Введение

Двойная линза Гаусса — это сложная линза, преимущественно используемая в объективах камер, которая снижает оптические аберрации на большой плоскости фокусировки.

Дизайн

Самая ранняя двойная линза Гаусса, запатентованная Альваном Грэмом Кларком в 1888 году, состоит из двух симметрично расположенных линз Гаусса. Каждая линза Гаусса представляет собой двухэлементную ахроматическую линзу с положительной линзой-мениском на стороне объекта и отрицательной линзой-мениском на стороне изображения. В симметричной компоновке Кларка это дает четыре элемента в четыре группы: две положительные линзы-мениска снаружи и две отрицательные линзы-мениска внутри них. Симметрия системы и разделение оптической силы на множество элементов снижает оптические аберрации в системе. Существует множество вариантов конструкции. Иногда добавляются дополнительные элементы линзы. Этот базовый тип линзы является одним из наиболее разработанных и используемых фотографических объективов. Конструкция лежит в основе многих современных объективов, особенно широкоапертурных стандартных объективов, используемых с 35-мм и другими камерами малого формата. Он может обеспечивать хорошие результаты с широким полем зрения, обычно с семью элементами для дополнительного контроля аберраций. Современные сверхширокоапертурные модели с диафрагмой 1.0 могут иметь восемь и более элементов, в то время как более умеренные версии диафрагмы могут быть упрощены до пяти элементов. Двойная линза Гаусса, вероятно, была наиболее интенсивно изучаемой формулой линз двадцатого века, породив десятки основных вариантов, множество незначительных вариантов, сотни выпущенных в продажу объективов и десятки миллионов единиц продаж. У нее немного недостатков, в частности небольшое количество наклонной сферической аберрации, которая может снизить контрастность по краям изображения, хотя и не оказывает существенного влияния на качество фотографий. Она была разработана для коррекции хроматической аберрации. Это была оригинальная шестиэлементная симметричная двойная линза Гаусса. Это была быстрая конструкция с семью элементами в пяти группах, которая повлияла на более поздние разработки быстродействующих объективов и цитировалась многими производителями линз до 1960-х годов. Biotar – еще один конкурент британской серии Panchro. В том же 1927 году Zeiss разработал Biotar 50 мм для кинематографии. Его версия для фотосъемки, Zeiss Biotar 58 мм (Германия), появилась на Ihagee Kine Exakta (1936, Германия), первой широкодоступной 35-мм однообъективной зеркальной камере, в 1939 году. Он также был стандартным объективом на VEB Zeiss Ikon (Дрезден) Contax S (1949, Восточная Германия), первой 35-мм зеркальной камере с пентапризмой и видоискателем на уровне глаз. Biotar, первоначально разработанный в 1927 году, имел асимметричную формулу двойной линзы Гаусса из шести элементов. После Второй мировой войны Zeiss (Оберкохен, Западная Германия) прекратил использование названия Biotar, объединив все варианты двойной линзы Гаусса под названием Planar. Советский 58-мм объектив Helios 44 камеры Zenit был наиболее распространенной версией/клоном Biotar, предлагая отличное соотношение цены и качества для любой цифровой камеры с сенсором APS-C и Full Frame, хотя для этого конкретного объектива требуется соответствующий адаптер M42. Несколько конкурирующих, но менее известных линз были похожи на Biotar, например, Xenon Альбрехта Тронниера для Schneider Kreuznach (1925, Германия). Например, три асимметричные двойные линзы Гаусса были произведены в 1934 году для Ihagee VP Exakta (1933, Германия) – камеры с ролла-пленкой типа 127: 8-сантиметровые версии Biotar и Xenon, а также Dallmeyer Super Six 3 дюйма (Великобритания). Другие ранние варианты двойной линзы Гаусса для 35-мм камер включали Kodak Ektar 45 мм для Kodak Bantam Special (1936, США), Kodak Ektar 50 мм для Kodak Ektra (1941, США), Voigtländer Ultron 50 мм для Voigtländer Vitessa (1951, Западная Германия) и Leitz Summicron 50 мм в байонете M39 для дальномерных камер. Значительно увеличив заднюю группу (по сравнению с более традиционной конструкцией двойной линзы Гаусса), удалось увеличить поле зрения, сохранив при этом относительно большую апертуру, что на некоторое время сделало его самым быстрым 28-мм объективом, доступным для 35-мм камер, с большим отрывом.

Позднее развитие и распространение

В 1966 году Asahi Pentax объединила типы Super Speed Panchro и Xenon, разработав семиэлементную, шестигрупповую Super Takumar 50mm (v2). В течение 1960-х – начала 80-х годов у каждого производителя оптики были обычные объективы типа Super Panchro или Super Takumar – двойные гауссы, конкурирующие за продажи. Например, можно сравнить Tokyo Optical RE Auto Topcor 5,8 см для Topcon RE Super/Super D (1963), Olympus G. Zuiko Auto S 40 мм для Olympus Pen F (объектив 1964, камера 1963), Yashica Auto Yashinon DX 50 мм для Yashica TL Super (1967), Canon FL 50 мм (v2) для Canon FT (объектив 1968, камера 1966), Asahi Optical Super Takumar 50 мм (v2) для Pentax Spotmatic (объектив 1968, камера 1964), Fuji Fujinon 50 мм для Fujica ST701 (1971), Minolta MC Rokkor PG 50 мм для Minolta XK/XM/X 1 (1973), Zeiss Planar HFT 50 мм для Rolleiflex SL350 (1974), Konica Hexanon AR 50 мм для Konica Autoreflex T3 (объектив 1974, камера 1973) и Nippon Kogaku Nikkor (K) 50 мм (Новый) для Nikon F2 (объектив 1976, камера 1971); все – из Японии, за исключением Zeiss, разработанного в Западной Германии.

Текущий статус

Зум-объективы доминируют с 1980-х годов, поэтому разработка новых нормальных объективов с двойным гауссом была немногочисленной, однако появилось много новых престижных объективов с ограниченным выпуском, основанных на этой схеме. Сравните Canon EF 50mm L USM (2007, Япония), Nikon AF S Nikkor 50mm G (2008, Япония/Китай), Sigma EX DG HSM 50mm (2008, Япония), (Cosina) Voigtländer Nokton 50mm (2009, Япония), Leica Noctilux M 50mm f/0.95 ASPH (2009, Германия) с их предшественниками, или SLR Magic HyperPrime 50mm CINE T0.95 (2012, Гонконг, Китай). В настоящее время эта схема используется в недорогих, но высококачественных светосильных объективах, таких как Sony FE 50mm 1.8, Canon EF 50mm 1.8 и Nikon 50 mm 1.8D AF Nikkor. Она также служит основой для более светосильных конструкций, с добавлением дополнительных элементов, например, седьмого элемента, как в моделях Canon и Nikon 50 мм 1.4, или асферического седьмого элемента в Canon 50 мм 1.2L. Эта схема применяется и в других областях, где требуется простая светосильная нормальная линза (с углом обзора около 53°), например, в проекторах.