История дизайна фотообъективов

Рисунок в разрезе одного из первых фотообъективов «Портрет Петцваля».

Изобретение фотоаппарата в начале 19 века привело к появлению множества конструкций объективов, предназначенных для фотографии . Проблемы конструкции фотообъективов , создания объектива для задачи, охватывающей большую плоскую плоскость изображения, были хорошо известны еще до изобретения фотографии. благодаря разработке объективов для работы с фокальной плоскостью камеры -обскуры .

Ранние объективы для фотоаппаратов (1800–1890 гг.)

Двояковыпуклая (или двояковыпуклая) линза с диафрагменным ограничителем перед ней.

В ранних фотографических экспериментах Томаса Веджвуда , Нисефора Ньепса , Генри Фокса Талбота и Луи Дагера использовались простые одноэлементные выпуклые линзы. Эти линзы оказались недостающими. Простые линзы не могли сфокусировать изображение на большой плоской плоскости пленки ( кривизна поля ) и страдали от других оптических аберраций . Их сильная продольная хроматическая аберрация означала, что свет, который видели фотографы (обычно желтый свет), и свет, к которому были чувствительны ранние фотографические носители, не сходились в одной точке, что затрудняло фокусировку.

Некоторые аберрации объектива, с которыми сталкивались первые фотографы

• 
  Хроматическая аберрация
• 
  Сферическая аберрация
• 
  Есть
• 
  Кривизна поля

Перевернутая ахроматическая линза

Парижская оптическая фирма Шарля Шевалье производила линзы для Ньепса и Дагера для их экспериментов в фотографии. В 1829 году Шевалье создал ахроматическую линзу (двухэлементную линзу, сделанную из крон-стекла и бесцветного стекла ), чтобы уменьшить хроматическую аберрацию для экспериментов Дагера. Шевалье перевернул линзу (первоначально спроектированную как объектив телескопа ), чтобы получить более плоскую плоскость изображения, и модифицировал ахромат, чтобы сделать синий конец спектра более резким. Переворот объектива вызывал серьезную сферическую аберрацию, поэтому перед объективом требовался узкий диафрагменный ограничитель. 22 июня 1839 года Дагер заключил контракт с Альфонсом Жиру (Франция) на производство своего дагерротипного аппарата. В камере Giroux Le Daguerrotype использовалась перевернутая ахроматическая линза с фокусным расстоянием почти 16 дюймов (40 см) и диафрагмой f / 16 перед ней, изготовленная Шевалье, для съемки изображений размером 6½ × 8½ дюймов (около 16,5 × 21,5 см).

Мениск или «пейзажная» линза

В 1804 году Уильям Хайд Волластон изобрел линзу с положительным мениском для очков . В 1812 году Волластон адаптировал его как объектив для камеры-обскуры. установив его вогнутой стороной наружу и ограничителем диафрагмы перед ним, что сделает объектив достаточно резким в широком поле зрения. Ньепс начал использовать мениск Волластона в 1828 году. Дагер использовал эту линзу в своих экспериментах, но, поскольку это была одноэлементная линза, в которой отсутствовал какой-либо контроль хроматических аберраций, в процессе дагерротипирования было невозможно точно сфокусироваться на сине-чувствительном носителе .

К концу 1839 года Шевалье создал ахроматическую версию мениска, сочетающую в себе сглаживание поля и контроль хроматических аберраций. Объектив имел обратную вогнутую сторону из кремневого стекла, обращенную к объекту, и диафрагму f/16 на радиусе кривизны, что делало его достаточно резким в широком поле зрения около 50°. Переворот линзы действительно увеличивал хроматическую аберрацию, но эту ошибку можно было уменьшить, отрегулировав ахромат так, чтобы сфокусировать цвета на синем конце спектра, чтобы они соответствовали чувствительной к синему цвету фотоэмульсии. Эту конструкцию копировали другие производители объективов. Из-за большого плоского поля зрения с широким углом обзора и «медленной» диафрагмы f/16 (требующей двадцати-тридцати минут для съемки дагерротипов на открытом воздухе) этот объектив стал известен как «французский пейзажный объектив» или просто «французский пейзажный объектив». пейзажный объектив».

Менисковые объективы фотоаппаратов

• 
  Менисковая линза Волластона
• 
  Линза Chevalier Achrom Meniscus "Landscape"

Портретный объектив Петцваля

Портретный объектив Петцваля

Поскольку объектив «Ахромат-пейзаж» был довольно медленным, Французское общество поощрения национальной промышленности в 1840 году предложило международную премию за более быстрый объектив. Йозеф Петцваль (из современной Словакии) был профессором математики без опыта работы в оптической физике, но с помощью нескольких человеческих компьютеров австро-венгерской армии он взялся за задачу создания объектива, достаточно быстрого для дагерротипического портрета.

В 1840 году он придумал « Портрет Петцваля» (современная Австрия) — четырехэлементный объектив, состоящий из переднего цементируемого ахромата и заднего ахромата с воздушным зазором, который при f/3,6 был первым широкоапертурным портретным объективом. Это было подходящим для одно-двухминутных дагерротипических экспозиций на открытом воздухе в тени. Благодаря более быстрому коллодионному процессу (мокрая пластина) , разработанному в 1850-х годах, камера, оснащенная этим объективом, могла снимать портреты в помещении длительностью от одной до двух минут. Из-за национального шовинизма «Петцваль» не получил приза, несмотря на то, что он намного превосходил все остальные работы.

150-миллиметровый объектив Петцваля был установлен на коническую металлическую камеру Фойгтлендера, снимавшую круговые дагерротипы в 1841 году. Фойгтлендер-Петцваль был первой камерой и объективом, специально разработанными для фотографирования, а не просто модифицированной камерой-обскурой художника. Портрет Петцваля был доминирующим портретным объективом на протяжении почти столетия. У него было то, что сейчас считалось бы сильной кривизной поля и астигматизмом, но он был острым в центре (поле зрения около 20° или 10° для критических приложений) и быстро смещался из фокуса в мягкое внешнее поле, создавая приятный эффект ореола вокруг объекта съемки. Портрет Петцваля остается популярным в качестве проекционного объектива, где узкие углы означают, что кривизна поля зрения незначительна.

«Портрет» незаконно копировали все производители линз, а Петцваль поссорился с Петером Фойгтлендером из-за невыплаченных гонораров и умер озлобленным стариком. Хотя «Портрет» был первой математически рассчитанной формулой линзы, Метод проб и ошибок будет продолжать доминировать в конструкции фотообъективов еще полвека, несмотря на хорошо зарекомендовавшие себя физические математические знания, датируемые 1856 годом (созданные Филиппом Людвигом фон Зейделем [современная Германия], работавшим на Гуго Адольфа Штайнхайля [современная Германия]), в ущерб улучшение линз.

Преодоление оптических аберраций

Харрисон и Шнитцер Глобус

Dallmeyer Rapid-Rectilinear и Steinheil Aplanat

Ахромат-пейзаж также страдал от прямолинейных искажений : прямые линии изображались изогнутыми. Это искажение было острой проблемой, поскольку на раннем этапе архитектура была важным объектом фотографии. Кроме того, фотографии экзотических мест (особенно в стереоскопическом виде) ) были популярным средством увидеть мир, не выходя из дома: открытка с изображением — изобретение середины 19 века. Искажение становилось все хуже по мере увеличения поля зрения, а это означало, что Achrom Landscape нельзя было использовать в качестве широкоугольного объектива.

Первым успешным широкоугольным объективом стал Harrison & Schnitzer Globe (США) 1862 года. хотя и с максимальной диафрагмой af/16 (f/30 было более реалистично). Объектив имел максимальное поле зрения 92°, хотя 80° было более реалистичным. «Глобус» Чарльза Харрисона и Джозефа Шнитцера имел симметричную четырехэлементную формулу; это название связано с тем, что если две внешние поверхности продолжить, а затем соединить, они образуют сферу.

Симметрия была открыта в 1850-х годах для автоматической коррекции дисторсии, комы и поперечных хроматических искажений. Существуют также аберрации децентрации, возникающие из-за производственных ошибок. Настоящий объектив не сможет создавать изображения ожидаемого качества, если он не сконструирован или не может соответствовать техническим характеристикам.

Существуют дополнительные оптические явления, которые могут ухудшить качество изображения, но не считаются аберрациями. Например, косой cos ⁴ θ затухание света, иногда называемое естественным виньетированием, а боковое увеличение и искажения перспективы, наблюдаемые в широкоугольных объективах, на самом деле являются геометрическими эффектами проецирования трехмерных объектов в двухмерные изображения, а не физическими дефектами.

Симметричная формула Globe напрямую повлияла на дизайн Dallmeyer Rapid-Rectilinear (Великобритания) и Steinheil Aplanat (современная Германия). По совпадению, «Быстро-прямолинейный» Джон Даллмейер и «Апланат» Адольфа Штайнхейла имели практически идентичные симметричные четырехэлементные формулы, полученные почти одновременно в 1866 году, и все они исправляли большинство оптических аберраций, за исключением сферических и кривизны поля, до f / 8. Прорывом стало использование стекла с максимальной разницей показателей преломления, но одинаковой дисперсией в каждом ахромате. Линзы Rapid-Rectilinear и Aplanat можно было масштабировать по множеству фокусных расстояний и полей зрения для всех современных сред, и они были стандартными объективами общего назначения с умеренной светосилой на протяжении более полувека.

Пейзаж, Портрет, Глобус и Быстро-Прямолинейный/Апланат составляли весь арсенал объективов фотографа девятнадцатого века.

Диафрагма останавливается

Основная статья: Диафрагма

В 1500-х годах было известно, что диафрагма улучшит качество изображения объектива. Было бы обнаружено, что это произошло потому, что центральная диафрагма, блокирующая периферийный свет, ограничивает поперечные аберрации (кома, астигматизм, кривизна поля, дисторсия и латеральная хроматика), если только диафрагма не настолько мала, что дифракция становится доминирующей. Даже сегодня большинство объективов дают наилучшее изображение при средней диафрагме, обеспечивая компромисс между поперечными аберрациями и дифракцией.

Поэтому даже Мениск имел постоянную остановку. Тем не менее, самые ранние объективы не имели регулируемых диафрагм: их маленькая рабочая апертура и недостаточная чувствительность дагерротипического процесса приводили к тому, что время экспозиции измерялось многими минутами. Фотографы не хотели ограничивать проходящий через объектив свет и удлинять время выдержки. Когда в 1851 году процесс влажного коллодия с повышенной чувствительностью был усовершенствован, время экспозиции резко сократилось, и стали практичными регулируемые упоры.

Самыми ранними остановками, которые можно было выбрать, были остановки Уотерхаус 1858 года, названные в честь Джона Уотерхауса . Это были наборы дополнительных латунных пластин с размерными отверстиями, монтируемых через прорезь в боковой части конструкции линзы.

Примерно в 1880 году фотографы поняли, что размер диафрагмы влияет на глубину резкости . Управление диафрагмой приобрело большее значение, а регулируемые ограничители стали стандартной функцией объектива. Ирисовая диафрагма появилась в качестве регулируемого диафрагмы объектива в 1880-х годах и стала стандартной регулируемой диафрагмой примерно в 1900 году. Ирисовая диафрагма была обычным явлением в камерах-обскура начала девятнадцатого века, и Ньепс использовал ее по крайней мере в одной из своих экспериментальных камер. . Однако конкретный тип диафрагмы, используемый в современных объективах, был изобретен в 1858 году Чарльзом Харрисоном и Джозефом Шнитцером. Ирисовая диафрагма Харрисона и Шнитцера была способна совершать быстрые циклы открытия и закрытия, что абсолютно необходимо для объективов с автоматическим управлением диафрагмы камеры.

Современная маркировка диафрагмы объектива в виде чисел f в геометрической последовательности f/1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90 и т. д. была стандартизирована в 1949 году. Ранее эта британская система конкурировала с континентальной (немецкой) последовательностью с передаточными числами f/1,1, 1,6, 2,2, 3,2, 4,5, 6,3, 9, 12,5, 18, 25, 36, 50, 71, 100. Кроме того, последовательность Единой системы (США, изобретение Великобритании) 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и т. д. (где US 1 = f/4, US 2 = f/5,6, US 4 = f/8 и т. д.), в начале двадцатого века компания Eastman Kodak отдавала предпочтение.

Телеобъектив

Основная статья: Телеобъектив

Телеобъективы Даллмейера и Мите

Буш Бис-Телар

Длина объектива одноэлементной камеры равна его фокусному расстоянию; например, для объектива с фокусным расстоянием 500 мм требуется 500 мм от объектива до плоскости изображения. Телеобъектив физически делается короче его номинального фокусного расстояния за счет объединения передней положительной ячейки изображения с задней увеличивающей отрицательной ячейкой. Мощная передняя группа перепреломляет изображение, задняя восстанавливает фокальную плоскость, тем самым сильно укорачивая длину заднего фокуса. Первоначально дополнительные отрицательные элементы продавались для крепления к задней части обычной линзы. Линза Барлоу, отрицательная ахроматная лупа, изобретенная Питером Барлоу в 1833 году, до сих пор используется для увеличения окуляра любительских телескопов. Телеконвертер . — современный фотографический эквивалент

В 1891 году Томас Даллмейер и Адольф Мите одновременно попытались запатентовать новую конструкцию объективов с почти идентичной формулой - полные фотографические телеобъективы, состоящие из переднего дублета ахромата и заднего триплета ахромата. Первенство так и не было установлено, и на первый телеобъектив так и не было выдано патента.

Передняя и задняя камеры ранних телеобъективов не имели себе равных, а задняя камера также увеличивала любые аберрации, а также изображение ячейки формирования изображений. Расстояние между ячейками также можно было настраивать, поскольку его можно было использовать для регулировки эффективного фокусного расстояния, но это только усугубляло проблемы с аберрациями. Первым телеобъективом с оптической коррекцией и фиксированием в виде системы стал f/8 Busch Bis-Telar (Германия) 1905 года.

Конструкции линз анастигмата (1890–1950)

Цейсс Протар

Цейсс Протар

Фотообъектив шагнул вперед в 1890 году с появлением Zeiss Protar (Германия). Протар Пола Рудольфа был первой успешной линзой-анастигматом (с высокой степенью коррекции [для той эпохи] всех аберраций, в том числе и астигматизма). Его можно было масштабировать от портретного f/4,5 до сверхширокоугольного f/18. Первоначально Протар назывался Анастигмат , но этот описательный термин быстро стал общим, и в 1900 году объективу было присвоено причудливое название.

Протар считается первым «современным» объективом, поскольку он имел асимметричную формулу, обеспечиваемую новой свободой дизайна, открываемой новыми доступными корончатыми оптическими очками из оксида бария. Эти очки были изобретены физиком Эрнстом Аббе и Отто Шоттом химиком Carl Zeiss (оба - Германия) в 1884 году, работая на стекольном заводе в Йене. Стекла Шотта имеют более высокий показатель преломления, чем натриево-известковое крон-стекло, но без более высокой дисперсии. В переднем ахромате Protar использовалось старое стекло, а в заднем ахромате использовалось стекло с высоким показателем преломления. Практически все фотообъективы хорошего качества, выпущенные примерно с 1930 года, имеют анастигматическую коррекцию. (Основным исключением являются портретные объективы с «мягким фокусом».)

Современным фотообъективом является апохроматическая коррекция, которая примерно в два раза более строгая, чем анастигматическая. Однако такие линзы требуют коррекции аберраций более высокого порядка, чем исходные семь. с редкоземельными (оксид лантана) или флюоритовыми ( фторид кальция ) стеклами с очень высоким показателем преломления и/или очень низкой дисперсией, изобретенными в середине двадцатого века. Первым апохроматическим объективом для потребительских камер был Leitz APO-Telyt-R 180mm f/3,4 (1975, Западная Германия) для 35-мм зеркальных фотокамер серии Leicaflex (1964, Западная Германия). Большинство профессиональных телеобъективов с начала 1980-х годов являются апохроматическими. Обратите внимание, что для научной, военной и промышленной работы доступны линзы лучше, чем апохроматы.

Кук тройняшка

Основная статья: Тройка Кука

Тройня Тейлор, Тейлор и Хобсон Кук

Квинтэссенцией фотографического объектива двадцатого века был Taylor, Taylor & Hobson Cooke Triplet 1893 года . Гарольда Тейлора (Великобритания, не связанный с Тейлорами из T, T & H) Триплет Кука представлял собой обманчиво простую на вид асимметричную трехэлементную формулу анастигмата, созданную путем пересмотра конструкции линз с учетом основных принципов, чтобы максимально использовать преимущества новых оптических очков Schott. Все элементы были настолько мощными, что были очень чувствительны к перекосам и требовали жестких производственных допусков для той эпохи.

Cooke Triplet стал стандартным «экономным» объективом двадцатого века. Например, в Argus Cintar 50mm f/3,5 для Argus C3 (1937, США), вероятно, самой продаваемой дальномерной камере всех времен, использовалась тройка Кука.

Triplet подходил для контактной печати с рулонных пленочных камер среднего формата и небольшого увеличения с 35-мм «миниатюрных» камер, но не для больших. Фильмы первой половины двадцатого века также не обладали большой разрешающей способностью, так что это не обязательно было проблемой.

Тессар

Основная статья: Тессар

Цейсс Тессар

Пол Рудольф разработал Tessar из-за неудовлетворенности характеристиками своего более раннего Protar. хотя это также напоминает тройку Кука. Первоначально у Tessar был объектив с диафрагмой f/6,3. К 1930 году оно было усовершенствовано до f/2,8, хотя f/3,5 было реалистичным пределом наилучшего качества изображения.

Tessar был стандартным высококачественным со средней светосилой и нормальной перспективой объективом двадцатого века . Kodak Anastigmat Special 100mm f/3.5 на Kodak Super Six-20 (1938, США), первый фотоаппарат с автоэкспозицией, был Tessar. как и D. Zuiko 2,8 cm f/3,5 на Olympus Pen (1959, Япония), оригинальная полукадровая камера Pen; Schneider S-Xenar 40mm f/3,5 на последней версии Rollei 35 (1974, Западная Германия/Сингапур); и AF Nikkor D 45mm f/2.8P Special Edition для Nikon FM3A (2001, Япония), последней 35-мм зеркальной фотокамеры с ручной фокусировкой, выпущенной крупным производителем. Вполне уместно, что последняя камера Zeiss Stiftung, Zeiss Ikon S 312, имела объектив Zeiss Tessar 40mm f/2,8 (1972, Западная Германия).

Часто ошибочно утверждают, что Leitz Elmar 50mm f/3,5, установленный на Leica A (1925, Германия), первой камере Лейтца, был Tessar. Однако на момент выпуска Leica объектив 50 мм f/3,5 Kino Tessar был разработан только для киноформата 18x24 мм, чего было недостаточно для нового формата Leica 24x36 мм, и Лейтцу пришлось разработать новый объектив, чтобы обеспечить достаточный охват всего кадра. Только когда Zeiss Ikon разрабатывала Contax в ответ на успех Leica, был разработан 50-миллиметровый Tessar, который мог охватывать формат 24x36 мм. «Эльмар» был основан на модифицированном «Триплете Кука» с расчетом, отличным от «Тессара», и с остановкой в ​​первом воздушном пространстве.

Эрностар и Соннар

Основная статья: Цейсс Соннар

Эрнеманн Эрностар 10,5см f/1,8

Цейсс Соннар 50 мм f/1,5

После достижения качества изображения анастигмата внимание было обращено на увеличение размера диафрагмы, чтобы можно было фотографировать при слабом освещении или с более короткой выдержкой. Первым распространенным объективом с очень широкой диафрагмой, подходящим для съемки при откровенном освещении, был Ernemann Ernostar (Германия) 1923 года. Людвига Бертеле Формула изначально представляла собой объектив 10 см f/2 , но в 1924 году он улучшил его до 10,5 см и 85 мм f/1,8 . Ernostar также был производным от Cooke Triplet; у него есть дополнительный передний положительный элемент или группа.

Установленный на камере Ernemann Ermanox (1923, Германия) и находившийся в руках Эриха Саломона , Ernostar стал пионером современной фотожурналистики. Премьер-министр Франции Аристид Бриан однажды сказал: «Для международной конференции необходимы всего три вещи: несколько министров иностранных дел, стол и Саломон». Обратите внимание, что американские фотожурналисты до 1950-х годов отдавали предпочтение использованию вспышки (см. Артур Феллиг [Виджи]).

Бертеле продолжил разработку Ernostar под более известным именем Sonnar после того, как Ernemann был поглощен Zeiss в 1926 году. Он достиг диафрагмы f/1,5 в 1932 году с Zeiss Sonnar 50mm f/1,5. Contax I для 35-мм дальномерного фотоаппарата (1932, Германия).

Sonnar был (и остается) также популярен как телеобъектив – Sonnar всегда хотя бы слегка телеобъектив из-за своих мощных передних положительных элементов. Zeiss Olympia Sonnar 180mm f/2.8 для Contax II (оба 1936 года, Германия) — классический, если не мифический, пример.

Асимметричный двойной Гаусс

Основная статья: Линза двойного Гаусса

В 1817 году Карл Фридрих Гаусс усовершенствовал Фраунгофера объектив телескопа , добавив менисковую линзу к его с одной выпуклой и вогнутой конструкции линзой. В 1888 году Алван Кларк усовершенствовал конструкцию, взяв две такие линзы и поместив их друг напротив друга. Объектив был назван в честь Гаусса. Нынешнюю конструкцию можно проследить до 1895 года, когда Пол Рудольф из Carl Zeiss Jena использовал цементированные дублеты в качестве центральных линз для коррекции хроматической аберрации .

Позже в конструкцию были добавлены дополнительные стекла для получения высокопроизводительных объективов с широкой апертурой. Основное развитие произошло благодаря Тейлору Хобсону в 1920-х годах, в результате чего были созданы модели f/2.0 Opic , а затем и модели Speed ​​Panchro , лицензии на которые были переданы различным другим производителям. Эта конструкция лежит в основе многих объективов фотоаппаратов, используемых сегодня, особенно широкоугольных стандартных объективов, используемых в 35-мм и других камерах малого формата. Он может дать хорошие результаты до f /1,4 с широким полем зрения , иногда это делалось при ф / 1,0.

В настоящее время эта конструкция используется в недорогих, но высококачественных светосильных объективах, таких как Canon EF 50 мм. f / 1.8 и Nikon 50 мм f / 1.8D AF Никкор . Он также используется в качестве основы для более быстрого проектирования с добавлением элементов, таких как седьмой элемент, как в Canon и никоновский 50 мм f / 1.4 предложения или асферический седьмой элемент в объективе Canon 50 мм. ф / 1,2. простой светосильный нормальный объектив Такая конструкция появляется и в других приложениях, где требуется (диагональ ~ 53 °), например, в проекторах.

Развитие двойного Гаусса

События середины века (1950–1980)

Широкоугольный объектив с ретрофокусом

Основная статья: Ретрофокус Анженье

Angénieux Retrofocus 35mm f/2,5

Цейсс Биогон 21 мм f/4,5

Обычные широкоугольные объективы (то есть объективы с фокусным расстоянием, значительно меньшим диагонали формата и обеспечивающие широкое поле зрения) необходимо устанавливать близко к пленке. Однако зеркальные камеры требуют, чтобы объективы были установлены достаточно далеко перед пленкой, чтобы обеспечить пространство для движения зеркала («зеркальный ящик»); около 40 мм для 35-мм зеркальной камеры по сравнению с менее 10 мм у незеркальных 35-мм камер. Это побудило к разработке объективов с широким полем зрения и более сложной ретрофокусной оптической схемой. В них используются очень большие отрицательные передние элементы, чтобы обеспечить достаточно большое расстояние задней фокусировки, чтобы обеспечить зазор.

В 1950 году Angénieux Retrofocus Type R1 35mm f/2,5 (Франция) стал первым широкоугольным объективом с ретрофокусом для 35-мм зеркальных фотокамер (Exaktas). За исключением переднего элемента, Pierre Angénieux 'R1 представлял собой пятиэлементный Tessar. Обратите внимание, что «ретрофокус» был товарным знаком Angénieux до того, как потерял эксклюзивный статус. Первоначальный общий термин был «перевернутый» или «перевернутый телефото». Телеобъектив имеет переднюю положительную ячейку и заднюю отрицательную ячейку; ретрофокусные линзы имеют отрицательную ячейку спереди и положительную ячейку сзади. Первым перевернутым телеобъективом был Taylor, Taylor & Hobson 35mm f/2 (1931, Великобритания), разработанный для обеспечения пространства задней фокусировки для светоделительной призмы, используемой в полноцветной Technicolor с тремя негативами. кинокамере Среди других первых представителей линейки Angénieux Retrofocus были 28 мм f/3,5 Type R11 1953 года и 24 мм f/3,5 Type R51 1957 года.

Ретрофокусные объективы чрезвычайно асимметричны из-за своих больших передних элементов, поэтому искажения очень сложно исправить традиционными способами. С другой стороны, большой отрицательный элемент также ограничивает косой косой ⁴ θ-ослабление света обычных широкоугольных объективов.

Дизайн ретрофокуса также повлиял на объективы без ретрофокуса. Например, Zeiss Biogon 21mm f/4.5 Людвига Бертеле . выпущен в 1954 году для Contax IIA (1950, Западная Германия) 35mm RF и его эволюции, Zeiss Hologon 15mm f/8. 1969 года, прикрепленные к Zeiss Ikon Hologon Ultrawide (Западная Германия), имели примерно симметричную конструкцию. Однако каждую половину можно визуализировать как ретрофокус. В конструкциях Biogon и Hologon большие отрицательные элементы используются для ограничения падения света, свойственного обычным широкоугольным объективам. В противном случае при поле зрения 110° у Hologon было бы угловое затухание света на 3¼ стопа, что шире, чем широта экспозиции современных пленок. Тем не менее, у Hologon был стандартный аксессуар с радиально градуированным 2-ступенчатым фильтром нейтральной плотности, обеспечивающим абсолютно равномерную экспозицию. Расстояние от задней части гологона до пленки составило всего 4,5 мм.

Многие обычные перспективные объективы для современных цифровых зеркальных фотокамер являются ретрофокусными, поскольку их датчики изображения с пленочным кадром меньше 35 мм требуют гораздо более коротких фокусных расстояний для поддержания эквивалентных полей зрения, но дальнейшее использование креплений для объективов 35-мм зеркальных фотокамер требует длительного заднего фокуса. расстояния.

Объектив «рыбий глаз»

Основная статья: объектив «рыбий глаз»

Бек Хилл Скай

Объектив «рыбий глаз» — это особый тип сверхширокоугольной ретрофокусной линзы, в которой практически нет попыток исправить прямолинейные искажения. Большинство «рыбий глаз» создают круглое изображение с полем зрения 180°. Термин «рыбий глаз» возник из предположения, что рыба, смотрящая в небо, будет видеть то же самое.

Первым объективом типа «рыбий глаз» был объектив Beck Hill Sky (или Cloud ; UK) 1923 года. Робин Хилл намеревался направить его прямо вверх, чтобы делать искаженные баррелем по азимуту 360° изображения полусферического неба для научных исследований облачного покрова. Он использовал выпуклый отрицательный мениск для сжатия поля зрения 180 ° до 60 °, прежде чем пропустить свет через диафрагму на умеренно широкоугольный объектив. Объектив Sky имел диафрагму 21 мм f/8 и давал изображения диаметром 63 мм. Пары использовались на расстоянии 500 метров для изготовления стереоскопов для Британского метеорологического бюро.

Линзы «рыбий глаз» по-прежнему использовались в основном для научных целей; однако первая широко известная фотография «рыбий глаз» была сделана Эдом Кларком и опубликована в апрельском номере журнала LIFE за 1957 год , на ней изображен зал закрытого собрания Сената США; несколько месяцев спустя в том же журнале Ральф Крейн опубликовал фотографию прыгуна с шестом Боба Гутовски, сделанную им с помощью камеры Nikon «рыбий глаз». Первым широко доступным объективом «рыбий глаз» для 35-мм камер стал Fisheye-Nikkor 8 мм. f /8 от Nikon, выпущенная в 1962 году, которая давала круглые изображения, подобные тем, которые популяризировали фотографы LIFE ; эта линза служила «глазом» компьютера HAL 9000 из фильма « 2001: Космическая одиссея» , хотя сцены, изображающие точку зрения HAL, были сняты объективом Fairchild-Curtis, разработанным для Cinerama 360. камер Компания Asahi Optical в 1963 году выпустила первый «полнокадровый» объектив «рыбий глаз» — Fish-eye-Takumar 18 мм. f /11 , который имел угол обзора 180° по диагонали кадра. Фотографии «рыбий глаз» стали популярными для обложек альбомов, начиная с середины 60-х годов, и продолжают оказывать влияние на музыкальную индустрию.

Обратите внимание: невозможно получить прямолинейное покрытие на 180° из-за падения света. 120° (фокусное расстояние 12 мм для формата пленки 35 мм) — это практический предел для ретрофокусных конструкций; 90° (фокусное расстояние 21 мм) для объективов без ретрофокуса.

Макрообъектив

Основная статья: Макрофотография

Строго говоря, макрофотография — это техническая фотография, реальный размер изображения которой варьируется от почти натурального размера (соотношение изображения к объекту 1:1) до примерно в десять или двадцать раз большего размера (соотношение 10 или 20:1, при котором начинается микрофотография). . «Макро»-линзы изначально представляли собой линзы обычной формулы, оптимизированные для близких расстояний до объектов, установленные на длинной удлинительной трубке или сильфоне, чтобы обеспечить необходимую фокусировку с близкого расстояния, но предотвращали фокусировку на удаленных объектах.

Однако Kilfitt Makro-Kilar 4 cm f/3,5 (Западная Германия/Лихтенштейн) 1955 года для зеркальных фотокамер Exakta 35 мм изменил повседневное значение макрообъектива. Это был первый объектив, обеспечивающий непрерывную фокусировку с близкого расстояния. Версия D Makro-Kilar Хайнца Килфита (Западная Германия) фокусировалась от бесконечности до соотношения 1:1 (в натуральную величину) на расстоянии двух дюймов; версия E с соотношением сторон 1:2 (половинный размер) на расстоянии четырех дюймов. Makro-Kilar представлял собой Tessar, установленный на тройной спирали удлиненной растяжки. Зеркальные камеры лучше всего подходят для макрообъективов, поскольку зеркальные фотокамеры не страдают от ошибки параллакса видоискателя на очень близких расстояниях фокусировки.

Создать линзы для крупного плана на самом деле не так уж и сложно: размер изображения, близкий к размеру объекта, увеличивает симметрию. Линза Goerz Apo-Artar (Германия/США) с процессом фотогравировки была апохроматической в ​​1904 году. хотя сверхжесткий контроль качества помог. Получить четкое изображение непрерывно от бесконечности до крупного плана сложно – до Makro-Kilar объективы обычно не фокусировались непрерывно с соотношением ближе 1:10. Большинство линеек объективов для зеркальных фотокамер по-прежнему включают макрообъективы с умеренной диафрагмой, оптимизированные для большого увеличения. Однако их фокусные расстояния, как правило, больше, чем у Makro-Kilar, что обеспечивает большее рабочее расстояние.

Объективы с «макрозумом» начали появляться в 1970-х годах, но традиционалисты возражают против того, чтобы называть большинство из них макрообъективами, потому что они слишком далеко отходят от технического определения - они обычно не фокусируются ближе, чем с соотношением сторон 1:4, с относительно низким качеством изображения.

Дополнительная линза

Zeiss Tele-Swivel и широкоугольный поворотный механизм

Система Schneider Retina-Xenon C

Дополнительная линза — это дополнительная линза, прикрепленная, привинченная или прикрепленная штыком к передней части основной линзы, которая изменяет эффективное фокусное расстояние линзы. Если это только положительная (собирающая) добавка, она уменьшит фокусное расстояние и сбросит бесконечный фокус объектива до фокусного расстояния дополнительной линзы. Эти так называемые линзы для крупного плана часто представляют собой неисправленные одноэлементные мениски, но являются дешевым способом обеспечить близкую фокусировку для объектива с ограниченным диапазоном фокусировки.

Афокальная насадка — это более сложная дополнительная линза. Это так называемый аксессуар для телескопа Галилея, прикрепленный к передней части объектива и изменяющий эффективное фокусное расстояние объектива без перемещения фокальной плоскости. Есть два типа: телеобъектив и широкоугольный. Телеобъектив представляет собой комбинацию передней положительной и задней отрицательной ячеек, которая увеличивает размер изображения; Широкий угол имеет расположение переднего негатива и заднего позитива для уменьшения размера изображения. Оба имеют разделение ячеек, равное разнице фокусных расстояний ячеек для поддержания фокальной плоскости.

Поскольку афокальные насадки не являются неотъемлемой частью конструкции основного объектива, они ухудшают качество изображения и не подходят для критически важных применений. Однако они доступны для любительских кино-, видео- и фотокамер с 1950-х годов. До появления зум-объектива афокальные насадки были способом предоставить дешевую систему сменных объективов для камеры с фиксированным объективом. В эпоху зум-объективов это дешевый способ расширить диапазон зума.

Некоторые афокальные насадки, такие как Zeiss Tele-Mutar 1,5× и Wide-Angle-Mutar 0,7× (1963, Западная Германия) для различных фиксированных объективов Franke и с рулонной пленкой Heideke Rolleiflex марки 120 двухобъективных зеркальных фотоаппаратов , были более высокого качества и цена, но все равно не равен настоящим сменным объективам по качеству изображения. Очень громоздкие Мутары могли заменить объективы для просмотра и формирования изображения Heidosmat 75 мм f/2,8 и Zeiss Planar 75 мм f/3,5 (1956, Западная Германия) Rolleiflex 3.5E/C на эквиваленты 115 мм и 52 мм. Афокальные насадки по-прежнему доступны для цифровых компактных камер.

35-мм дальномерные камеры Kodak Retina IIIc и IIc (США/Западная Германия) со складными объективами 1954 года довели идею дополнительных объективов до крайности благодаря своим «компонентам» со сменными объективами. Эта система позволила заменить переднюю часть стандартных объективов Schneider Retina-Xenon C 50mm f/2 (двойной гаусс) на Schneider Retina-Longar-Xenon 80mm f/4 длиннофокусные и Schneider Retina-Curtar-Xenon 35mm f/. 5,6 широкоугольных компонентов. Конструкция компонентных объективов жестко ограничена необходимостью повторного использования задней камеры, а линзы чрезвычайно громоздки, ограничены по дальности действия и сложны по сравнению с полностью сменными объективами. Synchro-Compur в Retina но межлинзовый затвор ограничивал возможности объектива.

Зум-объектив

Основная статья: Зум-объектив

Voigtländer Zoomar 36-82mm f/2,8

Зум-объектив произошел от элементов сжатия фокусного расстояния, имеющихся в телеобъективах. Изменение расстояния между передней положительной и задней отрицательной ячейками телеобъектива меняет увеличение объектива. Однако это нарушит оптимизацию фокусировки и аберраций, а также приведет к подушкообразному искажению. Настоящему зум-объективу нужна компенсационная ячейка, чтобы вернуть фокальную плоскость в нужное место, и потребовались десятилетия разработки, чтобы стать практичным. Первые зум-объективы для профессиональных кинокамер появились в период с 1929 по 1932 год и назывались объективами «Дорожные», «Варио» и «Варо».

Первым зум-объективом для фотокамер был Voigtländer-Zoomar 36-82mm f/2,8 (США/Западная Германия) 1959 года. для серии Voigtländer Bessamatic (1959, Западная Германия) 35-мм зеркальные фотокамеры с лепестковым затвором. Он был разработан компанией Zoomar в США и произведен компанией Kilfitt в Западной Германии для Voigtländer. Зумар 36-82 был очень большим и тяжелым для такого фокусного расстояния. – Размер фильтра 95 мм. Франк Бэк (Германия/США) был одним из первых чемпионов в области зум-объективов, и его Zoomars бросил в далекое будущее копье развития и популярности зум-объективов, начиная с его оригинального Zoomar 17-53mm f/2.9 (1946, США). для кинокамер 16 мм. Качество изображения первых зум-объективов могло быть очень плохим – Zoomar описывали как «довольно гнилое». Лишь в 1986 году Pentax Zoom 70 стала первой потребительской компактной камерой с практичным зум-объективом.

Разработка

Вивитар Серия 1 70–210 мм f/3,5

Fuji Fujinon-Z 43–75 мм f/3,5–4,5

Сигма 21–35 мм f/3,5–4

Большинство ранних зум-объективов давали посредственные или даже плохие изображения. Они подходили для требований низкого разрешения, таких как телевизионные и любительские кинокамеры, но обычно не для фотосъемки. Например, компания Nippon Kogaku всегда извиняющимся тоном признавала, что Zoom-Nikkor Auto 43-86mm f/3.5 Такаши Хигучи , первый популярный зум-объектив, не соответствует обычным стандартам качества изображения. Однако усилия по их улучшению продолжались.

В 1974 году Ponder & Best ( Opcon/Kino ) Vivitar Series 1 70-210mm f/3.5 Macro Focusing Zoom (США/Япония) получил широкое признание как первый «макро» зум-объектив профессионального уровня с очень близкой фокусировкой для 35-мм зеркальных фотокамер. . Компания Opcon Associates Эллиса Бетенски (США) усовершенствовала формулу пятнадцати элементов/десяти групп/четырех ячеек Серии 1 путем расчетов на новейших цифровых компьютерах. Освободившись от рутинных ручных вычислений в 1960-е годы, стали возможными разработки такого разнообразия и качества, о которых только мечтали предыдущие поколения инженеров-оптиков. Современные компьютерные проекты масштабирования могут быть настолько сложными, что не имеют никакого сходства ни с одним из классических проектов, созданных человеком.

Оптическое масштабирование Series 1 отличалось от большинства более ранних зумов, таких как Zoomar. Zoomar представлял собой зум с «оптической компенсацией». Его ячейка масштабирования и ячейка компенсации фокальной плоскости были зафиксированы вместе и перемещались вместе с неподвижной ячейкой между ними. Серия 1 представляла собой зум с «механической компенсацией». Его ячейка масштабирования была механически соединена с компенсирующей ячейкой в ​​фокальной плоскости и перемещалась с разной скоростью. Платой за большую свободу оптического проектирования стало увеличение механической сложности.

Внешние органы управления Series 1 также были механически более сложными, чем у Zoomar. Большинство ранних зумов имели отдельные поворотные кольца управления для изменения фокуса и фокусного расстояния - зум «в два касания». В Series 1 использовалось одно кольцо управления: поверните для фокусировки, потяните для масштабирования – масштабирование «в одно касание». В течение короткого времени, примерно в 1980–1985 годах, зум-объективы в одно касание были доминирующим типом из-за простоты использования. Однако появление в 1985 году камер со сменными объективами и автофокусировкой, а именно Minolta Maxxum 7000 (Япония; под названием Alpha 7000 в Японии и 7000 AF в Европе), неизбежно привело к разделению элементов управления фокусировкой и масштабированием, и два сенсорных зума мгновенно вернулись.

В 1977 году зум-объективы продвинулись настолько далеко, что Fuji Fujinon-Z 43-75mm f/3,5-4,5 (Япония) стал первым зум-объективом, который продавался в качестве основного объектива для камеры со сменной оптикой Fujica AZ-1 ( 1977, Япония) 35-мм зеркалка вместо фикса.

К 1980 году небольшие «сверхнормальные» зум-объективы с быстрым кадрированием и фокусным расстоянием около 35–70 мм стали популярными заменителями 50-миллиметровых объективов в Японии. Однако они так и не закрепились в Соединенных Штатах. хотя телеобъективы с фокусным расстоянием 70–210 мм были очень популярны в качестве вторых объективов. Первой автоматической 35-мм компактной камерой со встроенным зум-объективом, типом камер, который доминировал в 1990-е годы, была Asahi Optical Pentax IQZoom (1987, Япония) с Pentax Zoom 35–70 мм f/3,5–6,7 Tele. -Макрос .

Следующим знаковым зумом стал Sigma 21-35mm f/3,5-4 (Япония) 1981 года. Это был первый сверхширокоугольный зум-объектив для фотокамер (большинство 35-мм зеркальных фотокамер). Раньше совмещение сложностей прямолинейных сверхширокоугольных объективов, ретрофокусных объективов и зум-объективов казалось невозможным. Всеподвижная формула Sigma: одиннадцать элементов, семь групп и три элемента стала триумфом компьютерного проектирования и многослойного покрытия.

Наряду с оптической сложностью, механическая сложность «Сигмы» с тремя ячейками, движущимися с разной скоростью, требовала новейших производственных технологий. Сверхширокоугольные зум-объективы еще более сложны для большинства современных цифровых зеркальных фотокамер, поскольку сенсоры изображения с размером кадра пленки обычно меньше 35 мм требуют гораздо более коротких фокусных расстояний для поддержания эквивалентных полей зрения, но дальнейшее использование 35-мм зеркальных фотокамер требует более короткого фокусного расстояния. крепления объектива требуют таких же больших расстояний задней фокусировки.

В 1982 году японское производство сменных объективов с зумом превзошло производство объективов с фиксированным фокусным расстоянием.

Широкое использование

Kiron 28-210mm f/4-5,6 (на Nikon FM2N)

Tokina SZ-X 70-210mm f/4-5.6 SD

Потребность в одном объективе, способном делать все или, по крайней мере, максимально возможное, оказала влияние на дизайн объективов за последнюю четверть века. Kino Precision Kiron 28-210mm f/4-5.6 (Япония) 1985 года был первым зум-объективом с очень большим фокусным расстоянием для фотокамер (большинство 35-мм зеркальных фотокамер). Kiron из четырнадцати элементов и одиннадцати групп был первым 35-мм зум-объективом для зеркальных фотокамер, который расширялся от стандартного широкоугольного до длиннофокусного (иногда называемого « суперзумом »). способен заменить объективы с фиксированным фокусным расстоянием 28, 35, 50, 85, 105, 135 и 200 мм, хотя и ограничен небольшой переменной максимальной диафрагмой, чтобы сохранить размер, вес и стоимость в разумных пределах (129 × 75 мм, 840 г, фильтр 72 мм, 359 долларов США). список).

Коэффициент фокусного расстояния первых 35-мм зеркальных фотокамер редко превышал 3 к 1 из-за неприемлемых проблем с качеством изображения. Однако универсальность зума, несмотря на увеличение оптической сложности и ужесточение производственных допусков, продолжала расти. Несмотря на многочисленные компромиссы с качеством изображения, к концу 1990-х годов удобные широкодиапазонные зум-объективы (иногда с соотношением более 10 к 1 и четырьмя или пятью независимо движущимися ячейками) стали обычным явлением на 35-мм зеркальных фотокамерах любительского уровня. Они остаются стандартным объективом для современных любительских цифровых зеркальных фотокамер. достигая 19X. Широкодиапазонные «суперзумы» также продаются миллионами цифровых мыльниц.

Стремление к универсальному объективу вряд ли является новым явлением. Конвертируемые объективы , до сих пор используемые фотографами на пленку большого формата (поскольку используется широкоформатная фотография), состоящие из двух ячеек, которые можно использовать индивидуально или скручивать вместе, образуя три объектива в одном, датируются, по крайней мере, кабриолетом Zeiss Convertible Protar (Германия) 1894 года.

Удобство иного рода было главной особенностью Tokina SZ-X 70-210mm f/4-5.6 SD (Япония) 1985 года. Это был первый сверхкомпактный зум (85х66 мм, 445 г, фильтр 52 мм). ; вдвое меньше большинства более ранних зумов 70-210 (3-е поколение Vivitar Series 1 70-210mm f/2.8-4 [1984, США/Япония] имело размер 139×70 мм, 860 г, фильтр 62 мм). Как и Kiron 28-210 мм, Tokina с двенадцатью элементами, восемью группами и тремя ячейками имела небольшую переменную максимальную апертуру, но добавляла стекло с низкой дисперсией и новое двунаправленное нелинейное масштабирование, чтобы свести размер и вес к абсолютному минимуму.

Объективы формата 35 мм с малой апертурой стали практичными благодаря наличию моментального качества, высокочувствительных цветных пленок ISO 400 в 1980-х годах (и ISO 800 в 1990-х), а также камер со встроенными вспышками. В 1990-е годы преобладающим типом камер были компактные зум-камеры с малой диафрагмой. Компактные зум-объективы с переменной диафрагмой (некоторые с широким диапазоном, некоторые нет) остаются стандартными объективами для современных цифровых компакт-камер.

Примерно в это же время было замечено, что качество изображения зумов равняется качеству изображений простых чисел.

Обратите внимание: многие из современных зум-объективов широкого диапазона не являются «парфокальными»; то есть это не настоящие зумы. Они «вариофокальные» — точка фокусировки смещается вместе с фокусным расстоянием — но их легче проектировать и производить. Смещение фокуса обычно остается незамеченным, поскольку они установлены на камерах с автофокусировкой, которые автоматически перефокусируются.

Подъем японской оптической промышленности

Nippon Kogaku Nikkor-P Auto 10,5cm f/2,5

Nippon Kogaku Zoom-Nikkor Auto 43–86 мм f/3,5

Производство японских фотообъективов началось в 1931 году: Konishiroku ( Konica ) Hexar 10,5 cm f/4,5. для маленькой пластинчатой ​​камеры Konishiroku Tropical Lily. Однако японцы быстро продвинулись вперед и к 1950 году смогли производить линзы очень высокого качества. – журнала LIFE «Открытие» объективов Nikkor фотографом Дэвидом Дугласом Дунканом – это часто рассказываемая история.

В 1954 году Японская ассоциация фотоиндустрии (JCIA) начала способствовать развитию высококачественной фотоиндустрии для увеличения экспорта в рамках восстановления экономики Японии после Второй мировой войны. С этой целью Японский центр машиностроения (JMDC) и Японский институт инспекции фотоаппаратов (JCII) запретили рабское копирование образцов и экспорт низкокачественного фотооборудования, что обеспечивается программой испытаний перед выдачей разрешений на отправку.

К концу 1950-х годов японцы серьезно бросили вызов немцам. Например, Nippon Kogaku Nikkor-P Auto 10,5 cm f/2,5 1959 года для зеркальной фотокамеры Nikon F 35mm (1959 года) считается одним из лучших когда-либо созданных портретных объективов с превосходной резкостью и боке . Он возник как Nikkor-P 10,5 cm f/2,5 (1954 г.) для 35-мм RF серии Nikon S, был оптически модернизирован в 1971 г. и выпускался до 2006 г.

В 1963 году Tokyo Kogaku RE Auto-Topcor 5,8 см f/1,4 был выпущен вместе с 35-мм зеркальной камерой Topcon RE Super/Super D (1963). Topcor считается одним из лучших нормальных объективов, когда-либо созданных. Nikkor и Topcor были верными признаками того, что японская оптическая промышленность затмевает немецкую. В частности, компания Topcon была авангардом, выпустив к 1960 году два сверхсветосильных объектива — R-Topcor 300 F2.8 (1958 г.) и R-Topcor 135 F2 (1960 г.). Первую не затмевали до 1976 года. Германия была лидером в области оптики на протяжении столетия, но после Второй мировой войны немцы стали очень консервативными; неспособность достичь единства целей, внедрять инновации или реагировать на рыночные условия. В 1962 году японское производство фотоаппаратов превысило производство Западной Германии.

Ранние японские линзы не были новой конструкцией: Hexar был Tessar; «Никкор» был «Соннаром»; Топкор был двойным Гауссом. Они начали открывать новые горизонты примерно в 1960 году: Nippon Kogaku Auto-Nikkor 8,5–25 cm f/4-4,5 (1959) для Nikon F стал первым телеобъективом с зумом для 35-мм фотоаппаратов (и вторым зумом после Zoomar). , Canon 50mm f/0,95 (1961 г.) для Canon 7 35mm RF с его сверхширокой диафрагмой был первым японским объективом, который мог бы жаждать фотографа. а Nippon Kogaku Zoom-Nikkor Auto 43-86mm f/3.5 (1963), первоначально установленный на зеркальной камере Nikkorex Zoom 35 мм, позже выпущенной для Nikon F, был первым популярным зум-объективом, несмотря на посредственное качество изображения.

Немецкие объективы на этом этапе исчезают из этой истории. После кризиса в 1960-х годах такие известные немецкие бренды, как Kilfitt, Leitz, Meyer, Schneider, Steinheil, Voigtländer и Zeiss, обанкротились, были распроданы, перевели производство в Восточную Азию или превратились в бутик-бренды в 1970-х годах. На этом этапе также исчезают названия типов дизайна. Судя по всему, японцы не любят названий объективов, они используют для своих линеек объективов только названия брендов и коды характеристик.

Программа испытаний JDMC/JCII, выполнив свои цели, завершилась в 1989 году, и ее золотая наклейка «ПРОДАНО» ушла в историю. В 2002 году JCIA/JCII превратилась в Ассоциацию производителей фотоаппаратов и изображений (CIPA).

Катадиоптрическая «зеркальная» линза.

Основная статья: Катадиоптрическая система

Пример катадиоптрической линзы, в которой используются мангинские зеркала с задней поверхностью (Minolta RF Rokkor-X 250mm f/5,6).

Катадиоптрические фотографические линзы (или для краткости « КОШКА ») сочетают в себе множество исторических изобретений, таких как катадиоптрическое зеркало Манжена (1874 г.), камеру Шмидта (1931 г.) и телескоп Максутова (1941 г.), а также телескоп Кассегрена Лорана Кассегрена (1672 г.). Система Кассегрена сгибает световой путь, а выпуклый вторичный элемент действует как телефотоэлемент , делая фокусное расстояние даже длиннее, чем в сложенной системе, и расширяя световой конус до фокальной точки, расположенной далеко позади главного зеркала , чтобы он мог достигать плоскости пленки объектива. прикрепленная камера. Катадиоптрическая система , в которой сферический рефлектор сочетается с линзой с противоположной сферической аберрацией, исправляет распространенные оптические ошибки рефлектора, такого как система Кассегрена, что делает ее подходящей для устройств, которым требуется большая фокальная плоскость без аберраций (камеры).

Первым фотографическим катадиоптрическим объективом общего назначения был Дмитрий Максутов 1944 года MTO ( Maksutov Tele-Objectiv ) 500mm f/8 конфигурации Максутова-Кассегрена , адаптированный из его телескопа Максутова 1941 года . В дальнейшем в конструкциях использовались другие оптические конфигурации, включая конфигурацию Шмидта и сплошные катадиоптрические конструкции (сделанные из одного стеклянного цилиндра с максутовой или асферической формой, отполированной на передней поверхности, и посеребренной задней сферической поверхности, образующей «зеркало»). В 1979 году компания Tamron смогла создать очень компактную и легкую катадиоптику, используя посеребренные зеркала на задней поверхности, конфигурацию «зеркала Манжена», которая позволила сэкономить на массе за счет коррекции аберрации светом, проходящим через само зеркало.

Расцвет катадиоптрических объективов для фотоаппаратов пришелся на 1960-е и 1970-е годы, когда еще не было апохроматических рефракционных телеобъективов. CAT с фокусным расстоянием 500 мм были обычным явлением; некоторые из них были всего 250 мм, например Minolta RF Rokkor-X 250mm f/5,6 (Япония) 1979 года (зеркало Mangin CAT размером примерно с объектив 50 мм f/1,4).

Специальные зеркальные фотообъективы вышли из моды в 1980-х годах по разным причинам. Однако доступны коммерческие рефлекторные астрономические телескопы Максутова-Кассегрена и Шмидта-Кассегрена с главными зеркалами диаметром от 14 до 20 дюймов (или даже больше). С дополнительным адаптером камеры они эквивалентны 4000 мм от f/11 до f/8.

Основной объектив с подвижным элементом

Nippon Kogaku Nikkor-N Auto 24mm f/2,8

Сложные внутренние движения зума также были адаптированы к конструкциям объективов. Традиционно объективы с фиксированным фокусным расстоянием для жестких камер фокусировались ближе путем физического смещения всего объектива к объекту при винтовом или реечном креплении. (В камерах с сильфоном сильфон расширяется, чтобы сместить объектив вперед.) Однако расстояние между элементами для лучшей коррекции аберраций различно для близких и дальних объектов. В 1948 году Макс Рейсс из Eastman Kodak запатентовал линзу с переменным расстоянием между элементами для контроля аберраций на более близких расстояниях, отметив, что математические доказательства продемонстрировали, что «изменение сферической аберрации с изменением расстояния до объекта неизбежно для объективов с коррекцией комы».

Поэтому, начиная с конца 1960-х годов, некоторые объективы с фиксированным фокусным расстоянием начали использовать «плавающие элементы» — дифференциальное движение ячеек, подобное масштабированию, по вложенным спиралям для лучшего качества съемки крупным планом. Например, широкоугольные объективы с ретрофокусом имеют тенденцию иметь чрезмерную сферическую аберрацию. и астигматизм на близких дистанциях фокусировки, поэтому объектив Nikkor-N Auto 24mm f/2.8 (Япония) 1967 года для 35-мм зеркальных фотокамер Nikon имел систему коррекции ближнего диапазона с задней трехэлементной ячейкой, которая перемещалась отдельно от основного объектива для поддержания хорошей широкой диафрагмы. качество изображения на близком расстоянии фокусировки 30 см/1 фут.

Nippon Kogaku Nikkor 200mm f/2 ED IF

Некоторые объективы с фиксированным фокусным расстоянием, в основном телеобъективы, были представлены с «внутренней фокусировкой» (IF), например Nikkor 400mm f/3,5 IF-ED (Япония, 1976 г.). и Nikkor 200mm f/2 IF-ED (Япония, 1977 г.). Фокусировка путем перемещения лишь нескольких внутренних элементов, а не всего объектива, гарантировала, что весовой баланс объектива не будет нарушен во время фокусировки.

Внутренняя фокусировка изначально была популярна в тяжелых телеобъективах с широкой диафрагмой для профессиональных фотографов прессы, спортивных состязаний и дикой природы, поскольку она упрощала работу с ними. IF был распространен на многие объективы в эпоху автофокусировки, поскольку перемещение нескольких внутренних элементов вместо всего объектива для фокусировки экономило ограниченный заряд батареи и уменьшало нагрузку на мотор фокусировки.

Обратите внимание, что плавающие элементы и внутренняя фокусировка создают эффект масштабирования, а эффективное фокусное расстояние объектива FE или IF на минимальном расстоянии фокусировки может быть на треть короче указанного фокусного расстояния.

Современные разработки (1980+)

Недорогая сфера

Основная статья: Асферическая линза

Kodak (Диск) асферический 12,5 мм f/2,8

Кодак Эктар 25 мм f/1,9

Типичные линзовые элементы имеют сферически изогнутые поверхности. Однако это приводит к тому, что внеосевой свет фокусируется ближе к линзе, чем осевые лучи (сферическая аберрация); особенно серьезно в широкоугольных объективах или объективах с широкой диафрагмой. Этого можно избежать, используя элементы с извилистыми асферическими кривыми. Хотя это было теоретически доказано Рене Декартом в 1637 году, шлифовка и полировка поверхностей асферического стекла была чрезвычайно сложной и дорогой.

Первым объективом для фотоаппаратов с недорогим массовым асферическим элементом из формованного стекла стал безымянный объектив 12,5 мм f/2,8, встроенный в камеры Kodak Disc 4000, 6000 и 8000 (США) в 1982 году. Говорят, что он способен разрешать 250 строк. за миллиметр. Четырехэлементный объектив представлял собой тройной объектив с дополнительным выравнивателем заднего поля. Камеры Kodak Disc содержали очень сложную конструкцию. У них также были литиевая батарея, микрочиповая электроника, программируемая автоэкспозиция и моторизованный намотчик пленки по цене от 68 до 143 долларов США. Это был формат пленки Disc, который не мог записывать 250 кадров в минуту.

Компания Kodak начала массовое использование пластиковых сфер в оптике видоискателя в 1957 году, а Kodak Ektramax (США) Pocket Instamatic пленочная камера с картриджем 110 имела встроенный объектив Kodak Ektar 25mm f/1,9 (также четырехэлементный триплет) с литым пластиком. асферический элемент в 1978 году по цене 87,50 долларов США. Пластику легко придать сложные формы, которые могут включать в себя встроенный монтажный фланец. Однако для изготовления линз стекло по многим параметрам превосходит пластик: у него выше показатель преломления, температурная стабильность, механическая прочность и разнообразие.

Автофокусный объектив

Основная статья: Автофокус

Поскольку автофокусировка — это прежде всего электромеханическая особенность камеры, а не оптическая особенность объектива, она не оказала большого влияния на конструкцию объектива. Единственными изменениями, внесенными AF, были механические адаптации: популярность «внутренней фокусировки», возврат к масштабированию «в два касания» и включение двигателей AF или приводных валов, зубчатых передач и микрочипов электронного управления внутри корпуса объектива.

Landmark Konica C35 AF Мыльница

Однако для справки: первым автофокусным объективом для фотоаппарата был Konishiroku Konica Hexanon 38mm f/2,8. встроен в Konica C35 AF (1977, Япония) 35-мм компактный фотоаппарат; первым автофокусным объективом для зеркальной камеры был безымянный 116 мм f/8. встроен в зеркальную фотокамеру моментальной печати Polaroid SX-70 Sonar (1978, США); первым сменным автофокусным объективом для зеркальных фотокамер был Ricoh AF Rikenon 50mm f/2 (1980, Япония, для любой 35-мм зеркальной фотокамеры с креплением Pentax K), имевший автономную пассивную электронную дальномерную систему автофокусировки в громоздком верхнем ящике; Первым специальным креплением для объектива с автофокусом было крепление Pentax KF с пятью электрическими контактами на 35-мм зеркальной камере Asahi Optical Pentax ME F (1981, Япония) с системой фазовой автофокусировки TTL для ее уникального SMC Pentax AF 35mm-70mm f/2.8 Zoom. Объектив ; первым объективом для зеркальных фотокамер со встроенным TTL-автофокусом был Opcon/Komine/Honeywell Vivitar Series 1 200mm f/3,5 (1984, США/Япония, для большинства 35-мм зеркальных фотокамер), которая имела автономную систему пассивной фазовой автофокусировки TTL в подвесном ящике, а первой полной линейкой объективов с автофокусировкой были двенадцать объективов Minolta AF с креплением A ( 24 мм f/2,8 , 28 мм f/2,8 , 50 мм f/1,4 , 50 мм f/ 1,7 , 50 мм f/2,8 макро , 135 мм f/2,8 , 300 мм f/2,8 APO , 28–85 мм f/3,5–4,5 , 28–135 мм f/4–4,5 , 35–70 мм f/4 , 35–105 мм f/3,5 -4,5 и 70–210 мм f/4 ) представлен 35-мм зеркальной камерой Minolta Maxxum 7000 (1985, Япония) и ее пассивной системой фазовой автофокусировки TTL.

Объектив со стабилизацией изображения

Основная статья: Стабилизация изображения

В 1994 году безымянный объектив 38–105 мм f/4–7,8, встроенный в 35-мм мыльницу Nikon Zoom-Touch 105 VR (Япония), стал первым потребительским объективом со встроенной стабилизацией изображения. Его система подавления вибраций может обнаруживать и противодействовать неустойчивости портативной камеры/объектива, позволяя делать резкие фотографии статичных объектов при выдержках, намного длиннее, чем это обычно возможно без штатива. Хотя стабилизация изображения является электромеханическим прорывом, а не оптическим, она стала самой большой новой функцией 1990-х годов.

Canon EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM (Япония) 1995 года стал первым сменным объективом со встроенной стабилизацией изображения (называемым стабилизатором изображения; для 35-мм зеркальных фотокамер Canon EOS). Объективы со стабилизацией изображения изначально были очень дорогими и использовались в основном профессиональными фотографами. Стабилизация охватила рынок любительских цифровых зеркальных фотокамер в 2006 году. Однако в 2004 году цифровая зеркальная фотокамера Konica Minolta Maxxum 7D (Япония) представила первую систему стабилизации на корпусе камеры. и сейчас идет большая инженерная и маркетинговая битва за то, должна ли система быть основанной на линзах (элементы объектива с встречным смещением) или на основе камеры (датчик изображения с встречным смещением).

Дифракционная оптическая линза

Canon EF 400mm f/4 DO IS USM

Благодаря компьютерному проектированию, асферике, многослойному покрытию, стеклу с очень высоким преломлением/низкой дисперсией и неограниченному бюджету теперь можно контролировать монохроматические аберрации практически до любого произвольного предела – при условии соблюдения абсолютного дифракционного предела, требуемого законами физики. Однако хроматические аберрации остаются устойчивыми к этим решениям во многих практических приложениях.

В 2001 году Canon EF 400mm f/4 DO IS USM (Япония) стал первым объективом с дифракционной оптикой для потребительских фотоаппаратов (для зеркальных фотокамер Canon EOS 35 мм). Обычно в фотокамерах в качестве оптической системы формирования изображения используются преломляющие линзы (иногда с отражающим зеркалом). Линза 400 DO имела многослойный дифракционный элемент, содержащий концентрические круглые дифракционные решетки, позволяющие использовать преимущества противоположной цветовой дисперсии дифракции (по сравнению с преломлением) для коррекции хроматических и сферических аберраций с использованием меньшего количества стекла с низкой дисперсией, меньшего количества асферических поверхностей и меньшего объема.

По состоянию на 2010 год для потребительских камер существовало всего два дорогих объектива с дифракционной оптикой профессионального уровня: но если технология окажется полезной, цены упадут, а ее популярность вырастет.

Объективы в цифровую эпоху

В 2004 году в цифровую зеркальную фотокамеру Kodak ( Sigma ) DSC Pro SLR/c (США/Япония) были загружены профили оптических характеристик для 110 объективов, чтобы бортовой компьютер мог корректировать боковую хроматическую аберрацию этих объективов прямо на месте. летать как часть процесса захвата. Также в 2004 году были представлены компьютерные программные модули DxO Labs (Франция), загруженные информацией о конкретных камерах и объективах, которые могли корректировать искажения, виньетирование, размытие и боковые хроматические аберрации изображений при постобработке.

Уже появились объективы, качество изображения которых было бы маргинальным или неприемлемым в эпоху пленок, но они приемлемы в эпоху цифровых технологий, поскольку камеры, для которых они предназначены, автоматически исправляют их дефекты. Например, встроенная автоматическая программная коррекция изображения является стандартной функцией цифрового формата Micro Four Thirds 2008 года. Снимки с объектива Panasonic 14-140mm f/4-5.8 G VARIO ASPH 2009 года выпуска. Объективы MEGA OIS и Olympus M. Zuiko Digital 14-150mm f/4-5.6 ED 2010 года (оба японские) имеют сильную бочкообразную дисторсию при широкоугольных настройках, автоматически уменьшаемую с помощью Panasonic LUMIX DMC-GH1 и Olympus Pen E-P2, соответственно. В объективе Panasonic 14–140 мм также исправлена ​​хроматическая аберрация. (Olympus еще не реализовала коррекцию хроматических аберраций.)

Тенденции и соображения в области дизайна объективов

Антибликовое покрытие

Без покрытия Zeiss Tessar ; на лицевой поверхности заметны сильные отражения; конструкция Tessar (4 элемента в 3 группах) минимизировала количество интерфейсов воздух/стекло

Поверхностное отражение было основным ограничивающим фактором при проектировании линз девятнадцатого века. При потерях света при отражении от четырех до восьми процентов (или более) на каждой границе раздела стекло-воздух, которые затемняют светопропускание, а также при рассеянии отраженного света повсюду, вызывающем блики, линза не будет иметь практического применения с более чем шестью или восемью потерями. Это, в свою очередь, ограничивало количество элементов, которые дизайнер мог использовать для контроля аберраций.

Некоторые линзы были отмечены Т-ступенями (остановками пропускания) вместо диафрагм, чтобы указать на потери света. Т-образные стопы были «настоящими» или эффективными диафрагменными диафрагмами и были обычным явлением для кинообъективов. чтобы оператор мог гарантировать, что все объективы, используемые при съемке фильма, будут обеспечивать одинаковую экспозицию. Для фотокамер это было менее важно, и только одна линия фотообъективов когда-либо была отмечена Т-образными стопорами: для 35-мм дальномерной камеры Bell & Howell Foton. Bell & Howell обычно производила кинематографическое оборудование. Стандартным объективом Foton был Taylor, Taylor & Hobson Cooke Amotal Anastigmat 2 дюйма. f /2 (T/2,2) (1948; фотоаппарат США; объектив Великобритания, двойной Гаусс). Разница в четверть стопа между f/2 и T/2,2 означает, что 21% света теряется из-за отражения.

Цейсс Биотар 7,5 см f 1,5 с покрытием Смакулы, обозначенным красным T. /

, а затем Деннис Тейлор в 1896 году заметил природный феномен В 1886/1890 году Лорд Рэлей («Фильм Рэлея») : некоторые линзы со стеклом, потускневшим от времени, вопреки здравому смыслу давали более яркие изображения. Исследование показало, что оксидный слой подавляет поверхностные отражения за счет деструктивной интерференции . Линзы со стеклянными элементами, искусственно «однократно покрытыми» методом вакуумного напыления очень тонкого слоя (около 130-140 нанометров). фторида магния или кальция для подавления отражений от поверхности были изобретены Александром Смакулой, работавшим на Zeiss, в 1935 году. и впервые продан в 1939 году. Антибликовое покрытие может сократить отражение на две трети.

Антибликовые покрытия сразу же заинтересовали корпорацию Technicolor, которая заказала первые коммерческие проекционные линзы с покрытием у Bausch and Lomb для 25 кинотеатров Loew в крупных городах США для первых показов « Унесенных ветром» , где «улучшения освещения экрана, улучшения изображения». контрастность и резкость фокуса». «Аналогичные улучшения были замечены на объективах профессиональных фотоаппаратов. Типичный анастигматный объектив для высокоскоростного киносъемки без покрытия, такой как Astro Pan-Tachar, потерял более 41 процента света из-за отражений от восьми поверхностей воздух-стекло, составляющих формула линзы». За счет эффективного увеличения светопропускания на 1 стоп, Объективы f /2.3 могут заменить Объективы f /1,6 , обеспечивающие ту же яркость при меньшей диафрагме и, следовательно, превосходное оптическое качество и четкость, а также увеличенную глубину резкости.

Kodak Ektra с покрытием Ektar 50 мм f /1,9

В 1941 году была представлена ​​Kodak Ektra (США) 35 мм RF с первой полной линейкой линз с просветляющим покрытием для потребительской камеры: Kodak Ektar 35 мм. f /3,3 , 50 мм f /3,5 , 50 мм f /1,9 , 90 мм f /3,5 , 135 мм f /3,8 и 153 мм f /4,5 . Вторая мировая война прервала все производство потребительских фотоаппаратов, и линзы с покрытием не появлялись в больших количествах до конца 1940-х годов. К началу 1950-х годов они стали стандартом для высококачественных камер.

Наличие просветляющего покрытия позволило Double Gauss доминировать над конструкцией Sonnar. Sonnar пользовался большей популярностью перед Второй мировой войной, потому что до просветляющего покрытия конструкция Sonnar (три группы с шестью воздушно-стеклянными поверхностями) делала его менее уязвимым для бликов по сравнению с Double Gauss (четыре группы и восемь воздушно-стеклянных поверхностей). Телеобъективный эффект также сделал объектив короче, что является важным фактором для 35-мм RF-объективов Leica и Contax , спроектированных как компактные.

Поскольку максимальная апертура продолжала увеличиваться, большая симметрия Double Gauss обещала более легкую коррекцию аберраций. Это было особенно важно для зеркальных фотокамер , поскольку без ошибки параллакса, свойственной RF , они также начали предлагать гораздо более близкие расстояния фокусировки (обычно полметра вместо целого метра). Двойной Гаусс стал предпочтительной конструкцией обычных линз в 1950-х годах благодаря наличию просветляющего покрытия и редкоземельных оптических очков нового поколения со сверхвысоким показателем преломления. Покрытие линз дюжиной или более различных слоев химикатов для подавления отражений во всем зрительном спектре (вместо одной компромиссной длины волны) было логичным прогрессом. Кроме того, покрытия использовались для модуляции цветового баланса (передачи) и даже контраста (и, следовательно, разрешения MTF) между линзами для достижения либо стабильных характеристик, либо максимальной эффективности.

Minolta (как Chiyoda Kōgaku Seikō ) произвела первый в мире потребительский фотообъектив с многослойным покрытием в 1956 году для своей дальномерной камеры Minolta 35 Model II — Rokkor 3,5 см. f /3,5 – с запатентованным ахроматическим покрытием. Новые объективы для Minolta 35 Model IIB 1958 года также использовали ахроматическое покрытие, в том числе Super Rokkor 5 см. f /1,8 и 3,5 см f /1,8 . Все остальные поверхности линз объектива 5 см f / 1,8 были с однослойным покрытием, по крайней мере, передняя группа была с многослойным покрытием. Хотя 3,5 см. Объектив f /3,5 продавался не очень хорошо из-за длинной диафрагмы, более современный Super Rokkor 3,5 см с многослойным покрытием. f /1.8 Позднее, незадолго до того, как система была снята с производства, для 35 IIB была выпущена диафрагма , поэтому сегодня этот объектив встречается крайне редко. Прототип с многослойным покрытием 5 см. Объектив f / 1,4 также производился для снятого с производства дальномера Minolta Sky с байонетом M во время его разработки, хотя неизвестно, было ли покрытие более совершенным, чем то, которое применялось на предыдущих объективах.

МС Роккор-ПФ 58мм f /1.4 с многопросветлением

К 1958 году однослойные просветляющие покрытия стали обычным явлением на фотообъективах по всему миру, но только в 1966 году, с появлением объективов MC («Meter-Coupled»), все фокусные расстояния Minolta были обновлены до полностью многослойного покрытия, где каждая оптическая поверхность была покрыта как минимум дважды, при этом покрытие открытой передней поверхности было относительно более устойчивым к царапинам. До этого в период с 1958 по 1965 год полное многослойное покрытие в основном применялось только к стандартным объективам для зеркальных фотокамер серии 55\58 мм AR («Auto-Rokkor»). 1962 г. Рекламная 16-миллиметровая пленка компании под названием This is Minolta из-за преобладающего зеленого отражения покрытия лицевой поверхности, которое было отличительным от покрытий других компаний. Их ахроматическое покрытие изначально состояло из двухслойного напыления фторида магния различной толщины, но не имело «твердого» покрытия, а это означает, что многие образцы сегодняшних линз имеют на поверхности рубцы из-за неправильной очистки.

После 1958 года, когда Minolta прекратила разработку дальномеров со сменными объективами и сосредоточилась на сменных зеркальных камерах и объективах, их ахроматическое покрытие постоянно обновлялось на протяжении всего производства, при этом основные достижения в области покрытий были замечены в 1966 (MC), 1973 (MC-X) и, наконец, с 1977 по 1984 год (MD-I, II, III). Первоначально твердое покрытие использовалось в объективах ближайшей серии SR SLR. MC соответствует нанесению ахроматических слоев на все поверхности линз с новыми «ингредиентами» («двойной ахроматик»), тогда как MC-X представляет еще больше слоев новых «ингредиентов» («суперахроматическое покрытие»), аналогичных SMC от Pentax, достигая эмпирическое улучшение примерно на 1 ступень в отношении контроля бликов и контрастности доминирующих источников света. Начиная с линз серии MD, в стандартную комплектацию вводились дополнительные слои, хотя понятно, что для всех линз любой серии улучшения покрытий постепенно внедрялись в серийные линзы по мере их разработки. Одним из основных маркетинговых заявлений ахроматического покрытия Minolta было то, что единообразие цвета достигалось для всех объективов, что исключает необходимость использования фильтров цветокоррекции (распространенных в 1920-1930-х годах) при съемке в условиях постоянного освещения с использованием разных объективов, хотя это утверждение не было подтверждено. были обоснованы, и какие-либо различия в цветовой консистенции с конкурирующими брендами не ясны. Также неясно, предполагала ли Minolta название процесса как ссылку на ахроматический («нейтральный») цвет (белый, серый и черный) или на ахроматизм (отсутствие красной/синей хроматической аберрации).

с супермногослойным покрытием Takumar 55 мм f /3.5, установленная на Pentax 6x7. среднеформатную зеркальную фотокамеру

Asahi Optical заявила, что их объективы SMC Takumar (1971, Япония) являются первыми объективами с многослойным покрытием (Super-Multi-Coated) для потребительских фотоаппаратов ( зеркальные фотокамеры Asahi Pentax с винтовым креплением M42 ), хотя все остальные крупные производители уже использовали свои собственные. запатентованное покрытие, аналогичное двойному ахроматическому процессу Minolta, помимо более совершенного 11-слойного EBC (электронно-лучевое покрытие) Fujifilm - однако EBC применялось только к некоторым объективам коммерческих кинокамер примерно в 1964 году. SMC не было изобретением Pentax, а запатентованным и лицензированным процессом. изобретен пионерами в области покрытий OCLI ( Incorporated Optical Coating Laboratory Incorporated ).

Современные высококорректированные зум-объективы с пятнадцатью, двадцатью и более элементами были бы невозможны без многопросветления. Эффективность пропускания современной поверхности линз с многослойным покрытием составляет около 99,7% или выше. Тогда и сегодня покрытия Pentax SMC считались наиболее эффективными в уменьшении бликов и сохранении контрастности. Сегодня Super EBC от Fuji, Super-SMC от Pentax и T* от Zeiss считаются самыми передовыми покрытиями для фотообъективов, хотя технические различия между производителями сейчас незначительны.

Не все слои в многослойном покрытии предназначены для антибликового покрытия - некоторые из них связаны с адгезией к поверхности (абразия аргоном/азотом) или с подложкой и промежуточными слоями как часть производственного процесса, внешним «твердым» покрытием для обеспечения долговечности и слоями λ-фильтра. (например, линзы Tōkyō Kōgaku «UV Topcor») для увеличения или уменьшения пропускания определенных длин волн, а также другие отделочные слои, такие как олеофобные и гидрофобные покрытия, для облегчения очистки поверхности.

Просветляющее покрытие не освобождает от необходимости использовать бленду (коническая трубка надевается, закрепляется, прикручивается или байонетируется на передней части объектива, чтобы блокировать попадание в объектив лучей, не формирующих изображение), поскольку блики также могут возникать в результате сильного отражения постороннего света. от других недостаточно затемненных внутренних компонентов объектива и камеры.

Боке

Minolta Varisoft Rokkor-X 85 мм f /2,8

Боке — это субъективное качество расфокусированной или размытой части изображения. Традиционно трудоемкие ручные вычисления ограничивали разработчиков объективов исправлением аберраций только для сфокусированного изображения, уделяя мало внимания расфокусированному изображению. Таким образом, при приближении к указанному кругу нерезкости или глубине резкости и за его пределами аберрации в расфокусированном изображении накапливаются по-разному в разных семействах объективов. Различия в расфокусированном изображении могут повлиять на восприятие общего качества изображения.

Не существует точного определения боке и объективных тестов для него, как и для всех эстетических суждений. Однако симметричные оптические формулы, такие как Rapid-Rectilinear/Aplanat и Double Gauss, обычно считаются приятными, в то время как асимметричные широкоугольные и телеобъективы с ретрофокусом часто считаются жесткими. Особенно поляризационным является уникальное «бубликовое» боке, создаваемое зеркальными линзами из-за препятствия оптическому пути вторичного зеркала.

боке Примеры

Снято на Venus Optics Laowa 105 мм. f /2 STF — объектив, созданный для создания плавного боке .

Снято на Nikon Reflex-Nikkor 500 мм. f /8 , демонстрируя уникальные расфокусированные зеркальные «бублики», типичные для катадиоптрических линз.

Боке — это субъективное качество расфокусированных областей на фотографии.

В 1970-х годах, по мере распространения все более мощных компьютеров, японские оптические компании начали экономить вычислительные циклы для изучения расфокусированного изображения. Первым результатом этих исследований стал Minolta Varisoft Rokkor-X 85 мм. f /2,8 (Япония) 1978 года для 35-мм зеркальных фотоаппаратов Minolta. В нем использовались плавающие элементы, позволяющие фотографу намеренно недокорректировать сферическую аберрацию системы объективов и визуализировать нерезкие блики в виде плавно размытых пятен, не влияя на фокусировку или другие аберрации. Более поздняя разработка включала интеграцию элемента аподизации , известного как STF (Smooth Trans-Focus) от Minolta, Sony и Venus Optics , APD (аподизация) от Fujifilm и DS (сглаживание расфокусировки) от Canon.

Боке теперь является нормальным параметром конструкции объективов очень высокого качества. Однако боке практически не имеет значения для десятков миллионов смартфонов с очень маленькими сенсорами и цифровых фотоаппаратов, продаваемых каждый год. Их объективы с очень коротким фокусным расстоянием и небольшой диафрагмой обладают огромной глубиной резкости – почти все не находится в фокусе. Поскольку объективы с широкой диафрагмой сегодня встречаются редко, большинство современных фотографов путают боке с малой глубиной резкости, никогда не встречая ни того, ни другого. Многие даже не подозревают об их существовании.

Повышение стандартов качества

Линзы со временем совершенствовались. В среднем линзы сегодня острее, чем были в прошлом.

За последние два столетия размеры форматов изображений неуклонно сокращались, в то время как стандартные размеры печати оставались примерно такими же. Растущая разрешающая способность новых поколений линз использовалась для поддержания относительно равного уровня качества печати — и, следовательно, более высокого уровня увеличения — по сравнению с предыдущими эпохами. Например: человеческий глаз может разрешить около пяти линий на миллиметр на расстоянии 30 см (около одного фута). Следовательно, объектив должен обеспечивать минимальное разрешение сорока линий на миллиметр на негативной пленке размером 24 × 36 мм и 35 мм, если он хочет обеспечить линейное увеличение в восемь раз отпечатка формата A4 (210 × 297 мм или 8,27 × 11,69 дюйма) и по-прежнему кажутся резкими при просмотре с расстояния 30 см.

Инженеры-оптики постоянно используют более точные формулы линз. В девятнадцатом веке оптики дошли до уровня аберраций Зейделя, математически называемых аберрациями третьего порядка, чтобы достичь базовой анастигматической коррекции. К середине двадцатого века оптикам необходимо было рассчитывать аберрации пятого порядка, чтобы создавать высококачественные линзы. Сегодняшние линзы требуют устранения аберраций седьмого порядка.

Лучшие фотообъективы прошлых лет имели высокое качество изображения (в два раза превышающее минимальное разрешение, упомянутое выше), и, возможно, невозможно убедительно продемонстрировать превосходство лучших сегодняшних объективов, не сравнивая размеры плаката (около 610×914 мм или 24×36). дюйм) увеличенные изображения одной и той же сцены, расположенные рядом.

Дальнейшее чтение

• Кокс, Артур (1971). Фотооптика: современный подход к технике определения . Лондон: Focal Press. ISBN  0-8174-0665-4 .
• Фризо, Мишель, изд. (2008). Новая история фотографии . Санкт-Петербург: Машина. ISBN  978-5-90141-066-0 .
• Гернсхайм, Гельмут; Гернсхайм, Элисон (1969). История фотографии: от камеры-обскуры до начала современной эпохи (2-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. OCLC   55185 .
• Кингслейк, Рудольф (1989). История фотографического объектива . Бостон: Академическая пресса. ISBN  978-0-12-408640-1 .
• Неблетт, CB (1959). Руководство и каталог фотообъективов . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Morgan & Morgan, Inc. LCCN   59-11726 .
• Перес, Майкл Р., изд. (2007). Фокальная энциклопедия фотографии: цифровые изображения, теория и приложения, история и наука (4-е изд.). Бостон: Elsevier/Focal Press. ISBN  978-0-240-80740-9 .
• Рэй, Сидни Ф. (1992). Фотообъектив (2-е изд.). Оксфорд: Focal Press. ISBN  0-240-51329-0 .