Материал: 516_Mamchev, G. V. Televidenie Vysokoj Chetkosti

всеми рабочими функциями в оптимальном режиме. Электронные системы облегчают работу оператора и снимают с него многие рутинные функции. Автоматизация вариообъектива не исключает, естественно, и ручное управление им.

Такой сложный оптический прибор, как телевизионный вариообъектив, характеризуется множеством технических параметров, совокупность которых дает полное представление о его работе. Большинство параметров вариообъективов аналогичны соответствующим техническим характеристикам телевизионных объективов с фиксированными фокусными расстояниями. Группа специфических параметров вариообъективов – это параметры фокусирования (Zooming). В первую очередь, к ним относятся рабочий интервал фокусных расстояний, определяемый минимальным fmin и максимальным fmax фокусными расстояниями, и кратность М изменения фокусного расстояния. Коэффициент М определяется как отношение максимального и минимального фокусных расстояний: M fmax fmin . Эти параметры являются обязательными элементами маркировки любого вариообъектива.

Угловой размер поля зрения вариообъектива существенно зависит от текущего значения фокусного расстояния. В зависимости от возможных значений угла поля зрения вариообъективы, используемые в телевидении, классифицируются на три группы: широкоугольные (угол поля зрения 85...100 ), стандартные (65...75 ) и длиннофокусные (50...60 ). Для вариообъективов увеличение фокусного расстояния приводит к уменьшению угла поля зрения, так как размер матрицы ПЗС – величина постоянная.

Расстояние от объектива до ближайшего объекта, который можно снимать без потери резкости, называется минимальным рабочим расстоянием (MOD – Minimum Object Distance). У вариообъективов в среднем MOD лежит в диапазоне от 0,65 до 0,8 м. У объективов с большим коэффициентом трансфокации (33:1) MOD может быть более 2 м. Многие вариообъективы оснащены специальным механизмом, который позволяет удерживать в фокусе объекты, находящиеся ближе минимального рабочего расстояния (режим макросъемки). Этот механизм сдвигает группу линз вглубь объектива для поддержания резкости на более близком расстоянии, но это не позволяет использовать объектив в качестве оптического устройства с постоянным фокусным расстоянием.

Современные телевизионные вариообъективы классифицируются по размерам ФПМ, используемым в передающих или видеокамерах, а также по форматам кадра изображений 4:3 или 16:9. Сейчас в телевизионных камерах используются ФПМ нескольких размеров, а именно: 2/3 , 1/2 и 1/3 . Приведенные цифры – это диагональный размер светочувствительной части матриц в дюймах. Формат кадра изображения в вариообъективах последних моделей чаще всего бывает переключаемым, то есть они являются двухформатными по изображению.

Телевизионные вариообъективы как для вещательного стандарта, так и для телевидения высокой четкости, можно разделить на следующие основные группы по типу применения:

для внестудийных съемок;

для студийных передач;

для видеожурналистики и внестудийного видеопроизводства (ВЖ/ВВП);

для профессиональных съемок;

для электронного кинематографа;

для телеконференций, макросъемок и др.

Основным направлением в создании новых и модернизации ранних разработок стало применение в современных студийно-внестудийных объективах системы автоматического цифрового управления. Эта система значительно увеличивает надежность и точность работы оптики и удовлетворяет всем требованиям вещательных систем последнего поколения. Цифровое автоматическое управление реализовано во всех объективах серий Digital (Angenieux), Digi Super (Canon), Digi Power (Fujinon).

Общими чертами каждой из них являются:

компенсация эффекта масштабирования (эффект Breathing) при фокусировке на дистанцию, который проявляется в уменьшении угла поля зрения при наведении на резкость (сохранение угла поля зрения – Anti-Breathing Device (Angenieux), CAFS (Canon), Zooming Effect (Fujinon));

наличие микрокомпьютера в каждом автоматическом блоке управления, который с 13-разрядной точностью управляет диафрагмой;

возможность дистанционного управления масштабированием, фокусировкой и диафрагмой;

предустановка одного кадра с запоминанием позиции zoom/focus;

выбор различных вариантов скоростей и видов масштабирования;

контроль постоянства освещенности при снижении относительного отверстия на больших фокусных расстояниях;

внутренняя фокусировка;

возможность переключения формата кадра 16:9/4:3 (Ratio Convertor – Fujinon, Crossover – Canon), с увеличением 0,8х для сохранения угла поля зрения;

возможность быстрой установки фокуса и масштабирования;

механизм плавной подстройки заднего фокуса (Zoom Track – Canon, AB Focus – Fujinon);

полная совместимость с аналоговыми аксессуарами.

Вместе с тем, есть и некоторые отличия. Для оперативного контроля параметров объектива Fujinon используется система диагностики Find System, которая контролирует фактические значения параметров диафрагмы, масштабирования и фокусировки и сравнивает их с номинальными значениями. Результаты диагностики отображаются цифровыми кодами на панели корпуса объектива. У фирмы Angenieux применяется цифровое дисплейное управление ADS (Advanced Display System). Эта система обеспечивает быстрое и точное управление функциональными блоками, позволяет настраивать, корректировать через переносной дисплей все установленные для работы параметры: диафрагму, глубину поля, фокусное расстояние, дистанцию съемки, положение мультиплексора, варианты масштабирования, а также вводить новые значения, в зависимости

от изменений условий съемок. Имеется цифровой блок запоминания шести положений позиций zoom и focus.

Ввариообъективах фирмы Fujinon, выполненных по цифровой технологии Digi Power, для каждого значения фокусного расстояния и дистанции съемки встроенный микропроцессор по специальной программе управляет перемещением компенсирующего линзового элемента, расположенного в постоянной линзовой группе объектива. Это помогает достичь эффективной коррекции помех и кривизны поля. Фокусирующий компонент «плавает» между линзами, а фронтальная линзовая группа остается неподвижной. Благодаря этому отсутствует вращение светофильтров и сохраняется герметичность объектива. Возникающие при фокусировке хроматические аберрации не увеличиваются. Кроме того, внутренняя система фокусировки обеспечивает более широкий угол обзора на минимальных расстояниях до объекта съемки, а также позволяет уменьшить количество линз и, следовательно, размеры корпуса объектива. Все механизмы защищены специальным протеиновым покрытием, которое оберегает их от пыли и влаги.

Вконвертере формата кадра предусмотрена компенсация сужения угла съемки при переключении камеры.

Вцелом, следует отметить основные тенденции развития оптики для современных цифровых телекамер:

улучшение качества оптических систем;

введение цифрового управления функциональными узлами объектива, что значительно повысило точность и надежность работы;

введение стабилизации изображения, как для внестудийных объективов, так

идля объективов видеожурналистики;

наличие переключателя форматов для всех типов камер;

оперативный и эффективный контроль всех параметров объектива;

увеличение кратности диапазона фокусных расстояний при уменьшении массы и габаритов, как для объективов внестудийного применения, так и для камер ВЖ/ВВП;

улучшение эргономики привода для комфортной эксплуатации.

Для примера основные технические характеристики современных вариообъективов различного назначения представлены в сводной табл. 4.1.

К новейшим разработкам фирмы Canon следует отнести два компактных студийных вариообъектива ТВЧ-типа с кратностью 22x и 23x серии DigiSuper: XJ23x7BIE-D и XJ22x7,3BIE-D. Данные объективы, в первую очередь, предназначены для портативных камер ТВЧ, которые все чаще стали применяться в студийном производстве. Диапазон фокусных расстояний данных объективов примерно равен 7,3…161 мм, относительное отверстие 1:1,8, максимальное время, затрачиваемое на масштабирование и фокусировку, соответственно равно 0,5 и 1,5 с. К другим новейшим объективам фирмы Canon относится ТВЧ вариообъектив XJ100x9,3BIE-D, предназначенный для съемки спортивных соревнований и значительно удаленных объектов. Объектив XJ100x9,3BIE имеет диапазон изменения фокусных расстояний 9,3…930 мм (18,6…1860 мм с двук-

ратным мультиплексором), максимальное относительное отверстие 1:1,7, угол поля зрения по горизонтали 54,6° для формата кадра 16:9, минимальную дистанцию съемки 3 м. Данная оптическая конструкция относится к объективам серии DigiSuper с системой цифрового автоматического управления. В объективе используется встроенная система стабилизации изображения Shift-IS, обеспечивается постоянство угла поля зрения при фокусировке.

Фирма Fujinon в последнее время также разработала ряд новых объективов ТВЧ-типа, например, вариообъектив XA101x8,9BESM, предназначенный для съемки спортивных соревнований и значительно удаленных объектов. Основные параметры данного объектива имеют следующие значения: диапазон изменения фокусных расстояний 8,9…900 мм, максимальное относительное отверстие 1:1,7, минимальная дистанция съемки 2,9 м. В рассматриваемом объективе достигнута наивысшая кратность М = 101х при широком угле поля зрения (56,5° по горизонтали). В нем применена многолинзовая подвижная группа, минимизирующая полевые аберрации, что улучшило качество изображения по полю кадра. В данный объектив встроена оптическая стабилизационная система, обеспечивающая четкое, стабильное изображение в условиях вибраций и тряски. Следует также отметить камерный вариообъектив ТВЧ-типа HA22x7,3BERM, имеющий широкий угол поля зрения (66,5° по горизонтали) при кратности М = 22х. Данный объектив имеет следующие значения основных параметров: диапазон изменения фокусных расстояний 7,3…161 мм (14,6…322 мм с двукратным мультиплексором), максимальное относительное отверстие 1:1,9, минимальную дистанцию съемки 0,85 м.

Студийно-внестудийная линейка объективов Thales Angenieux включает изделия серии Digital HD-20x, 60x, 70x для телекамер ТВЧ-типа. Причем объектив Digital 70HD имеет диапазон изменения фокусных расстояний 9,5…665 мм (22…1330 мм с двукратным мультиплексором), максимальное относительное отверстие 1:2,2, минимальную дистанцию съемки 2,5 м.

Таблица 4.2

Технические характеристики современных вариообъективов ТВЧ-типа фирмы Angenieux