TZI/Лекции/ПМ3.2/2.3.500_Объективы

Линзы

Первые линзы были довольно простыми. Линза Мениск показала, что «изгиб» простой линзы может исправить большую часть сферической аберрации и кривизны поля, что собственно и было у выпуклой и вогнутой линзы. Ахроматический дублет показал, что пары линз из стекла на различных индексах преломляющих дисперсий, может уменьшить хроматические аберрации.

Мениск (слева) и ахроматический дублет (справа)

После изобретения объектива камеры Daguerrotype, объективы начали быстро улучшаться, и буквально сотни фотографических объективов появились на рынке в начале 1900-х. Большинство из них были «тупиковыми», но шесть объективов (пять из которых были разработаны к 1900 году) трансформировались в новые модели, которыми мы пользуемся и сегодня! Шестой объектив был придуман уже после 1920-х годов для кинокамеры, а к 1930-му и для первой зеркальной камеры - это так называемый ретрофокус или по простому - обратный телефото.

Схемы 6 линз, которые являются предками всех современных объективов

Объектив Петцваля, разработанный в 1850 году, был очень важной частью портретной фотографии на протяжении полувека. Малая часть современных объективов даст Вам возможность проследить свою родословную, тем не менее, линзы типа Петцваля использовались в большинстве слайд проекторов до 1950 года. Они стали основой для объектива Kodak F1.9 Cine, которые были установлены на тысячи кинокамер Kodak 16мм. Некоторые телеобъективы, изготовленные до 1950 года, были на основе технологии Петцваля.

Преимущества: отличная резкость по центру с достаточно широкой апертурой, низкое виньетирование. Недостатки: астигматизм и кривизна поля, ограниченный и довольно узкий угол обзора.

Zeiss Protar (первоначальное название: анастигмат), симметричный объектив, разработанный в 1890 году, считается первым современным объективом для фотокамеры. За многие годы, создатели объективов увеличили количество элементов, размеры передних и задних линз, но общая симметрия в центре была сохранена. Объективы Schneider, Angulon и Leica Super Angulon являются прямыми потомками Protar.

Планар — тип фотографического объектива. Рассчитан Паулем Рудольфом (нем. Paul Rudolph) для Carl Zeiss Jena и запатентован в 1897 году. Базовая схема состоит из 6 линз в 4 группах. Современные объективы этой схемы могут включать в себя до 9 линз в 9 группах.

Согласно классификации, принятой, как в западноевропейской, так и в американской оптической литературе (включая патентную), этот тип объектива именуется Double-Gauss lens (двойной объектив Гаусса). Планары же рассматриваются, как одна из модификаций этой схемы.

Следует также отметить, что название Planar® до сих пор является собственностью фирмы Zeiss AG.

Конструктивно, Планар относится к менисковым анастигматам. Первоначально, схема строилось на основе объектива предложенного Карлом Гауссом ещё в начале XIXв, в качестве объектива телескопа, и состоящего из двух менисков — «силового» положительного и отрицательного корректирующего. Двойной же объектив Гаусса представляет собой симметричную конструкцию из двух таких объективов, с диафрагмой посередине. Подобный вариант был рассчитан Элвеном Кларком (Alvan G. Clark), запатентован в 1889 г. и выпускался фирмой Bausch & Lomb. Базируются на симметрии, чтобы сгладить кривизну поля и уменьшить аберрации, с объединёнными положительными и отрицательные элементами, мениски вогнуты к центру и устанавливаются с пробелами между элементами, они не закреплены намертво.

Преимущества: более широкая дырка, чем у других объективов, особенно важно для тех объективов у которых элементы расположены не симметрично. Недостатки: имеют тенденцию к сферическим аберрациям и астигматизму. По началу их разрешающая способность была очень низка.

Телеобъективы – были разработаны одновременно в 1880-х годах известными британскими и немецкими оптиками. Существует легенда, что первые телеобъективы использовали днище от бутылок виски. Конечно, они были не высокого качества, но в 1920-х годах добавление дополнительных двояковыпуклых элементов с низкой дисперсии стекла к заднику объектива с воздушным пространством, может уменьшить искажения и уменьшить хроматические аберрации. Эти усовершенствования значительно повысили качество теле объективов.

Обратный телефотообъектив (ретрофокус) - был впервые разработан в 1920 г. для киноиндустрии, которая требовала объективы с длинным бэк фокусом (расстояние от задней линзы до датчика).

Достоинства: дает более короткое широкоугольные фокусное расстояние, относительно высокая диафрагма с широким углом, минимальное виньетирование и редко имеет сферические аберрации.

Недостатки: кривизна поля в фокусе, аберрации фокуса. Боковые хроматические аберрации на широких углах требуют дополнительных элементов, чтобы исправить все проблемы. Искажения бывают полезны, если мы используем обратное теле фото в виде конструкции рыбий глаз с очень широким полем обзора. Ретрофокус обычно больше стандартного объектива.

Объективы Триплет. Дэннис Тейлор разработал триплет-линзы в 1890-х годах, и они были произведены компанией Тейлор Хобсон, как и многими другими производителями. Триплет - простейшая конструкция, которая может исправить все 7 основных аберраций. Деннис Тейлор понял одно из преимуществ его линз, что их очень просто сделать в разных фокусных расстояний. Перемещение центрального элемента ближе к передней или задней линзе и дало так называемый точный зум. Разделение переднего и заднего элемента триплета увеличили апертуру и привели к уникальным продуктам Zeiss Sonnar и Leitz Elmar. Большинство оригинальных объективов Leica были модификациями триплета. Триплеты были установлены в подавляющее большинство видео камер, и мыльниц. Даже сегодня объективы с ФР от 50 до 150 мм сохраняют триплет основу, хотя передние и задние элементы, как правило, разделены или изменены. За долгие годы более чем 80 различных патентов было выдано на изменённый дизайн линз триплета.

Достоинства: простой и недорогой в производстве. Дает достаточно хорошее исправление всех аберраций. Светосильные элементы требуют очень точной настройки и жесткие производственные допуски.

На протяжении 1900-х годов классический триплет заменяют другими типами объективов для зеркальных фотокамер. Тем не менее, триплет породил гораздо больше вариаций объективов, чем все вместе взятые другие системы линз.

Зум-объектив предназначен для различных фокусных расстояний. Хотя патент был выдан в 1901 году для триплетного объектива с подвижным центральным элементом, который дал миру зум эффект и официальное название «регулируемый объектив», нужно было повысить точность изменения фокусного расстояния. В 1930-х годах компания Тейлор Хобсон (изготовитель триплета) выпустила видеообъектив Varo, который объединил отрицательный элемент передний (обратный телефото), отрицательный элемент задний (как у телефото), а в центре был размещен двойной Гаусс-объектив (похож на центральный элемента триплет). Перемещая центр линзы по отношению к передним и задним элементам, объектив мог изменить ФР с 40 мм до 120 мм. Varo был размещена в квадратном корпусе из алюминия и весил 7 фунтов. Такую бандуру, конечно, не возможно было с собой таскать. Прошло 20 лет и в 1950 г. Voigtlander выпустил первый зум-объектив для зеркальных камер, Zoomar 36-82мм.

---

Вопросы

1. что такое объектив Петцваля?
   

Был очень важной частью портретной фотографии на протяжении полувека. Малая часть современных объективов даст Вам возможность проследить свою родословную, тем не менее, линзы типа Петцваля использовались в большинстве слайд проекторов

1. Разработка первых линз?
   

Линза Мениск показала, что «изгиб» простой линзы может исправить большую часть сферической аберрации и кривизны поля, что собственно и было у выпуклой и вогнутой линзы.

1. Разработка телеобъективов?
   

Были разработаны одновременно в 1880-х годах известными британскими и немецкими оптиками. Существует легенда, что первые телеобъективы использовали днище от бутылок виски.

1. Для чего предназначен зум-объектив?
   

Предназначен для различных фокусных расстояний

---

Список литературы

1. https://dphotoworld.net/publ/photomuseum/obektivy_istorija_sozdanija/7-1-0-441