Макролинза

Экскурс в историю

Первые мобильные телефоны не оснащались какой-либо камерой. Да что там говорить, в них даже простейшего калькулятора или секундомера не было! Но постепенно функционал мобильников развивался. Также их создатели экспериментировали с комплектующими. В 2000 году на свет появился Sharp J-SH04. Этот телефон впервые получил встроенную камеру. Её разрешение составляло всего 0,1 Мп, в связи с чем многие люди очень долго не понимали, зачем мобильнику вообще нужна камера. Однако постепенно этим компонентом начало снабжаться всё большее число мобильных телефонов, разрешение при этом росло — постепенно от 0,3 Мп оно дошло до 20 Мп. Сейчас на прилавках магазинов вы не найдете ни одного смартфона без встроенной камеры. На самом деле подобные экземпляры выпускаются, но крайне редко и тиражом, ограниченным буквально сотней тысяч штук.

Sharp J-SH04 — первый мобильник, оснащённый камерой

Развитию встроенных камер мешают размеры современных смартфонов. Дело в том, что производители стремятся максимально сократить толщину девайса. Например, этот показатель у Samsung Galaxy S7 составляет всего 7,7 мм. Нужно ли говорить о том, что в такое устройство невозможно внедрить крупную матрицу? Ведь для неё потребовалось бы гораздо больше пространства между объективом и сенсором. Именно поэтому и оптическая часть в современных смартфонах — очень маленькая. Хотя производителей флагманов можно похвалить — их оптический блок создан пусть и из крохотных, но всё же настоящих стеклянных линз, обычно в количестве шести-семи штук. Но даже флагманы не способны предложить очень широкий угол обзора и качественную макросъемку.

Так устроен объектив встроенной в смартфон камеры

Расчёт общего фокусного расстояния

Фокусное расстояние системы объектив + насадочная линза определяется по формуле:

f=fOfHfO+fH−d{\displaystyle f={\frac {f_{O}f_{H}}{f_{O}+f_{H}-d}}},

где f{\displaystyle f} — искомое фокусное расстояние; fO{\displaystyle f_{O}} — фокусное расстояние объектива; fH{\displaystyle f_{H}} — фокусное расстояние насадочной линзы; d{\displaystyle d} — расстояние между задней главной плоскостью насадочной линзы и передней главной плоскостью объектива. Фокусное расстояние положительной линзы обозначается знаком плюс, а отрицательной — знаком минус.

Задняя главная плоскость отрицательной насадочной линзы, когда она надета на объектив, проходит около вершины объектива.

При применении положительной насадочной линзы к расстоянию от вершины передней линзы объектива до его передней главной плоскости надо добавить толщину линзы в центре, так как у мениска задняя главная плоскость проходит около его вершины.

Насадочная линза изменяет фокусное расстояние объектива, отчего меняется и его относительное отверстие. Это надо учитывать и при самостоятельном расчёте выдержки производить пересчёт шкалы диафрагмы.

Конструкция внешних линз

Если вы хотите приблизить себя к владельцам зеркальных и системных фотоаппаратов, то обязательно приобретите для своего смартфона внешние линзы. Также их называют объективами, хотя это и не совсем правильно.

Любая линза представляет собой аксессуар, включающий в себя несколько стёкол, крепящийся к портативному устройству при помощи особой прищепки. Главная задача линз — изменить фокусное расстояние, которое используется встроенной в смартфон камерой. Стало быть, меняется угол зрения. Наиболее распространены следующие типы линз:

• Широкоугольные — когда в кадр помещается чуть больше объектов, нежели при стандартной съемке;
• «Рыбий глаз» (fish-eye, фишай) — в кадр помещается ещё больше объектов, но картинка становится закруглённой, будто вы смотрите в дверной глазок;
• Макролинзы, линзы для макросъемки — помогают сфотографировать очень маленький объект во всех деталях.

Линзы всех трёх самых распространённых типов

Конструкция у всех этих линз примерно одинаковая. И не нужно путать подобные аксессуары с полноценными объективами для смартфона от Sony, выпуск которых стартовал в 2013 году. Продукты японской компании — это фактически настоящие фотоаппараты, которые просто лишены ЖК-дисплея и видоискателя. В таких устройствах используется своя матрица, а смартфон применяется лишь для того, чтобы произвести кадрирование.

Обратите внимание: главная характеристика любой линзы для смартфона — это кратность увеличения. Если этот параметр больше единицы, то аксессуар действительно будет увеличивать картинку («приближать» её)

Если же параметр меньше единицы, то изображение будет «отдаляться».

Набор объективов для смартфона

Включает в себя четыре вида:

• Макро;
• Теле;
• Широкоугольный;
• Фишай (рыбий глаз);

Макро, позволяет добиться высокой детализации объектов. Он безупречен в фотосъемке с близких дистанций, без потери качества отдельных элементов кадра.

Часто макронасадка является одной из составляющих разборного широкоугольника, в поле зрения, которого попадает больше предметов и объектов, чем охватывает камера без его использования.

Теленасадка имеет большое фокусное расстояние, благодаря чему фотолюбитель может вести съемку издалека и крупным планом. Чаще всего применяется во время фотографирования динамичных спортивных событий или дикой природы.

Фишай (Рыбий глаз) – это самый популярный аксессуар, имеющий угол обзора 180° иногда и больше.

Прямое его назначение – фотосет в малогабаритных помещениях, когда требуется запечатлеть больше пространства или предметов интерьера, также он не плох при фотографировании городского пейзажа, различных спортивных мероприятий, праздников, групп людей, панорам.

Описание

Визуально насадочная линза представляет собой тонкую линзу в оправе со стандартным резьбовым креплением на объектив таким же, как и у светофильтров.
Форма линз обычно выпукло-вогнутая, выпуклой стороной от объектива — такая форма предпочтительна для короткофокусных широкоугольных объективов, но встречаются плоско-выпуклые, и макролинзы с наружной вогнутой стороной — при такой форме сферическая аберрация минимальна, что особенно хорошо для телеобъективов.

Насадочные линзы выпускаются как производителями объективов, например, Canon, Nikon, Sony, КМЗ, ЛЗОС, ЛОМО, так и сторонними фирмами ИПЗ, Marumi, и многими другими.

Макролинза используется в фотографии для съёмки небольших объектов крупным планом без применения специализированного макрообъектива (см. Макросъёмка). Макролинзы работают подобно лупе или очкам для чтения, приближая изображение к основному объективу.

Основным преимуществом такого решения является невысокая, по сравнению со специализированным макрообъективом, цена, а также возможность совершать макросъёмку аппаратом с несменной оптикой. Однако и результат получается несколько хуже, особенно заметна потеря резкости по краям изображения.

Лучшие наборы накладных объективов на AliExpress

MPOW kit

Набор из трех объективов: 

• Широкоугольноый 0,36Х;
• макро с 20-кратным зумом;
• fisheye с углом обзора 180°

Объективы крепятся на телефон с помощью специальных прищепок. У каждой линзы есть своя крышка для хранения. Такая конструкция с прищепкой позволяет использовать объективы на большинстве современных смартфонов. Подходит как для iPhone, так и для телефонов на базе Android.

Стоимость: 1136 рублей.

APEXEL 10 в 1

В набор входят: 

• Широкоугольник 0,63Х;
• fisheye с углом 198°;
• макрообъектив с 15-кратным увеличением;
• телевик с 10-кратным увеличением. 

Кроме того, в комплект входят дополнительные фильтры – поляризационный, с эффектом калейдоскопа и другие. Все объективы и фильтры накручиваются на одну универсальную прищепку, которую нужно прикрепить на телефон.

Стоимость: 1089 рублей. 

Aokin kit

Комплект из: 

• Макрообъектива с увеличением x12.5;
• Широкоугольника 0,45X.

Чтобы снимать в режиме макро, насадку нужно накручивать прямо на широкоугольный объектив. Весь набор есть в трех цветах: белом, черном и розовом. 

Стоимость: 930 рублей. 

Spash kit

• Широкоугольник 0,63Х;
• fisheye с углом 198°;
• макрообъектив с 15-кратным увеличением;
• зум-линза. 

В этот набор также входят различные фильтры для креативной фотографии: с эффектом калейдоскопа, звездного неба, скорости. 

С зум-линзой из этого комплекта получаются отличные портреты.  

Стоимость: 1300 рублей.

Итак, у вас есть крутые фотографии сделанные с помощью маленьких объективов на телефон. Что дальше? Отредактируйте снимки в фоторедакторе Picverse прямо на смартфоне – и можно постить. Удачи!

Диоптрийное исчисление

Выбирать насадочную линзу легче с помощью диоптрийного исчисления. Такое исчисление основано на понятии оптической силы линзы, которая тем больше, чем меньше её фокусное расстояние, то есть оптическая сила линзы и величина её фокусного расстояния находятся в обратной зависимости. Поэтому величину, обратную фокусному расстоянию 1f{\displaystyle {\frac {1}{f}}}, принимают за меру оптической силы D линз, то есть

D=1f{\displaystyle D={\frac {1}{f}}}

Оптическая сила собирающих и рассеивающих линз и фотографических объективов измеряется в диоптриях. Наиболее распространёнными являются насадочные линзы +1, +2, +4, +10 диоптрий.

Влияние на прочие характеристики объектива

Влияние насадочной линзы на фокусное расстояние.1 — исходная система;2 — использование положительной насадочной линзы;3 — использование отрицательной насадочной линзы.

Насадочная линза в 2 диоптрии

Комплект из трёх насадочных линз

Схема соединения двух объективов

Два объектива на фотоаппарате

• Непросветлённые насадочные линзы могут вносить блики.
• При неправильном изготовлении (вытачивании) корпуса макролинзы или корпуса объектива — более чем за одно закрепление в шпинделе, неизбежны смещения оптической оси (которые не должны превышать 1 мкм), центрировка сбивается и изображение ухудшается.
• Насадочная линза, как правило, ухудшает коррекцию (аберрации) объектива, и тем больше, чем сильнее изменяется фокусное расстояние системы объектив + насадочная линза.
• Чем сильнее макролинза, тем больше вносимые ею искажения, причём они растут нелинейно, поэтому использование, например, двух слабых макролинз +1 Дптр вместо одной сильной +2 Дптр даст лучший результат. Современные макролинзы с меньшей светосилой чем +1 Дптр (как советские F=1738 от КМЗ, и +0.5 Дптр от ИПЗ), не выпускаются.
• При одновременном использовании нескольких макролинз, более слабые должны находится перед более сильными (т.е ближе к объекту), в этом случае искажения будут меньше.
• В простых схемах объективов (триплет, тессар, планар, зоннар) при использовании для макросъёмки линз с фокусным расстоянием порядка 1/20 и менее, от фокусного расстояния объектива, резкость изображения возрастает, так как сферическая аберрация вносимая слабой макролинзой будет меньше, чем таковая у объектива, сфокусированного на МДФ.
• Обычные, не ахроматические линзы, привносят в получаемое изображение сильную радужную окраску, из-за не коррегированной хроматической аберрации. Двухэлементные ахроматические макролинзы этого недостатка лишены, но они выпускаются только с большой оптической силой (от +2 у Canon 500D, +3 у Marumi, +3 у Nikon N3T, +4 у АЛ-4 «Точприбор»), и у них проявляются другие аберрации.

• Положительная насадочная линза:
  • Увеличивает относительное отверстие системы (незначительно).
  • Уменьшает минимальную дистанцию фокусировки объектива.
  • Увеличивает масштаб съёмки при неизменном выдвижении объектива.
  • Уменьшает расстояние до резко изображаемого объекта при неизменном выдвижении объектива.
• Отрицательная насадочная линза:
  • Уменьшает относительное отверстие системы (незначительно).
  • Увеличивает минимальную дистанцию фокусировки объектива.
  • Уменьшает масштаб съёмки при неизменном выдвижении объектива.
  • Увеличивает расстояние до резко изображаемого объекта при неизменном выдвижении объектива.