Двойная линза Гаусса - Double-Gauss lens

Двойной гауссовский дизайн типа "Opic" с оптическими лучами.

В двойная линза Гаусса это составная линза используется в основном в объективы камеры что уменьшает оптические аберрации над большим фокальная плоскость.

дизайн

Развитие двойного гаусса

Двойная линза Гаусса состоит из двух расположенных спиной к спине Линзы Гаусса (дизайн с позитивным мениск линзы на стороне объекта и линзу с отрицательным мениском на стороне изображения), образуя две положительные линзы мениска снаружи с двумя отрицательными линзами мениска внутри них. Симметрия системы и разделение оптической мощности на множество элементов снижает оптические аберрации внутри системы. Существует множество вариаций дизайна. Иногда добавляются дополнительные линзы. Основной тип линз - один из наиболее развитых и используемых фотообъективов. Эта конструкция является основой для многих объективов, используемых сегодня, особенно для стандартных объективов с широкой диафрагмой, используемых в 35-мм и других малоформатных камерах. Он может предложить хорошие результаты до ж/1.4 с широким поле зрения, и иногда производился на ж/1.0. Объективы со сверхширокой диафрагмой f / 1.4 с двойным гауссом обычно имеют семь элементов для дополнительного контроля аберрации. Современные модели со сверхширокой апертурой могут иметь восемь и более элементов. Версии со средней диафрагмой f / 2.8 можно упростить до пяти элементов.

Двойной Гаусс, вероятно, был наиболее интенсивно изученным. формула линзы двадцатого века,[1] производит десятки основных вариантов, множество второстепенных вариантов, сотни продаваемых линз и десятки миллионов единиц.[2][3] У него почти не было недостатков, за исключением небольшой косой сферической аберрации, которая могла снизить периферический контраст.[4] Двойные настройки Gauss / Planar были стандартной широкой диафрагмой, нормальным и почти нормальным объективом с постоянным фокусным расстоянием в течение шестидесяти лет.

История

Оригинальные два элемента Гаусс был телескоп объектив состоящий из близко расположенных положительных и отрицательных менисков, изобретен в 1817 году. Карл Фридрих Гаусс как улучшение Фраунгофера Ахроматический телескоп объектив добавив мениск линзы к его синглу выпуклый и вогнутый дизайн линз.[5] Алван Кларк и Bausch & Lomb дополнительно усовершенствовали дизайн в 1888 году, взяв две из этих линз и поместив их вплотную друг к другу, создав «двойной Гаусс».[6] с безразличными фотографическими результатами.[7] Современные двойные линзы Гаусса восходят к усовершенствованной конструкции 1895 года, когда Пол Рудольф из Карл Цейсс Йена утолщают внутренние отрицательные мениски и превращают их в цементированные дублеты двух элементов с одинаковым преломлением, но с разной дисперсией Цейсс Планар 1896 г.[8] поправить Хроматическая аберрация. Это была оригинальная шестиэлементная симметричная линза с диафрагмой f / 4.5 Double Gauss.[9] Гораций Уильям Ли добавили небольшую асимметрию к Planar в 1920 году и создали Тейлор, Тейлор и Хобсон, серия 0 (также называемый Ли Опик, Великобритания) объектив f / 2.[10] Он был коммерчески неудачным, но его асимметрия лежит в основе современного двойного гаусса, включая Zeiss Biotar.[11] Позже был разработан дизайн с дополнительными очками для получения высокоэффективных линз с широкой диафрагмой. Основное развитие произошло благодаря Тейлор Хобсон в 1920-х годах, в результате чего f / 2.0 Opic а позже Speed ​​Panchro конструкции, которые были переданы по лицензии другим производителям. В 1927 году Ли модифицировал дизайн Opic и увеличил максимальную диафрагму до f / 1,4, то есть Ультра Панчро линза. Дальнейшее улучшение было сделано Ли в 1930 г. Суперскоростной Panchro.[12] Это был светосильный дизайн с диафрагмой f / 1,5 с 7 очками в 5 группах, который вскоре стал новым популярным типом светосильных объективов и использовался многими производителями линз до 1960-х годов.

Zeiss Biotar 58 мм f / 2

В Биотар - еще один конкурент британской серии Panchro. В том же 1927 году компания Zeiss спроектировала Биотар 50 мм f / 1,4[13] для кинематографии. Это все еще фото-версия, Zeiss Biotar 58 мм f / 2 (Германия) появился на Ihagee Kine Exakta (1936, Германия), первом широко доступном 35 мм однообъективные зеркальные фотоаппараты, в 1939 году. Он также был стандартным объективом на ВЭБ Zeiss Ikon (Дрезден) Contax S (1949, Восточная Германия), первая 35-мм зеркальная фотокамера с панорамным обзором на уровне глаз.[14] Биотар, первоначально разработанный в 1927 году, имел шестиэлементную асимметричную формулу двойного Гаусса. После Второй мировой войны Zeiss (Оберкохен, Западная Германия) больше не использует название Biotar; вместо этого объединение любого варианта Double Gauss под названием Planar. Советский 2 / 58мм Гелиос-44 объектив Зенит камера была самой распространенной версией Биотара,[15] Сегодня это отличный недорогой аксессуар для любой цифровой камеры с датчиком размера APS.

Несколько конкурирующих одновременно, но менее известных линз были похожи на Biotar, такие как Альбрехт Тронье с Шнайдер Ксенон (1925, Германия).[16][17] Например, в 1934 году для компании Ihagee VP Exakta (1933, Германия) были изготовлены три асимметричные линзы Double Gauss. 127 рулонная пленка SLR камера: 8 см, f / 2 версии обоих Биотар и Ксенон, так же хорошо как Dallmeyer Super Six 3 дюйма, f / 1,9 (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ).[18]

Ранние перестановки двойного гаусса для 35-мм камер включали Kodak Ektar 45 мм f / 2[19] на Kodak Bantam Special (1936, США), Kodak Ektar 50mm f / 1.9[20] для Kodak Ektra (1941, США), Объектив Voigtländer Ultron 50mm f / 2[21] на Voigtländer Vitessa (1951, Западная Германия) и Leitz Summicron 50 мм f / 2[22] для Leica M3 (1953, Западная Германия). Известное, но в значительной степени забытое использование формулы двойного Гаусса было в Canon 28 мм f / 3,5 (1951, Япония) [23] в креплении M39 для дальномерных камер. За счет значительного увеличения задней группы (по сравнению с типом двойного гаусса с более традиционным фокусным расстоянием) поле обзора было увеличено при сохранении относительно большой диафрагмы, что на время сделало его самым светосильным 28-миллиметровым объективом, доступным для 35-миллиметровых камер. большой запас.[24]

В 1966 г. Асахи Пентакс объединил Супер скорость Panchro тип и Ксенон типа, изобрел 7 стаканов- 6 сгруппированных Супер Такумар 50 мм f / 1,4(v2).[25] В течение 1960-х - начала 80-х годов в каждом магазине оптики продавались обычные линзы типа Super Panchro, затем Super Takumar типа Double Gauss. Например, сравните Tokyo Optical RE Auto-Topcor 5,8 см f / 1,4[26] для Topcon RE Super / Super D (1963), Olympus G. Zuiko Auto-S 40 мм f / 1,4[27] для Olympus Pen F (объектив 1964 г., фотоаппарат 1963 г.), Yashica Auto Yashinon DX 50mm f / 1.4[28] для Yashica TL Super (1967), Canon FL 50 мм f / 1,4 (v2)[29][30] для Canon FT (объектив 1968 года, камера 1966 года), Asahi Optical Super Takumar 50mm f / 1.4(v2)[31] для Pentax Spotmatic (объектив 1968 года, камера 1964 года), Fuji Fujinon 50mm f / 1.4[32] для Fujica ST701 (1971), Minolta MC Rokkor-PG 50mm f / 1.4[33] для Minolta XK / XM / X-1 (1973), Zeiss Planar HFT 50mm f / 1.4[34] для Rolleiflex SL350 (1974), Konishiroku Hexanon AR 50mm f / 1.4[35] для Konica Autoreflex T3 (объектив 1974, камера 1973) и Nippon Kokagu Nikkor (K) 50mm f / 1.4 (новый)[36] для Nikon F2 (объектив 1976 г., фотоаппарат 1971 г.); все из Японии, кроме Цейса, Западная Германия.

Зум-объективы доминировали в 1980-х и 90-х годах, поэтому появилось несколько новых нормальных линз с двойным гауссом. Зум продолжает доминировать в цифровую эпоху, но появилось много новых престижных объективов Double Gauss с низким уровнем производства. Сравните Canon EF 50mm f / 1.2L USM (2007, Япония),[37][38] Nikon AF-S Nikkor 50mm f / 1.4G (2008 г., Япония / Китай),[39] Sigma EX DG HSM 50 мм f / 1.4 (2008, Япония),[40] (Cosina) Объектив Voigtländer Nokton 50mm f / 1.1 (2009, Япония),[41] Leica Noctilux-M 50mm f / 0.95 ASPH (2009, Германия)[42] со своими предшественниками, или SLR Magic HyperPrime 50mm CINE T0.95 (2012, Гонконг, Китай).[43]

  • История создания двойных линз Гаусса

  • Конструкции двойных линз Гаусса 1936–1964 гг.

  • Конструкции двойных линз Гаусса 1964–1977 гг.

  • Конструкции двойных линз Гаусса 1978–2010 гг.

Эта конструкция в настоящее время используется в недорогих, но качественных светосильных линзах, таких как Sony FE 50 мм ж/1.8, то Canon EF 50 мм ж/1.8 и Nikon 50 мм ж/1.8D AF Nikkor. Он также используется в качестве основы для более быстрого дизайна с добавлением элементов, таких как седьмой элемент, как в Canon[44] и Nikon 50 мм ж/1.4 предложения[45] или асферический седьмой элемент в Canon 50 мм. ж/1.2.[46] Дизайн появляется в других приложениях, где простой быстрый нормальный объектив (диагональ ≈53 °), например, в проекторах.

использованная литература

  • Кокс, Артур (1971). Фотографическая оптика, современный подход к технике определения. Лондон: Focal Press. ISBN  0817406654.
  • Кингслейк, Рудольф (1989). История фотографического объектива. Бостон: Academic Press. ISBN  978-0124086401.

Заметки

  1. ^ Кокс, стр. 245.
  2. ^ Кокс, стр. 444–452.
  3. ^ Кингслейк, стр. 123–128.
  4. ^ Кокс, стр. 245–248.
  5. ^ Кингслейк, стр. 117–118.
  6. ^ Патент США 399499, Алван Дж. Кларк, «Фотографический объектив», выпущенный 12 марта 1889 г. 
  7. ^ Кингслейк, стр. 118.
  8. ^ Патент США 583336, Поль Рудольф, "Объективное стекло", издано 25 мая 1897 г. 
  9. ^ Кингслейк, стр. 121–122.
  10. ^ Кингслейк, стр. 122.
  11. ^ Кокс, стр. 243–245.
  12. ^ Патент США 2,019,985 26 декабря 1930 г.
  13. ^ Патент Германии 485789, 30 сентября 1927 г.
  14. ^ Герберт Кепплер, «Внутри прямо: оптическое чудо: удивительная история биотара», стр. 32–33. Популярные фотографии и изображения, Volume 71 Number 5; Май 2007. ISSN 1542-0337.
  15. ^ "ФОТОИСТОРИЯ - Г.Абрамов," Этапы развития отечественного фотоаппаратостроения."". www.photohistory.ru. Получено 2018-08-24.
  16. ^ Альбрехт Вильгельм Тронье, Photographisches Objektiv. (Фотографический объектив.) Патент Германии № DE439556; предоставлено 30 апреля 1925 г.
  17. ^ Кингслейк, стр. 122–123.
  18. ^ Клеман Агила и Мишель Руа, Камеры Exakta, 1933–1978. Репринт 2003 г. Small Dole, Западный Сассекс, Великобритания: Книги коллекционеров Хоув, 1987. ISBN  0-906447-38-0. С. 25–26.
  19. ^ Kodak Lenses & Shutters (Рекламная книга). Рочестер, штат Нью-Йорк: Eastman Kodak Co. без даты, но примерно 1939 г. с. 36. Проверить значения даты в: | год = (Помогите)
  20. ^ Анонимный (без даты, но около 1941 г.). Kodak Ektra (Руководство по эксплуатации). Рочестер, штат Нью-Йорк: Eastman Kodak Co., стр. 9. Проверить значения даты в: | год = (Помогите)
  21. ^ Фрэнк Мечелхофф. «История светосильных 35-мм и малоформатных пленочных объективов». Получено 30 апреля 2008.
  22. ^ Кингслейк, стр. 125.
  23. ^ «Canon Serenar 28mm f / 3.5 I». Canon INC. Получено 26 декабря 2012.
  24. ^ «Блок-схема Canon Serenar 28mm f / 3.5 I». Canon INC. Получено 26 декабря 2012.
  25. ^ Патент США 3,451,745
  26. ^ Анонимный (нет данных публикации, но около 1966 г.). Beseler Topcon Super D: с системой замера за зеркалом. (Инструкция по эксплуатации). п. 40. Проверить значения даты в: | год = (Помогите)
  27. ^ Анонимный, Краткое изложение фактов, о которых вы должны знать: Olympus FTography. (Информационный справочник для дилеров) Лос-Анджелес, Калифорния: Ponder & Best, без даты, но примерно 1966 г. стр. 6.
  28. ^ Анонимный, Линзы Яшинон. (Брошюра) нет данных публикации, но приблизительно 1974 г. с. 13.
  29. ^ Анонимный. «Объективы (байонет FL): FL50mm f / 1.4II: технические характеристики». Музей фотоаппаратов Canon: Камерный зал. Получено 7 января 2010.
  30. ^ Анонимный. «Объективы (байонет FL): FL50mm f / 1.4II: блок-схема». Музей фотоаппаратов Canon: Камерный зал. Получено 7 января 2010.
  31. ^ Анонимный, Руководство по эксплуатации Asahi Pentax Spotmatic II. Токио, Япония: Asahi Optical Co., Ltd., сентябрь 1972 г., стр. 28.
  32. ^ Анонимный. "EBC FUJINON 50MM F1.4". Получено 25 января 2010.
  33. ^ Анонимный. "ОПТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБЪЕКТИВОВ MINOLTA MC / MD ROKKOR" [Оптические схемы линз Minolta MC / MD Rokkor]. Получено 25 января 2010.
  34. ^ Фрэнк Мечелхофф. «Последние немецкие 35-мм пленочные фотоаппараты / Rolleiflex SL350». Получено 30 апреля 2008.
  35. ^ Андреас Буль. «Объективы Konica SLR 1960–1987: Konica Hexanon AR 50 мм / F1,4». Получено 22 февраля 2010.
  36. ^ Анонимный (без даты, но около 1987 г.). Nikon: каталог дилеров. Гарден-Сити, Нью-Йорк: Nikon Corp., стр. 26. Проверить значения даты в: | год = (Помогите)
  37. ^ Анонимный. «Объективы (байонет EF): EF50mm f / 1.2L USM: технические характеристики». Музей фотоаппаратов Canon: Камерный зал. Архивировано из оригинал 22 октября 2007 г.. Получено 4 января 2010.
  38. ^ Анонимный. «Объективы (байонет EF): EF50mm f / 1.2L USM: блок-схема». Музей фотоаппаратов Canon: Камерный зал. Получено 4 января 2010.
  39. ^ Анонимный. "AF-S NIKKOR 50mm f / 1.4G". Получено 4 января 2010.[постоянная мертвая ссылка ]
  40. ^ Аноним (июнь 2008 г.). SIGMA: Каталог объективов. Кавасаки, Канагава, Япония: Sigma Corp., стр. 15.
  41. ^ Анонимный. "Стандарт L&VM - Линза". Архивировано из оригинал 26 декабря 2009 г.. Получено 4 января 2010.
  42. ^ Аноним (2009). LEICA NOCTILUX-M 50 мм f / 0,95, АСФЕРИЧЕСКИЙ. (Брошюра). Зольмс, Германия: Leica Camera AG. п. 1.
  43. ^ «SLR Magic представляет объектив HyperPrime CINE 50mm T0.95 M-mount». Обзор цифровой фотографии. Получено 1 января 2012.
  44. ^ «EF50mm f / 1.4 USM».
  45. ^ «AF Nikkor 50mm f / 1.4D».
  46. ^ EF50mm "f / 1.2L USM" Проверьте | url = ценность (Помогите).

внешние ссылки