомиться по ссылке ниже
В продолжение истории...
Безусловно, тема перископического объектива будет неизбежно подниматься при конструировании сверхкомпактных и тонких фотомодулей смартфонов. Кажется, это единственный способ получить нормальный зум на подобного рода устройствах.
Этот тип объективов производители телефонов используют в своих камерах уже с 2017 года. Huawei P30 Pro, поступивший в продажу в марте 2019 года, одним из первых вышел на рынок с камерой перископического дизайна. За ним последовали Oppo Reno 10x Zoom, а также Samsung Galaxy S20 Ultra. Они предлагали оптический зум от 5x до 10x, который в сочетании с цифровым зумом позволял использовать такие функции, как Super Zoom от Samsung (100х увеличение) и Super Res Zoom от Google (30х увеличение).
В 2022 году был представлен камерофон Sony Xperia 1 IV, основной особенностью которого является перископический объектив с настоящим оптическим зумом 85-125мм (экв.) F2.3–2.8. В камере есть ещё два встроенных объектива с собственными датчиками изображения: 16мм F2.2, 24мм F1.7 (экв.). Суммарно, это почти 8х зум. Неплохо для столь компактного устройства.
Сегодня перископные объективы - обычное дело в смартфонах с продвинутыми фотовозможностями. Этим уже никого не удивить. Технологии стали настолько отработанными, что их стала использовать даже Apple (те ещё перестраховщики).
iPhone 15 Pro Max имеет три основных камеры с объективами: 24 мм (экв.) F1.8, 13 мм (экв.) F2.2 и телеобъектив 120 мм (экв.) F2.8. Он как раз и является самым интересным технически из трёх, т.к. чтобы уместить его в корпусе пришлось использовать что-то вроде перископической системы, получившей в данном случае название «тетрапризмы». Лучше всего понять, как работает данная система можно на схеме ниже.
Тетрапризма - по сути, тот-же перископ или способ многократно преломлять свет через стекло. Традиционно аппарат предлагает двойную систему стабилизации на телефотокамере: сдвиг сенсора и модуля автофокусировки. Что неплохо на таком фокусном расстоянии и с такой светосилой (F2.8).
Производством "тетрапризмы" и некоторых других оптических элементов системы iPhone занимается тайваньская компания Largan Precision.
Вместе с тем, лучшая производительность фотомодулей iPhone и других производителей сегодня обусловлена сложными усовершенствованиями программного обеспечения, а не чисто аппаратными настройками. Всё дело - в ограниченном пространстве, которое просто не позволяет разместить хорошую оптическую систему.
Поэтому, наряду с гонкой "перископов" продолжается развитие вычислительной фотографии. То, с чем не справится стекло и датчик, дорисует компьютер. Вырезать из 48Мп-ной картинки или приблизить оптически? Зачем выбирать? Пойдём обеими дорогами.
Все старые цифровые фотокамеры из моей коллекции одним списком
