Forum Übersicht - E-Bajonett-Objektive » Metabones SpeedBooster: Technische Details

Hier einige technische Details zur Konstruktion des SpeedBoosters:

0) Prinzip: "Gegenteil des Telekonverters" - statt das Bild des Original-Objektivs zu vergrössern (Telekonverter), verkleinert der Speedbooster das Bild um den Faktor 0.71x

1) Optisches Design von Brian Caldwell: Caldwell hat 1988 in Rochester doktoriert und seither über 500 Objektive gerechnet, von denen über 100 in Produktion gingen. Zudem hat er eine Datenbank mit den Konstruktiondaten von ca. 30'000 Objektiven aufgebaut. Zu seinen aktuellen Projekten gehören - nebst dem SpeedBooster - z. B. eine Serie von zwölf lichtstarken, beugungsbegrenzten Objektiven für das Kinoformat 20mmx48mm oder den Caldwell Photographic 120mm f/4.5 Macro UV-IR Apochromat, der für hochauflösende wissenschaftliche Fotografie (>50MP) im Low Light Bereich gerechnet ist.

2) Spezifikationen: Der originale Speed Booster kann für Objektive mit Lichtstärken bis zu 1:1.26 genutzt werden; daraus resultiert eine Lichtstärke des gesamten System von maximal 1:0.9 (! *

3) Versionen: Es gibt zwei Versionen, eine optimiert für APS-C, die andere für u4/3 **

Und nun zu den bemerkenswerten Eigenschaften des Original 0.71x Speed Boosters von Brian Caldwell / Metabones:

0) Die Lichtstärke wird um praktisch eine Blende erhöht, solange man keine lichtstärkeren Objektive als 1:1.2 nutzt (ein Design für Lichtstärken bis ca. 1:1.0 wäre zwar möglich, aufgund der grossen Linsen aber unpraktisch); gleichzeitig verringert sich der Bildkreis in etwa von "Vollformat" auf "APS-C" (Verlängerunsfaktor 1.09x, d. h. ein 50mm-Objektiv hat zusammen mit dem Speedboster an APS-C denselben Bildwinkel wie ein 55mm-Objektiv an Vollformat)

1) Der originale Metabones Speedbooster ist praktisch perfekt auf sphärische Aberrationen korrigiert; d. h. mit einem (hypothetischen) perfekten Objektiv kombiniert ergibt sich ein Objektiv, das praktisch frei von sphärischen Aberrationen ist. Die leichten Reste (Grössenordnung 1/100 mm Abweichung vom Soll) wurden absichtlich belassen, um das Bokeh des Referenzobjektives (Nikkor 1.2/50mm AI-S; Patent siehe hier) zu verbessern.

2) Die andern Aberrationen (Bildfeldwölbung, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung, Chromatische Aberrationen) sind ebenso gut korrigiert.

Daraus folgt:

1) Da der Speedboster kaum neue Bildfehler einbringt und da das Bild des Originalobjektives um den linearen Faktor 0.71 verkleinert wird, steigt die Auflösung pro Millimeter in der Regel deutlich sichtbar an (siehe MTFs am Beispiel Nikkor AI-S 1.2/50mm in Abbildung 2). Man beachte, dass der Abfall der Bildleistung in den Ecken praktisch vollständig auf den Abfall der Eckleistung des Original-Objektivs zurückzuführen ist!

2) Ähnliches gilt für andere hochlichtstarke Objektive wie das AF Nikkor 1.4/28mm und das AI-S Nikkor 1.4/85mm (siehe angehängte MTFs)

Weitere Vorteile:

1) der SpeedBooster ist ca 4mm (NEX) bzw. 6mm (u4/3) kürzer als ein entsprechender Adapter ohne Linsen.

2) Das neue System ("Altes Objektiv plus SpeedBooster" ist telezentrischer als das alte Objektiv alleine: Dadurch werden Randfehler wie Farbverschiebungen und kleinere reale Lichtstärke vermindert.

3) Die Korrektur der Speedboosters berücksichtigt/korrigiert die Aberrationen, die durch das dem Sensor vorgelagerte Filterpack (AA-Filter, Deckglas) entstehen; diese Aberrationen waren bei der Konstruktion analoger Objektive naturgemäss nicht mit eingerechnet.

4) Der bei Offenblende flaue Mikrokontrast vieler hochlichtstarker Systeme (z. B. Nikkor 1.2/50mm) wird soweit erhöht, dass das Fokus-Peaking der NEXen deutlich besser funktioniert - trotz einer um eine ganze Blende höheren Lichtstärke!!

All das - sowie die Beiträge, die Caldwell in diversen Foren verfasst hat - machen einen sehr guten Eindruck. Sobald eine Minolta MD/MC-Variante vorliegt, werde ich definitiv einen originalen (! Speedboster anschaffen.

Gr Steve



* The problem with Leica M lenses is that they have a significantly shorter working distance than DSLR lenses. The glass in the Speed Booster is packed very tightly, so that there is just barely enough wiggle room to do a factory adjustment on infinity focus. If we tried re-design in order to accomodate Leica M lenses the image quality would drop like a rock. We did debate whether to make the Speed Booster compatible with the Canon 50mm f/1 lens to provide a route to f/0.70 heaven. However, this would have required making the outer element of the Speed Booster much larger than it currently is, and this would have caused compatibility issues with other much more popular lenses. In addition, the Canon 50mm f/1 is discontinued, rare, and expensive, and even if you transformed it to a 35mm f/0.7 you might not be able to find a camera sensor capable of accepting an f/0.7 cone of light (~+/- 45 degrees for the extreme marginal rays). For all these reasons we decided to scrap the idea of trying for f/0.7. (Brian Caldwell)

** We designed an entirely separate optical system for micro 4/3. However, the magnification is the same as the NEX version: 0.7x. In order to get a significantly smaller magnification while maintaining excellent image quality we would have had to get much closer to the image plane with our optics. Unfortunately, the m4/3 cameras don't allow this. The good news is that the performance of our 0.7x optics for micro 4/3 is really good, and I expect that some pixel peepers will prefer it over the NEX version. If you look at the MTF curves in the white paper you can see that the m4/3 version gives higher performance in the corners than the NEX version. We could have saved a lot of money by re-using the NEX optical cell for the upcoming m4/3 Speed Booster, but we decided to maximize image quality instead. (Brian Caldwell)

QUOTE (stevemark @ 2013-06-03, 23:12) All das - sowie die Beiträge, die Caldwell in diversen Foren verfasst hat - machen einen sehr guten Eindruck. Sobald eine Minolta MD/MC-Variante vorliegt, werde ich definitiv einen originalen (! Speedboster anschaffen.

Gr Steve[/quote]

ein MD mount speedbooster würde/werde ich wohl auch bestellen, zumal der Preis von 599 USD wohl nur für die EF Version gilt und die anderen Adapter so um die 399 USD angeboten werden...

ZITAT(stevemark @ 2013-06-03, 23:12) 2) Die andern Aberrationen (Bildfeldwölbung, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung, Chromatische Aberrationen) sind ebenso gut korrigiert.

Daraus folgt:

1) Da der Speedboster kaum neue Bildfehler einbringt und da das Bild des Originalobjektives um den linearen Faktor 0.71 verkleinert wird, steigt die Auflösung pro Millimeter in der Regel deutlich sichtbar an (siehe MTFs am Beispiel Nikkor AI-S 1.2/50mm in Abbildung 2). Man beachte, dass der Abfall der Bildleistung in den Ecken praktisch vollständig auf den Abfall der Eckleistung des Original-Objektivs zurückzuführen ist![/quote]
In den MTF-Kurven sieht man doch einen recht deutlichen Astigmatismus, und auch Roger Cicerla hat dies dokumentiert.

Die MTF-Graphen zeigen ja nur Blende 1.2, da mag es zutreffen, dass der Randabfall mit Adapter an Nex vs. Objektiv ohne Adapter an KB-Vollformat minimal ist, in der abgeblendeten Praxis wurde gerade bei den letzten 5% des Bildformats ein recht deutlicher Abfall dokumentiert.

Grüße,
Phillip

ZITAT(Phillip @ 2013-06-07, 15:26) ZITAT(stevemark @ 2013-06-03, 23:12) 2) Die andern Aberrationen (Bildfeldwölbung, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung, Chromatische Aberrationen) sind ebenso gut korrigiert.

Daraus folgt:

1) Da der Speedboster kaum neue Bildfehler einbringt und da das Bild des Originalobjektives um den linearen Faktor 0.71 verkleinert wird, steigt die Auflösung pro Millimeter in der Regel deutlich sichtbar an (siehe MTFs am Beispiel Nikkor AI-S 1.2/50mm in Abbildung 2). Man beachte, dass der Abfall der Bildleistung in den Ecken praktisch vollständig auf den Abfall der Eckleistung des Original-Objektivs zurückzuführen ist![/quote]
In den MTF-Kurven sieht man doch einen recht deutlichen Astigmatismus, und auch Roger Cicerla hat dies dokumentiert.
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Grüße,
Phillip
[/quote]

Achtung - Roger Cicala hat im zitierten Vergleich nur den Vergleich zwischen

1) "NEX-7 & 1.2/50mm" und
2) "NEX-7 & SpeedBooster & 1.2/50mm"

gemacht!

Da im ersten Fall nur der innere Teil des Bildkreises des Original-Objektivs genutzt wird, im zweiten Fall jedoch der ganze Bildkreis, und da Astigmatismus bei hochgeöffneten Objektiven gegen die Ecken des vollen Bildkreises hin überproportional zunimmt, sieht man im Fall 2) einfach den Astigmastismus des Grundobjektivs!

Man sieht das auch daran, dass beim 2/135mm praktisch kein Astigmatismus auftritt, auch wenn es mit dem SpeedBooster betrieben wird.

Ein weiterer kleiner Schwachpunkt der gewählten Testanordnun ist natürlich, dass die Testtafeln aus unterschiedlichen Distanzen fotografiert werden mussten, je nach dem ob "mit" oder "ohne" SpeedBooster. Es ist anzunehmen, dass die Abbildungsfehler bei einem 1.2/50mm zunehmen, wenn man näher ran muss.

Das soll aber keine Kritik am Test sein, sondern einfach eine Ergänzung zu Interpretation der Resultate. Und Rogers Schlussfolgerung

"The Speed Booster does what they claimed it would do, much to my shock and surprise. It creates a wider-angle, greater aperture lens while retaining resolution and acutance."

spricht ja eigentlich Bände ... zumindest spricht bislang nicht dagagen, dass der SpeedBooster absolut alltagstauglich ist. Ich bin definitiv gespannt auf dei MD=>NEX Version ...

Gr Steve

Metabones Speed Booster vs. Lens Turbo test using Makro Planar 50/2:
http://www.dpreview.com/forums/thread/3495353?page=1
Die zugehörigen Bilder bei Flickr:
http://www.flickr.com/photos/89543778@N07/?details=1