Triplet Cook

Cook 's triplet, Taylor's triplet , Cook's linse , i gamle kilder Cook's linse  er en asymmetrisk linse bestående af tre linser adskilt af luftspalter. En type ulimet triplet , beregnet og patenteret i 1894 af Harold Dennis Taylor for det engelske  optiske firma Taylor-Hobson ( engelsk Taylor, Taylor & Hobson ) [1] [* 1] . Navnet "Cook Triplet" ( eng. Cooke Triplet ) er dannet af navnet på en afdeling af kundevirksomheden, senere kaldet  cookie . Linsen må ikke forveksles med den limede triplet af samme forfatter, kendt som " Taylor's apochromat ", og beregnet et år tidligere [2] [3] .

Designfunktioner

I modsætning til de fleste linser i sin æra er Cooke's Triplet korrigeret for astigmatisme og feltkrumning , hvilket giver en flad lysmodtager ensartet skarphed inden for et vinkelfelt på op til 60° ved f/3.5 blænde [4] [5] . Den består af tre linser, hvor den midterste er divergerende, og den forreste og den bagerste linse konvergerer. Blænderblænden er normalt placeret mellem den anden og tredje linse.

Taylors idé var at modernisere den velkendte dublet med to linser , bestående af positive og negative linser. I det generelle tilfælde er deres optiske kræfter omtrent lige store, og på grund af modsatte tegn ophæver de hinanden [6] . Men på grund af luftgabet mellem linserne (luftlinse) er den samlede optiske effekt ikke nul, men positiv. På grund af ligheden af ​​kræfter og brydningsindekser af glas er den fjerde Seidel - Petzval sum , som bestemmer feltets krumning, lig nul . Hvis den konvergerende linse er opdelt i en sådan linse, og dens "halvdele" er placeret på modsatte sider af den divergerende linse, ændres værdien af ​​den fjerde sum ikke, men det vil være muligt at korrigere aberrationer af brede skrå stråler : koma , astigmatisme og forvrængning [7] .

Triplettens kromatiske aberrationer korrigeres som sædvanligt ved at bruge optiske briller med forskellig spredning. En lignende tre-linse type achromat blev foreslået af Peter Dollond i  stedet for to-linse dubletten i 1765 som et teleskopobjektiv. Af triplettens resterende aberrationer er de mest bemærkelsesværdige koma, forstørrelseskromatisme såvel som højere ordens aberrationer, for eksempel sfærisk aberration af brede skrå stråler. Cooke-tripletten er kendt for at have et blødt, behageligt mønster og bokeh , som i disse parametre er en uovertruffen standard.

Videreudvikling

Utilstrækkeligt synsfelt og begrænset lysstyrke var årsagen til, at udviklingen af ​​det grundlæggende design af Cooke Triplet begyndte med det samme, og gik på flere måder.

En af disse retninger var komplikationen af ​​dets komponenter ved at erstatte simple linser med limning af optisk glas af forskellige kvaliteter. Så for eksempel, i 1900, ved at erstatte begge positive linser med limede dubletter , skabte Carl Harding ( tysk:  Carl August Hans Harting ) fra Voightländer & Sohn sin Gelliar, og i 1903,  Dinar [* 2] og Oxyn (reproduktiv) [9 ] . Af de senere udviklinger kan vi nævne Hector- og Tambar-linserne, designet af Max Berek ( tysk:  Max Berek ) for Ernst Leitz , hvor den gennemsnitlige divergerende linse er erstattet af en limet dublet. Desuden er brugen af ​​limning dikteret af behovet for at korrigere monokromatiske aberrationer af skrå stråler ( koma , astigmatisme og feltkrumning ) og er på ingen måde forbundet med linsens kromatiske aberrationer .

Det er også værd at bemærke, at en kompliceret version af "Triplet", som alle tre linser limede, også blev beregnet af dens skaber Harold Taylor tilbage i 1894 [10] . Dette blev gjort på grund af den fejlagtige antagelse, at hver komponent skulle achromatiseres, og Taylor fandt en sådan komplikation unødvendig [* 3] .

En anden retning var "opdelingen" af komponenterne. Således gjorde adskillelsen af ​​den bagerste linse det muligt noget at reducere aberrationerne af skrå stråler (især aberrationer af højere orden) og at beregne linser, der var hurtigere end den originale Cooke's Triplet. For eksempel "Sirius" ( Georgy Slyusarev , USSR) og "Pan-Takhar" (William F. Bielicke, Astro-Berlin).

Foreslået i 1898 af Emil von Höegh og Karl Hertz ( tysk:  Emil von Höegh, Carl Paul Goerz ), førte opdelingen af ​​den midterste diffuserlinse i to til skabelsen af ​​en i det væsentlige symmetrisk linse [ * 4] . Sammenlignet med det originale design med tre linser er dette design bedre korrigeret for aberrationer af højere orden, men har to ekstra overflader, hvilket påvirker billedkontrasten negativt . Disse objektiver krævede imidlertid mindre produktionspræcision og gav tilstrækkelig, og nogle gange endda bedre, billedkvalitet. Massivt produceret i 1920'erne - 1930'erne, af forskellige firmaer og under forskellige navne. Såsom: Celor, Dogmar og Artar (Goerz), Aviar (Cook), Ortagoz (I. A. Turygin, GOMZ), Eurynar og Ronar (Rodenstok) og andre.

Men "opdelingen" af frontlinsen i to eller flere menisker viste sig at være særlig frugtbar. Denne løsning, foreslået i 1916 af Charles  C. Minor , hjalp yderligere i udviklingen af ​​en omfattende gruppe af hurtige linser , såsom " Ernostar " og " Zonnar ".

Fordeling

Objektivet giver et billede af acceptabel kvalitet med vinkelfelter begrænset til 55°, og blænden overstiger ikke f / 3,5. Men "Triplet" blev produceret af de fleste optiske virksomheder gennem det 20. århundrede på grund af dets enkle design.

Så i slutningen af ​​det 19. og i begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev "Tripletten" meget brugt som "universal" og portrætlinse, men i småformatfotografering blev den gradvist erstattet af mere avancerede linser . Siden anden halvdel af det 20. århundrede er Triplet praktisk talt blevet standarden for de billigste kameraer og filmkameraer, hvilket giver acceptabel skarphed til en lav pris.

Opløsningen af ​​tripletterne er lav og er omtrent lig med 30 linjer pr. mm i midten af ​​rammen og 10-15 på tværs af feltet [12] . Den maksimale relative blænde , hvor denne ordning giver en acceptabel billedklarhed: f / 4 - f / 6.3, dog gør brugen af ​​briller med høje brydningsindekser og et lille fald i vinkelfeltet det muligt at beregne linser med en relativ blænde på f / 2,4 og en opløsning på op til 60 linjer pr. mm i midten og 40 på tværs af feltet ("T-55" 2,4 / 12,5 i filmkameraerne "Lomo-212" og "Lomo-216", kameraet " Voskhod " - linsen "T-48" 2, 8/45, filmkameraer "Ekran-4" og "Ekran-5" - relativ blænde f / 1,8).

Det optiske princip i Cook's Triplet har fundet anvendelse i projektionslinser. Især sådanne linser blev i vid udstrækning brugt i overheadprojektorer til dias i små formater.

Sovjetiske linser "Triplet"

I USSR blev linserne i dette optiske skema betegnet med bogstavet "T" og serienummeret på udviklingen (for eksempel "T-22") og blev installeret i billige entry-level kameraer, såsom " Lyubitel- 166 " eller " Change " (" Viliya ", " Silhouette-electro ", " Orion-EE "), samt diasprojektorer og amatør 8 mm filmkameraer [13] .

• På nogle 8-mm amatørfilmkameraer og på småformatkameraet " Change " fra før krigen blev "Triplet"-objektiver installeret uden et serienummer.
• T-22-objektivet blev produceret i to versioner - til en billedstørrelse på 24 × 36 mm og 6 × 6 cm (til henholdsvis lille- og mellemformat fotografisk udstyr).

Noter

1. ↑ Patenter:
   • UK nr. 22607 (GB189322607)
   • US #568052 (US568052)
2. ↑ Ifølge Rudolf Kingslake var det efter Første Verdenskrig Dinar, der blev produceret af Voightländer & Sohn under Heliar-mærket, da begge versioner af den "originale" Heliar (1900 og 1902) ikke var så succesrige [8] . Desuden betragter den samme Kingslake dinaren som en modifikation, ikke så meget af tripletten som af Tessaraen.
3. ↑ Desuden var hovedformålet med opfindelsen ifølge Taylor at forenkle og billigere fotografiske linser (se britisk patent nr. 22607)
4. ↑ Selvom Georgy Slyusarev betragter disse linser netop som en modifikation af Cooke Triplet [9] , foreslår Rudolf Kingslake, at dette er en uafhængig udvikling baseret på en to-linse linse af Dialit-typen [11]

Kilder

1. ↑ Volosov, 1978 , s. 301.
2. ↑ Optik af astronomiske teleskoper og metoder til dets beregning, 1995 , s. 221.
3. ↑ Optiske teleskoper. Teori og design, 1976 , s. 194.
4. ↑ Theory of Optical Systems, 1992 , s. 374.
5. ↑ Beregning af optiske systemer, 1975 , s. 242.
6. ↑ Beregning af optiske systemer, 1975 , s. 235.
7. ↑ Beregning af optiske systemer, 1975 , s. 234.
8. ↑ History of the photographic linse, 1989 , s. 107.
9. ↑ 1 2 Beregning af optiske systemer, 1975 , s. 270.
10. ↑ HD Taylor. Linse  (engelsk) . US patent nr. 540122 (US540122) . US patentkontor (28. maj 1895). Hentet 5. september 2014. Arkiveret fra originalen 14. september 2014.
11. ↑ History of the photographic linse, 1989 , s. 100, 102.
12. ↑ Volosov, 1978 , s. 302.
13. ↑ Photokinotechnics, 1981 , s. 337.

Litteratur

• D. S. Volosov . § 3. Universallinser // Fotografisk optik. - 2. udg. - M.,: "Kunst", 1978. - S. 301-310. — 543 s.

• N. P. Zakaznov, S. I. Kiryushin, V. I. Kuzichev. Kapitel XXI. Aberrationel beregning af optiske systemer // Teori om optiske systemer / T. V. Abivova. - M . : "Engineering", 1992. - S.  53 -91. — 448 s. - 2300 eksemplarer.  — ISBN 5-217-01995-6 .

• E. A. Iofis . Fotografisk teknologi / I. Yu. Shebalin. - M.,: "Sovjetisk Encyklopædi", 1981. - S.  337 . — 447 s.

• Mikhelson N. N. Kapitel 5. Linsesystemer af teleskoper og metoder til deres beregning // Optik af astronomiske teleskoper og metoder til dets beregning . - M. : Fizmatlit, 1995. - S. 215-221. — 333 s. - ISBN 5-02-014772-9 . (Russisk)

• N.N. Mikhelson. optiske teleskoper. Teori og design . - M . : "Nauka", 1976. - 512 s. - 2700 eksemplarer. (Russisk)

• G. G. Slyusarev . Beregning af optiske systemer / V. A. Panov. - L . : " Mashinostroenie ", 1975. - 640 s. — 11.000 eksemplarer. (Russisk)

• Rudolph Kingslake. The History of the Photographic Lens = A History of Photographic  Lens . - Rochester, New York: Academic Press, 1989. - 334 s. — ISBN 0-12-408640-3 .