Teoría de Cúpulas. Uso de la cúpula y anillo de extensión


cupula_corte

Uno de los aspectos más importantes a la hora de tener una buena imagen óptica realizada con grandes angulares es el situar correctamente la cúpula. Popularmente se habla de “si la lente cabe en la cúpula”, “me vale porque no da en el cristal,…etc., y nos olvidamos que el dato importante no es que la lente quepa en la cúpula, sino que la cúpula debe de estar situada en una distancia X que veremos de la bayoneta de la cámara.

Una buena colocación de la cúpula será la siguiente. Generalmente las cúpulas son esféricas, es decir, el cristal es parte de una esfera teórica de radio la mitad del diámetro. Para obtener imágenes correctas, la esfera teórica a la cual pertenece la cúpula deberá de estar situada exactamente en la pupila de la lente. Veámoslo en un grafico.CUPULA_ESFERA_1

 

Vamos a definir varios parámetros y valores para un mejor entendimiento y calculo de anillos extensores

Letras MAYUSCULAS = Sistema cámara/lente
Letras minúsculas = Sistema carcasa/anillo de extensión

( L ) : Plano de la película
( F ) : Plano de la bayoneta de montaje
( P ) : Pupila de la lente

Definamos los siguientes parámetros:

( f )  : montaje anillo extensor-cámara
( e ) : montaje anillo extensor-cúpula
( c ) : Centro de curvatura de la cúpula
( d ) : Plano tangente a la superficie de la cúpula
( r ) : Radio de la esfera sobre el que la cúpula está basada, ( r=cd )

Todos los siguientes datos debemos conocer los por el fabricante o serán fácilmente medibles ( r ), ( fe ), ( Ff ), and ( ed ).

Deseamos conocer la distancia desde la superficie de la cúpula a la pupila de la lente (Pd), que será igual a la distancia del centro de la cúpula a su superficie (cd =radio de la cúpula), el cual estará a la mitad del diámetro de la esfera donde la cúpula estará contenida (SOLO en cúpulas esféricas). También (c) estará en el plano trasero de la cúpula solo en el caso de cúpulas esféricas.

De el diagrama adjunto podemos definer las siguientes distancias:

CUPULA_CORRECTA

Distancia desde la bayoneta de la cámara a la superficie de la cúpula:
 Fd = Ff + fe +ed

La distancia desde la bayoneta de la cámara a la pupila de la lente puede ser calculada usando el dato de el plano de la cámara

FP = LP- LF  

La distancia de la pupila a la superficie de la cúpula será:

Pd = Fd – FP

Si la cúpula ha sido colocada incorrectamente por no tener el anillo de extensión correcto o no colocarlo, los rayos de luz no pasaran a través de la cúpula a la lente perpendicularmente a la lente. Esto causara fenómenos de refracción, lo que conlleva afectos de aberraciones cromáticas y desenfoques. Este efecto es más destacable en los bordes de la cúpula, donde el ángulo  dista mucho de ser perpendicular.

CUPULA_INCORRECTA

Podemos añadir que cúpulas mayores requieren menos dioptrías para un enfoque correcto. Esto tiene menos importancia con lentes curvilíneas que con lentes rectilíneas

Esta imagen muestra que una cúpula es parte de una esfera  cuyo centro se sitúa exactamente en la pupila de la lente. Este sería el montaje correcto de una cúpula para un resultado óptico óptimo. De este montaje, obtendríamos la longitud del anillo necesario a montar en la cúpula para una lente utilizada.

 

CUPULA_ESFERA

Veamos un ejemplo para la lente Nikon 17-35mm. Tenemos el valor de la distancia de la pupila para diferentes longitudes de lente tomadas como referencia desde el plano de la película de la cámara.

Valor Zoom

Pupila de la lente (mm)

17

129.0

20

127.5

22

125.5

24

125.0

26

124.0

28

124.0

31.5

124.5

35

125.0

 

Como podemos observar en esta lente, la pupila prácticamente se mantiene en la misma posición del eje de la lente en las distancias focales 22-35mm, desplazándose hacia la cúpula en su distancia focal mínima de 17mm, donde la pupila se ha movido alrededor de 4mm de su posición media. En este punto es donde el ángulo de visión será mayor y donde los efectos de distorsión en esquinas es superior. Por tanto deberíamos de calcular la longitud del anillo extensor con este dato. Si calculáramos el anillo con un valor medio de 125mm, el error que cometeríamos en cúpulas de 8” seria menor al ser la relación radio de cúpula/ error cometido menor que si utilizáramos cúpulas de 6”, cuyo radio es más pequeño. Como dato general podemos dar que los radios de cúpula de 6” están del orden de 75mm y las cúpulas de 8” están en el orden de radios de 100m.

No olvidéis que 1” son 25,4mm, por tanto

Cúpulas de 8” = 8 *25,4 = 203,2mm de diámetro…mas o menos 100m de radio

Cúpulas de 6” = 6 *25,4 = 152,2mm de diámetro…mas o menos 75m de radio

Por tanto si f Pd no está cerca del valor cd , probablemente tengamos efectos de desenfoque en las esquinas de la imagen.

Como resumen podemos decir que siempre deberemos utilizar el anillo extensor correcto y no fijarnos en si la lente “cabe o no cabe” en la cupula.

 

 

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