Тилт-шифт объектив на 3D принтере

При большом желании можно спроектировать и напечатать объектив, который будет на уровне фирменного.

Захотелось мне опробовать тилт-шифт объектив, но цены на вторичном рынке начинались с 45 тыс. руб, причём это на другую систему, т.е. ещё и не дешёвая адаптация светила, жаба душила очень сильно. Прочитал статью на ixbt.com (https://www.ixbt.com/digimage/industar.shtml Про тилт-шифт переходники см. в самом конце статьи) и решил, что нечто подобное смогу сделать и сам. Объектив Мир 26 можно купить за пару тысяч рублей.

На сайте https://www.thingiverse.com нашёл несколько вариантов самодельных тилт-шифт адаптеров для СФ объективов на ФФ или кроп камеры. Полностью ни один не устроил, он либо не работает, либо слишком громоздкий.

1. https://www.thingiverse.com/thing:2873818

2. https://www.thingiverse.com/thing:2525300

У аналогов саму камеру за переходником иногда и не видно. Вначале решил спроектировать переходник. Тилт-шифт переходник удалось спроектировать только для байонета В (Салют). Для Б (Pentacon six он же Р-6) получался только шифт, и то не на всех камерах - мешает "клюв" вспышки и выступ камеры для удержания, также велика вероятность перекрытия кнопки разблокировки объектива.

У байонета В наружный диаметр посадочной резьбы 60 мм, а у Б (Р-6) аж 72 мм (диаметр накидной гайки) и рабочие отрезки 82,1 мм у В, против 74,1 мм у Б. 8 мм в таких условиях это очень много, ибо места там практически нет.

Аналог взял отсюда https://www.thingiverse.com/thing:2741298

Через пару месяцев работы получил вот это! Всё работает! По сравнению с аналогами, найденными на просторах интернета, моё изделие получилось довольно компактным.

Бесконечность есть, сдвиг +/- 12 мм, наклон +/- 15* байонет - латунный переходник М42 - Pentax K, но можно поставить другой, проблем нет; две регулировочных прокладки. Две оси вращения на 360* - для поворота сдвига, другая - для наклона. Это позволяет менять угол между сдвигом и наклоном вплоть до 360*. Есть фиксация нужного положения с помощью винтов. На штатные головки винтов приклеил напечатанные головки с накаткой. И вид красивее и пользоваться удобнее.

Для точного сверления отверстий в переходнике М42 - Pentax K напечатал кондуктор.

А вот так это выглядит вживую на камере.

Конструкция конечно громоздкая, но в руках лежит довольно удобно, фокусироваться тоже ничего не мешает. Сдвиг происходит вполне удобно, наклон тоже. Между "клювом" вспышки камеры Pentax K-5 и плоскостью переходника зазор ок. 2 мм, так что при сдвиге вверх за "клюв" ничего не задевает. Кнопка фиксации объектива на камере не перекрывается.

Но через некоторое время решил я превратить свой Арсат 45 (Мир-26) в полноценный тилт-шифт объектив. Ибо СФ объектив у меня был один, а переходником пользоваться было не совсем удобно (при наклонах очень сильно сбивалась фокусировка). Заодно и внешний вид можно сделать более симпатичным. Проектировал примерно месяц. Широко использовал наработки от моего тилт-шифт переходника. От родного объектива в конечном итоге остался только линзоблок с кольцом установки диафрагм, да и на него пришлось установить новое – для удобства пользования потребовалось увеличить диаметр.

Диаметр объектива 86 мм, длина 110 мм. Сдвиг +/- 11 мм, наклон +/-12*. масса объектива - 600 г. Выдвижение линзоблока 13 мм. МДФ 30 см.

Два вращения на 360* – отдельно для направлений сдвига и наклона. Их можно регулировать независимо друг от друга.

Управление диафрагмой вручную - поворотом кольца диафрагм. Есть мысль сделать закрытие диафрагмы отдельной кнопкой/кольцом, но пока не прорабатывал. Оставил на будущее.

За основу взял Canon TS-E 45, благо для него в интернете можно найти каталог деталей со взрыв схемой. Кстати, у Canon TS-E 45 только одна ось вращения! Причём направление сдвига и наклона перпендикулярны (если сдвиг вбок, то наклон вверх-вниз). К примеру, сдвиг вниз и наклон вниз у прототипа невозможны.

Общий вид объектива

Винты

- поворот направления сдвига – 360, черная головка

- фиксация величины сдвига +/- 11 мм

- поворот направления наклона – 360, черная головка

 - фиксация угла наклона +/- 12

Максимальный наклон и сдвиг в одну сторону

Шкала поворота тилта вокруг оси объектива проградуирована через 10*. Вращение на 360. Шкала тилта (наклона) - через 2*.

Моё изделие в сравнении с Canon TS-E 45 Примерно в одном масштабе. Canon на пару мм меньше по диаметру и на 20 мм короче, ну тут уже от линзоблока зависит.

Сборка с разнесёнными частями.

Объектив, установленный на камеру.

Минимальная дистанция фокусировки, "потроха" не видны.

Сдвиг вверх на 11 мм и наклон влево на 12*

На фото – плёночный (24х36 мм) Пентакс показан не просто так, ибо данный объектив прекрасно кроет и фф при максимальных сдвигах и наклонах. Что вполне естественно ибо 24х36 +/- 11 дают 46х58, а данный объектив разработан для кадра 6х6 см.

По-поводу конструкции тилт-шифт объектива.

Сдвиг и наклон – вручную, зубчато-реечную передачу (как у кэнона) решил не делать - ограничения 3D печати.

Ну нет в природе совершенства.

Сначала пытался использовать родной геликоид, но не получилось скомпоновать детали в жёстко заданных ограничениях по длине (для сохранения бесконечности). Поэтому пришлось делать свой узел фокусировки. Первоначально сделал угол наклона +/- 14*, по тестам показалось слишком много, и уходила фокусировка из центра, поэтому при изменении угла наклона, приходилось перефокусироваться. (Кстати, у Canon TS E 45 угол наклона всего 8*). Также, при наклоне вниз идёт сдвиг изображения вверх. Конечно, всё это можно поправить и сделать шифт для компенсации или изменить наклон камеры с объективом, но всё это резко снижает оперативность, а также не позволяет оперативно контролировать ширину зоны резкости при наклоне оптической оси. Я ориентировался на конструкцию Canon TS E 45 и TS E 50, как наиболее близких по фокусному расстоянию. У них центр вращения линзоблока при тилте не совпадает с плоскостью матрицы (впереди матрицы примерно на 40 мм). В моём изделии - на 31 мм. Вот это расхождение и вызывает расфокусировку.

Решил, что если сделаю так, чтобы линзоблок как бы вращался вокруг центральной точке на матрице, то будет замечательно. Получил: фокусировка не сбивалась, но вот угла наклона показалось маловато (стало +/- 8*). Причем, если фиксировать камеру, изображение всё равно смещалось. При фиксации объектива (условно, ибо не сделал штативного гнезда на объективе) изображение в видоискателе оставалось на месте, и ГРИП можно было визуально контролировать. При наклоне вниз ГРИП увеличивалась, как и положено, а вот при наклоне вверх ГРИП не становилась достаточно узкой. Поэтому решил опять перейти на первоначальную конструкцию и смириться с уходом фокусировки. В принципе, по моим прикидкам, и на Canon TS 45 должно быть аналогично. Детали, правда не все, переделывал раза по три. Шурупы заменял на винты, в тело пластиковых деталей вмонтировал гайки, для надёжности и долговечности. Сделал шкалы вращения и наклона. В общем, по-возможности, вылизывал конструкцию по максимуму. Угол наклона в окончательном изделии сделал +/- 12* ибо при наклоне 14* линзоблок цеплялся за корпус и позволял фокусироваться только на бесконечности.

Снимков с тилт-шифт объективов в сети много, поэтому повторяться не буду.

Результаты моих тестовых съёмок. Все кадры ниже сделаны на открытой диафрагме f=1/3,5.

Съёмка текста Расстояние до центра текста примерно 0,5 м, угол оси объектива к поверхности текста ок. 45*.

При сдвигах и наклонах, при замере экспозиции через видоискатель, автоматика камеры сходит с ума. Замер экспозиции по LV даёт правильный результат при любых наклонах и сдвигах. Поэтому: при съёмке через оптический видоискатель необходимо делать замер экспозиции без сдвигов и наклонов и далее снимать в ручном режиме, или снимать при включённом LV.

1. Контрольный снимок. тилт отсутствует.

2. наклон вниз 10*. максимальная ГРИП

3. наклон вверх 8*

4. тилт вбок. При изменении угла наклона полоса резкости начинает поворачиваться, и чем больше угол тилта, тем ближе полоса к вертикали. На фото угол наклона примерно 10* Изменяя фокусировку можно перемещать полосу резкости вправо-влево.

Вот на пробах тилта вбок и понял, что нужно делать шкалы и "нулевые отметки" на корпусе объектива.

пейзаж. контрольный снимок без сдвигов и наклонов

Тилт вбок

При изменении угла наклона объектива вбок изменяется ширина РИП. При зажатии диафрагмы увеличивается поле резкости и уменьшается размытие по бокам.

Проба шифта. Съёмка с рук.

Контрольный снимок. Ось объектива примерно параллельна земле

шифт вверх 11 мм

Совмещение кадров. Снимал с рук, поэтому есть небольшое несовпадение по углу, но решил не выправлять, это же тест.

Общее впечатление после всех изменений - держать и пользоваться достаточно удобно. Винты-фисаторы удерживать объектив левой руке не мешают и в пальцы правой руки также не упираются. При установке объектива на камеру винт фиксации сдвига находится буквально в мм от клюва вспышки. Но я специально проектировал их расположение таким образом, и конкретно под Pentax. Иногда правда, встречается проблема, когда головка винта фиксации вращения тилта оказывается на пути корпусной детали тилта, но всегда можно что-то изменить и она уже не будет мешать (например, повернуть ось тилта на 180* или повернуть кольцо вращения сдвига). Есть небольшой перебег за бесконечность. Кольцо фокусировки вращается плавно.

Разрабатывал конструкцию объектива конкретно под свой Pentax К-5, экономил даже не миллиметры, а доли мм на каждой детали. Особенно вызывали проблемы: выступающая камерная вспышка (большая проблема для сдвига вверх – чтобы не цепляло, а также, чтобы при установке объектива на камеры, при повороте объектива в байонете, за выступающий клюв вспышки не цеплялись винты-фиксаторы), рукоятка камеры и ограничения по диаметру торца объектива – чтобы не перекрывалась кнопка фиксации объектива. Поэтому адаптация на камеры других зеркальных систем будет не простой. Nikon - бОльший рабочий отрезок (существующего перебега за бесконечность 0,4 мм не достаточно, придётся выжимать у толщины деталей, а там и так всё на пределе жёсткости – конструкция слишком хлипкой окажется). Также у никонов кнопка фиксации объектива находится прямо под винтом-фиксатором сдвига, объектив при установке поворачивается в другую сторону – винты будут мешать при установке объектива при проходе у клюва вспышки. Canon – возможно будут проблемы с перекрытием кнопки фиксации объектива на байонете камеры, а также сочетание головок винтов с клювом камерной вспышки. Т.е. для этих систем изделие придётся конструировать заново, под конкретную модель.