Vynález fotografie na počátku 19. století vedl k vytvoření řady objektivů navržených speciálně pro fotoaparát . Hlavní problémy, které konstruktéři v tomto případě řešili, bylo získat ostrý obraz nejen v blízkosti optické osy , což bylo dostačující v pozorovacích zařízeních , ale na velké ploše fotografického materiálu při co nejvyšším clonovém poměru [1] . Nejintenzivnější pokrok je proto spojen s fotografováním, které vyžadovalo objektivy vyšší kvality, než jaké se používají v dalekohledech a mikroskopech . Dalším impulsem pro zlepšení bylo ve 20. století rozšíření působnosti fotografických objektivů, spojené se vznikem nejnovějších zobrazovacích a pozorovacích technologií, jako je letecká fotografie , televize , kino , zařízení pro noční vidění a další oblasti [2] .
Badatelé zabývající se vynálezem fotografie - Louis Daguerre , Nicephore Niépce a Fox Talbot ( fr. Louis Jacques Mandé Daguerre, Joseph Nicéphore Niépce , eng. William Henry Fox Talbot ) - ve svých prvních experimentech použili cameru obscuru s nejjednodušší bikonvexní čočkou , již známí umělci, kteří s ním malovali z přírody. V té době byly již dobře známy nedostatky takové čočky, která poskytovala relativně ostrý obraz pouze ve středu kvůli zakřivení astigmatického pole a dalším aberacím . Navíc kvůli výrazné chromatické aberaci bylo přesné zaostření obtížné, protože „chemické“ ohnisko modrofialových paprsků, na které byly citlivé první fotografické materiály , se neshodovalo s vizuálním ohniskem žlutozelených, které jsou pro vidění nejjasnější . Zařízení vyvinutá ve stejné době pro korekci „kazetového rozdílu“ ohnisek modrého a žlutého paprsku se ukázala jako neúčinná. Francouzský optik Charles Chevalier ( fr. Charles Louis Chevalier ), který dodal vybavení Daguerre a Niepce, jim v roce 1829 dodal achromatický objektiv , sestávající ze dvou lepených čoček z různých druhů optického skla . Jedna z těchto čoček je pozitivní a vyrobena z korunového skla se zvýšeným indexem lomu. Pro druhou negativní čočku se používá sklo s nízkou disperzí - pazourek [3] . Takové zařízení se dlouho používalo jako čočka dalekohledu a Chevalier jej upravil pro cameru obscuru, kombinující ohnisko fialových paprsků s nejviditelnějšími žlutozelenými. 22. června 1839 objednal Daguerre svému příbuznému Alphonse Girouxovi ( Fr. Alphonse Giroux ) první fotoaparát pro daguerrotypii 16×22 cm [4] . Zařízení bylo vybaveno invertovaným achromátem Chevalier s ohniskovou vzdáleností 40 centimetrů a světelností f/15 [5] .
V roce 1804 William Hyde Wollaston objevil, že pozitivní konvexně-konkávní meniskus v kombinaci s aperturní clonou umístěnou ve středu zakřivení poskytuje lepší obraz než konvenční bikonvexní čočka. Bylo to způsobeno částečnou eliminací astigmatismu v důsledku silného odstranění vstupní pupily [1] . O 8 let později použil takový meniskus jako čočku pro cameru obscuru a otočil jej konkávním povrchem dopředu [6] . Taková čočka, nazývaná " monocle ", poskytovala uspokojivou ostrost v relativně malém úhlovém poli 25° při f /16 [7] . Niépce začal používat Monocle v roce 1828. Daguerre provedl své rané experimenty se stejnou čočkou, ale chromatická aberace znesnadňovala zaostření na modře citlivé daguerrotypní desky.
Do konce roku 1839 vyrobil Chevalier achromatickou verzi monoklu, která umožňovala částečně korigovat zakřivení pole a eliminovat chromatickou aberaci pro dvě části spektra. Konkávní plocha předního negativního elementu z pazourkového skla směřovala k fotografovanému objektu a před ním byla ve středu zakřivení instalována clona s relativní světelností f/16. Úhlové pole pokryté takovou čočkou s uspokojivou kvalitou dosahovalo 50°, což bylo zcela dostačující pro všechny úkoly těch let. Tento design rychle přijala většina výrobců optiky. Vzhledem k velkému zornému poli a nízké cloně , vyžadující půlhodinovou expozici i venku, se objektiv ukázal jako vhodný především pro krajinářskou fotografii , dostal název „francouzský krajinářský objektiv“ nebo jednoduše „ krajinářský objektiv “ [8] [6] .
Clona achromatického menisku , nedostatečná pro portrétní fotografii, přiměla Francouzskou společnost pro podporu národního průmyslu ( fr. Société d'encouragement pour l'industrie nationale ) k vypsání soutěže na vytvoření rychlého objektivu. Jedním z účastníků byl obyvatel moderního Slovenska Josef Petzval ( maď. Josef Maxmilián Petzval ), který působil jako profesor matematiky bez jakýchkoliv optických zkušeností. S pomocí několika kalkulaček najatých z rakousko-uherské armády se mu však podařilo vypočítat dva objektivy, z nichž jeden se ukázal jako vhodný pro focení daguerrotypních portrétů [9] .
V roce 1840 Petzval s pomocí svého přítele, německého optika Petera Vogtländera ( německy Peter Wilhelm Friedrich von Voigtländer ) vyrobil první exemplář čtyřprvkového objektivu sestávajícího ze dvou upravených achromátů Chevalier. Z nich přední byl slepený a mezi pozitivním a negativním meniskem zadního byla malá vzduchová mezera. S rekordní světelností f/3,6 na svou dobu umožnil objektiv snížit expozici venku na jednu nebo dvě minuty, což znamenalo průlom v portrétní fotografii [10] . Fotografický portrét přestal být technickým výdobytkem a stal se výnosným obchodem. Fotocitlivější mokrý kolodiový proces , představený v 50. letech 19. století, umožnil fotografovat portréty s takovým objektivem i v interiéru. Přes zjevnou převahu nad ostatními účastníky soutěže se Petzval stal pouze stříbrným medailistou, platinovou medaili ztratil ve prospěch Chevaliera, jehož achromáty byly uznány jako základ nového objektivu [11] .
V roce 1841 začal Voigtländer vybavovat celokovovou „Ganzmetallkameru“ své firmy Voigtländer Petzvalovým objektivem, který snímal kulaté daguerrotypie [12] . Tento fotoaparát byl prvním fotoaparátem v historii , který nahradil cameru obscuru zděděnou od umělců [13] . Objektiv Petzval dominuje portrétní fotografii již více než století a poskytuje dostatečnou kvalitu obrazu. Navzdory zbytkovému zakřivení pole, které snižovalo ostrost směrem k okraji rámu, byla zajištěna vynikající ostrost v rozsahu 10°. Jeho pád do rohů byl výhodný i pro portrétisty, kterým se kolem jasného obrazu tváře ve středu dostalo krásné rozostření [14] . Objektiv se rychle stal mainstreamem a byl zkopírován většinou výrobců optiky, protože Petzval si jej dokázal patentovat až v Rakousku . Vztahy s Vogtländerem se zhoršily poté, co převedl výrobu do německého Braunschweigu , kde neplatila autorská práva vynálezce. Jako výsledek, Petzval vydělal prakticky nic od jeho vynikající čočky, a zemřel v chudobě [10] .
Přesto byla Petzvalova čočka první v historii navržená nikoli empirickým výběrem čoček, ale na základě přísných matematických výpočtů [8] . Petzval totiž vytvořil první teorii fotografického objektivu, která se stala základem pro další výzkum Philippa Seidela , zakladatele moderní výpočetní optiky [15] .
Jedním z nejpozoruhodnějších nedostatků krajiny "Achromát" bylo zkreslení , které způsobilo, že přímé čáry, které neprotínaly optickou osu , se jevily jako zakřivené. Problém se ukázal být obzvláště aktuální kvůli rostoucí popularitě pohlednic a stereo fotografií , které zachycovaly architekturu různých zemí. Na fotografiích budov je zkreslení zvláště patrné a jeho narůstání s rozšiřováním zorného pole, takže krajinářský objektiv není vhodný jako širokoúhlý objektiv .
V polovině 19. století se ukázalo, že nejlepším způsobem, jak eliminovat zkreslení a jiné zvláštní aberace, je symetrická konstrukce čočky sestávající ze dvou stejných menisků [16] . V tomto případě membrána slouží jako druh symetrické roviny , která je umístěna uprostřed mezi polovinami směřujícími do různých směrů [17] . Stejně tak se eliminuje kóma a příčný chromatismus a maskují se montážní nepřesnosti [18] . Nejjednodušší symetrickou fotografickou čočku „ Periscope “ sestavil Hugo Steinheil ( německy Hugo Adolph Steinheil ) ze dvou „monoklů“ otočených k sobě navzájem konkávními plochami [1] . Objevil se v roce 1865 jako levná verze prvních objektivů vhodných pro širokoúhlou fotografii [19] .
O tři roky dříve si Američané Charles Harrison a Joseph Schnitzer patentovali první širokoúhlý „ Glóbus “ s opraveným zkreslením, komatem a chromatickou aberací. Poskytoval ortoskopický obraz se zorným polem větším než 80° při cloně f/11 [20] . Stejně jako nejjednodušší Periscope je i nová čočka tvořena dvěma čočkami, kterými jsou slepené achromáty. Název odrážel zajímavou vlastnost: pokud budete pokračovat a zkombinujete extrémní povrchy přední a zadní čočky, vytvoří kouli. Myšlenku „Globe“ převzalo mnoho optiků z různých zemí, v roce 1865 začala podobná čočka „Pantoskop“ vyrábět německá firma Emil Busch ( německy Emil Busch ). V Ruské říši se takové konstrukce nazývaly „kulové čočky“ kvůli sférické geometrii [21] .
Myšlenka symetrického širokoúhlého záběru však byla dovedena k dokonalosti ve dvou dalších vývojových verzích: anglický „ Aplanat “ od Steinchela a německý „ Rapid “ ( anglicky Rapid Rectilinear ) od Dallmeyera. Nezávisle na sobě Hugo Steinchel a John Dallmeier ( angl. John Henry Dallmeier ) v roce 1866 dospěli k téměř identickým návrhům, většinou opakujícím se „Globe“ a skládajícím se ze čtyř čoček ve dvou symetrických skupinách [22] [23] . Obě čočky úspěšně korigovaly většinu aberací, s výjimkou sférických a astigmatismů , až do f/8. Hlavním objevem byl nápad použít skla s maximálním rozdílem indexů lomu pro stejnou disperzi v lepených součástech . „Rapid“ a „Aplanat“ volně škálovatelné pro jakékoli ohniskové vzdálenosti a úhlová pole , po půl století získaly místo standardního objektivu se střední světelností.
Zajímavostí všech symetrických konstrukcí těch let byla možnost plného využití čočky, a to jak v celém rozsahu, tak i v jeho polovině [18] . Rám byl skládací, díky čemuž měli fotografové možnost získat místo jednoho objektivu dva objektivy s různou ohniskovou vzdáleností. Zadní strana Steinchelova Aplanatu s clonou je docela vhodná jako krajinářský objektiv a polovina Periskopu fungovala dobře jako Monocle [24] . Objektivy tohoto typu bylo možné sestavit i ze samostatných hotových modulů, vyráběných v celých sadách. Bloky čoček v závitových nebo bajonetových rámech byly spojovány v libovolných kombinacích a tvořily různé čočky [25] [26] .
Již v 16. století bylo dobře známo, že přítomnost aperturní clony zlepšuje kvalitu obrazu danou objektivem. To se děje kvůli omezení průměru širokých nakloněných paprsků odpovědných za příčné aberace: astigmatismus , zakřivení pole , kóma , zkreslení a poziční chromatismus . Zlepšení nastává, když se clona zmenšuje, dokud difrakce na okrajích clony nezačne zhoršovat obraz více než aberace [27] .
Tedy i ten nejjednodušší meniskus potřebuje bránici. U fotografických objektivů prvních let však nebyl průměr jeho otvoru regulován. Při zanedbatelné fotosenzitivitě daguerrotypních desek byl poměr clony i bez clony nedostatečný, což vyžadovalo rychlost závěrky počítanou v minutách. Daguerrotypisté potřebovali veškeré světlo procházející čočkou a ani to nestačilo [28] . Teprve s rozšířením mokrého kolodiového procesu došlo k prudkému snížení rychlosti závěrky, což umožnilo uzavření membrány a vyžadovalo její speciální zařízení. První způsob, jak upravit relativní aperturu v roce 1858 , byly Waterhouseovy výměnné clony, pojmenované po astronomovi Johnu Waterhouseovi, který je vyvinul . Membrány byly sada mosazných desek s kalibrovanými otvory různých průměrů. Destičky byly vloženy do boční štěrbiny rámu objektivu mezi jeho čočky a omezovaly průměr světelných paprsků [28] .
Kolem 80. let 19. století fotografové zjistili, že relativní clona má přímý vliv na hloubku ostrosti . Ovládání clony bylo stále důležitější a většina objektivů začala být vybavena nastavovacími mechanismy. Přibližně ve stejné době se u fotografických objektivů poprvé objevila irisová clona, která se na začátku 20. století stala jejich standardním příslušenstvím. Jeho mechanismus byl znám dávno před vynálezem fotografie a používal se již v některých dírkových komorách. První nastavitelné clony byly označeny jednoduchým uvedením průměru otvoru v milimetrech, takže fotograf mohl nezávisle vypočítat míru propustnosti světla [29] .
Moderní stupnice f-čísel , která je geometrickým postupem jmenovatelů zlomku , se stala celosvětovým standardem v roce 1949. Předtím se takový systém nazýval „anglický“ a existoval souběžně s dřívější „kontinentální“ němčinou: f / 1.1; 1,6; 2,2; 3,2; 4,5; 6,3; 9,0; 12,5; osmnáct; 25; 36; padesáti; 71; 100. Další zmatek přinesl další systém zavedený společností Eastman Kodak na počátku 20. století. Stejně jako anglický to byl geometrický postup tvaru: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, jejichž čísla byla podmíněná. Každá hodnota této škály odpovídala zcela jiným zlomkům: 1 = f/4; 2 = f/5,6; 4 = f/8 a tak dále [30] .
Princip prodloužení ohniskové vzdálenosti bez zvětšení velikosti čočky je znám již od vynálezu Galileova dalekohledu v roce 1609 [31] . Kombinace dvou komponent, předního telepozitivu a zadního teleobjektivu, umožnila zvýšit úhlové zvětšení pozorovacích přístrojů dávno před vynálezem fotografie. V roce 1833 anglický matematik Peter Barlow navrhl použít negativní čočku umístěnou za čočkou dalekohledu, aby se zvýšila její ohnisková vzdálenost bez ztráty kompaktnosti [32] . Metoda našla široké uplatnění v astronomii a byla používána fotografy, kteří později dali zařízení název „teleobjektiv negativ“ nebo „ telekonvertor “. V rané fotografii nebyla optika s dlouhým ohniskem žádaná a studie Ignazia Porra ( Ital: Paolo Ignazio Pietro Porro ) o možnosti vytvořit teleobjektiv zůstala v roce 1856 nepovšimnuta [33] .
V roce 1891 se Angličan Thomas Rudolphus Dallmeyer a německý optik Adolf Miethe pokusili patentovat téměř identickou konstrukci teleobjektivu, sestávající z předního achromatického sběrného dubletu a zadního rozptylového tripletu - apochromátu [33] . Po ta léta byla myšlenka stále irelevantní a nebyl vydán jediný patent . Ve vzácných případech, při fotografování na velké vzdálenosti, fotografové nadále používali složené teleobjektivy, které byly kombinací standardního objektivu s telekonvertorem [34] . Optická nekonzistence těchto kombinací způsobila nárůst zbytkových aberací čočky a snížení kvality obrazu. Ve většině případů byla vzdálenost mezi objektivem a telekonvertorem nastavitelná, což umožňovalo v určitých mezích měnit ohniskovou vzdálenost celého systému [35] . To však vyžadovalo dodatečné zaostření a dále zvýšilo aberace. První neoddělitelný teleobjektiv Bis-Telar 550 / 7,7 konstantní délky a s plnou korekcí všech aberací v roce 1905 vydala německá optická společnost Emil Busch ( německy Emil Busch ) [36] [37] . Poté začala většina výrobců vyrábět podobné čočky a k názvu přidala předponu „tele“: „Tele-Tessar“, „Tele-Xenar“ a tak dále [38] .
Obrovským krokem vpřed bylo vytvoření čočky Zeiss Protar v roce 1890 německým optikem Paulem Rudolphem ( Němec Paul Rudolph ) [39] . Na rozdíl od všech předchozích návrhů, korigovaných na astigmatismus a zakřivení pole pouze částečně, je „Protar“ považován za první anastigmat plně korigovaný na všechny aberace [40] . Objektiv zároveň poskytuje poměrně široké úhlové pole až 60° při cloně f/6,3 [41] . Zpočátku se „Protar“ nazýval „Anastigmat“, ale rychle se stal zobecněným pro všechny čočky korigované na astigmatismus a v roce 1900 byl Rudolfovu návrhu přidělen vlastní název [6] .
Optici považují Protar za první moderní čočku, především kvůli její asymetrii. Přední lepená komponenta Protaru byla tradiční, ale zadní část je často označována jako „anomální“, protože kombinace indexu lomu jejích čoček je opakem toho, co je obecně přijímáno [42] . Dalším důvodem úspěchu čočky jsou nejnovější druhy barytového skla , které v roce 1884 vyvinul německý optik Ernst Abbe ( německy Ernst Abbe ) [43] [39] . Hlavním tvůrcem „jenského skla“ byl chemik Otto Schott ( německy Otto Schott ), který také pracoval v optických továrnách Carl Zeiss ( německy Carl Zeiss ) [44] . Vynalezl revoluční technologii, která umožňuje s vysokou přesností nastavit vlastnosti optického skla při jeho výrobě [45] [23] . Schottovo sklo mělo vyšší indexy lomu než konvenční sodnovápenaté sklo při zachování nízké disperze [46] .
V roce 1892 vypočítal přední optik firmy Goerz Emil von Hög ( německy Emil von Höegh ) další anastigmat, později vyráběný pod názvem Dagor a neméně proslulý [44] . Stal se druhým ze dvou možných způsobů realizace Rudolfem objeveného principu lepeného anastigmatu [41] [42] . Do třicátých let se téměř všechny fotografické čočky staly anastigmaty, s výjimkou „soft focus“, speciálně navržených pro portrétní fotografii.
Nejdůležitější pro nadcházející 20. století byl další anastigmat, patentovaný v roce 1894 Cookovou divizí anglické firmy Taylor-Hobson ( Eng. Taylor, Taylor & Hobson ) [47] . Čočku navrhl optik Harold Taylor ( angl. Harold Dennis Taylor ) jako další verzi nelepeného tripletu a byl nazván " Cook's Triplet ", který se, jak se čočka rozšiřovala, redukoval na jednoduchý "Triplet", v r. každodenní život vytlačující obecnější optický koncept. Objektiv měl velmi jednoduché uspořádání tří čoček oddělených vzduchovými mezerami a byl výsledkem úspěchu rychle se rozvíjející výpočetní optiky. Flexibilita konstrukce umožnila získat kvalitní čočky jak s nejnovějšími barytovými sklenicemi, tak s běžnějšími sodnovápenatými [48] .
Pro svou jednoduchost a vyrobitelnost zůstal „Triplet“ až do konce 20. století standardním univerzálním objektivem a byl instalován do nejlevnějších a tudíž masových amatérských fotoaparátů a filmových kamer [49] . Většina optických společností v různých zemích jej vyráběla pod původními i pod jinými názvy. Konstrukce sloužila jako základ pro řadu dalších vylepšení, mezi nimiž byly zejména německý Hektor a sovětský Kaleinar [50 ] . V SSSR byly nejznámějším použitím Tripletu fotoaparáty Smena a Viliya , fotoaparáty Sport , Aurora , Kama a mnoho dalších [51] . Pod označením „T-43“ byl objektiv namontován do nejlevnějšího sovětského „ Smena-8M “ a „T-22“ byl na všech „ Amatérech “. Ukázalo se, že čočka je pro vědu natolik důležitá, že se objevilo několik teorií pro výpočet zobecněného tripletu [52] [53] . V roce 1924 August Sonnefeld ( německy August Sonnefeld ) vylepšil Cookovu trojici použitím asférických ploch. Nový objektiv vyrobila společnost Zeiss pod názvem „Astrotriplet“ [25] .
Paul Rudolf, nespokojený s kvalitou své "Protara", v roce 1902 vypočítal nový anastigmat, nazvaný " Tessar " [54] [55] [23] . Jistá podobnost mezi Tessarou a Tripletem je zřejmá, ale obě čočky vznikly nezávisle na sobě [56] [46] [47] . Většina odborníků však považuje „Tessar“ za další rozvinutí principů Triplet Cooke [52] [57] .
Hlavní rozdíl mezi čočkami spočívá v zadní komponentě, kterou je u Tessary lepený achromát, spíše než jednoduchá jednoduchá čočka. Zpočátku začleněný do designu Tessary, clona nepřesáhla f/6.3, ale 1930, používat těžké koruny , to bylo přineseno f/2.8 [54] . Kvalita obrazu se ukázala být lepší než kvalita jeho anglického konkurenta, díky čemuž se Tessar stal standardem pro fotografické a filmové vybavení střední třídy na dalších 100+ let. Poměr clony Tessary se časem ukázal jako nízký ve srovnání s nejnovějšími návrhy, ale kvalita obrazu a kontrast zůstaly dostatečné i s přihlédnutím k nárůstu rozlišení fotografických emulzí .
Po vypršení patentových omezení v roce 1920 byl design Tessary opakován téměř všemi výrobci optiky a často mu dávali jiná jména [25] [47] . První fotoaparát s automatickou expozicí v historii , Kodak Super Six-20, byl vybaven objektivem Kodak Anastigmat Special, což nebylo nic jiného než Tessar s ohniskovou vzdáleností 100 mm. Standardní objektiv slavných poloformátových "zrcadlovek" Olympus Pen F , vyráběných pod jménem D. Zuiko, byl také Tessar, jako poslední japonský objektiv bez autofokusu Nikkor 45 / 2,8P. V SSSR se optická konstrukce Tessar používala pod značkou Industar , byla instalována na všechny myslitelné typy fotografických a filmových zařízení [58] . Schéma bylo dále rozvinuto s příchodem nových supertěžkých korun s prvky vzácných zemin . Sovětský lanthanový "MC Industar-61 L/Z" s vícevrstvým povlakem na konci 80. let nebyl v žádném případě horší než modernější konstrukce [59] .
Po korekci velkých aberací, včetně astigmatismu, optické firmy zaměřily své úsilí na zvýšení clony , která zůstala kritická pro možnost fotografovat při nízkých rychlostech závěrky při slabém osvětlení. První skutečně rychlý objektiv vhodný pro focení v přirozeném světle byl Ernemann Ernostar v roce 1924 [50] . Optický vzorec, vytvořený německým optikem Ludwigem Bertelem ( německy Ludwig Jacob Bertele ), založený na Cooke Tripletu, umožnil dosáhnout clony až f / 1,8. Rozdíl od „Tripletu“ spočíval ve složitém lepeném prvku velké tloušťky, umístěném mezi první a druhou čočkou [60] .
V rukou slavného Ericha Salomona spolu s fotoaparátem Ermanox nový objektiv znamenal počátek moderní fotožurnalistiky , umožňující téměř nepostřehnutelně zachytit výjevy ze života vysoké společnosti a politiků . Francouzský premiér Aristide Briand skvěle řekl: „Pro konferenci Společnosti národů jsou nutné tři podmínky: několik ministrů zahraničí, stůl a Erich Salomon“ [61] [62] . Při nemožnosti použít baterku na okraji velké politiky by byla práce slavného reportéra nemyslitelná bez vysokoclonového Ernostara [63] .
Po převzetí Ernemann společností Zeiss v roce 1926 vyvinul Bertele design tlustého prvku do ještě slavnějšího objektivu Zeiss Sonnar a dosáhl geometrické clony f/1,5, což byl rekord ve své době [64] . "Zonnar" byl uveden do výroby v roce 1932 a stal se jedním ze standardních objektivů pro nejnovější filmový film Contax , později hlavní konkurent " Leica " [65] . Pouze šest vzduchových/skleněných okrajů tří lepených skupin čoček způsobilo, že čočka byla kontrastnější než její protějšky s vysokou světelností, což bylo zvláště důležité v éře nepotažené optiky. Později se ukázalo, že principy "Zonnar" jsou skvělé pro vytváření teleobjektivů , jedním z nich byl legendární Zeiss Olympia Sonnar. V důsledku druhé světové války odešla část továren Zeiss kvůli reparacím do SSSR . Vybavení, dodávky optického skla a dokumentace pro všechny verze tohoto objektivu byly odvezeny do Sovětského svazu , kde brzy uvedli na trh vlastní objektivy pod značkou Jupiter [66] [67] . V roce 1949 na GOI im. Vavilov, pod vedením Michaila Malceva, byly „Zonnary“ přepočítány pro sovětskou řadu brýlí [68] . V budoucnu dostaly "Jupitery" nezávislý vývoj a staly se hlavními teleobjektivy dostupnými v SSSR.
V roce 1817 Johann Carl Friedrich Gauss ( německy Johann Carl Friedrich Gauß ) vylepšil čočku dalekohledu přidáním dalšího negativního menisku k nejjednodušší konvexně-konkávní čočce [40] . V roce 1888 Američan Alvin Clark vylepšil design kombinací dvou takových čoček, natočených k sobě konkávními plochami a mezi ně umístil aperturní clonu. Výsledný optický vzorec byl pojmenován po Gaussovi, který výrazně přispěl k rozvoji optiky. Symetrické čočky čtyř menisků, z nichž střední jsou difuzní, se nazývají „double Gauss“ ( angl. Double Gauss ) [69] . Základem moderních anastigmat tohoto typu byl Zeiss Planar z roku 1896, ve kterém Paul Rudolph místo dvou jednoduchých vnitřních menisků použil lepené dublety ke korekci reziduálního astigmatismu a zakřivení pole [70] . Pro výjimečně plochý „rovinný“ povrch , ve kterém spočívá ostrý obraz, dostal objektiv své jméno [71] .
Odmítnutí plné symetrie ve prospěch tzv. semi-symetrických neboli „proporcionálních“ objektivů umožnilo zvýšit clonový poměr Planaru, který v originále nepřesahoval f / 3,3 [72] . První úspěch v tomto směru zaznamenala v roce 1920 anglická firma „Taylor-Hobson“, které se podařilo „otevřít“ clonu na f/2,5 u objektivu Opic [73] [74] . Nejúspěšnějším se však stal německý Zeiss Biotar s rekordní světelností f/1,5 vyvinutý Willi Mertem ( německy Willi Merté ) v roce 1927 pro kinematografii [75] [76] . Poválečné soudní spory mezi východní a západní pobočkou Carl Zeiss vedly k tomu, že práva na jméno Zeiss Biotar připadla podniku v NDR a všechny čočky tohoto typu vyrobené v SRN byly nuceny být označeny jako Zeiss. Rovinný [71] .
„Biotar“ posloužil jako základ pro většinu moderních vysokoaperturních normálních objektivů, i když se v této souvislosti častěji zmiňuje jeho západní pseudonym „Planar“. Použití přídavných čoček (včetně asférických ) a nejnovějších typů skel umožňuje dosáhnout světelnosti Biotaru na f/1,4 a dokonce i f/1,0 [77] . Nejrychlejší v historii byl Zeiss Planar 50/0.7 , navržený na jednom z prvních tranzistorových počítačů IBM 7090 pro lunární program NASA a vydaný v počtu pouhých 10 kopií [78] [71] [79] . V SSSR byly všechny „ Helios “ a „ Vegas “ [80] [69] typickými vzorky „dvojitého Gausse“ . Kromě nich se dalším vývojem „Planar“ s oddělenou druhou komponentou staly normální čočky „ Volna “ a „ Zenitar “ [81] [82] . Většina moderních „padesátek“ také vychází z „double Gauss“ designu. Jedná se o levné objektivy (Canon EF 50 f/1.8; AF Nikkor 50 f/1.8D) nebo rychlé profesionální objektivy (AF Nikkor 50 f/1.4D; Canon EF 50 f/1.2L USM) [81] [83 ] .
Odraz části světla od hranic mezi vzduchem a sklem byl až do konce 19. století jedním z hlavních překážek zdokonalování fotografických objektivů. Na každé takové hranici se ztratilo 4 až 6 procent světla, což snížilo propustnost světla a kontrast obrazu [84] . Odražené světlo se rozptýlilo a vytvořilo oslnění a obecný světelný závoj [85] . Čočka s více než osmi hranicemi vzduch/sklo se stala prakticky nepoužitelnou a poskytovala nízko kontrastní, tmavý obraz. To omezovalo možnosti konstruktérů, kteří byli nuceni optický přístroj co nejvíce zjednodušit.
Krátce před rokem 1890 někteří fotografové objevili nevysvětlitelné zvýšení propustnosti světla u objektivů, které se používaly mnoho let. Tento jev byl rychle přisouzen vzhledu skvrn na povrchu čočky způsobených dlouhodobým vystavením vlhkosti. Další studie ukázaly, že nejtenčí film vytvořený během chemické oxidace skla snižuje odrazy způsobené interferencí . Fenomén se pokusil využít vynálezce „Tripletu“ Harold Taylor, který si v roce 1904 nechal patentovat technologii leptání povrchu skla kyselinami. Výsledek této úpravy čočky, později nazývané chemické potahování, byl však špatně předvídatelný, a proto příliš drahý. Až v roce 1936 objevil vedoucí výzkumné laboratoře Zeiss Alexander Smakula široce používanou metodu vakuové depozice [86] . Fyzikální osvícení takto získané optiky umožnilo snížit rozptyl světla o dvě třetiny a ve stejném poměru zvýšit propustnost.
Rozšíření potažených fotografických čoček bylo pozastaveno vypuknutím války a univerzálním standardem se staly až na začátku 50. let. Osvícení dramaticky zlepšilo pozici Planar a dalších čoček tohoto typu ve srovnání s populárnějším Zonnarem před válkou. Ten druhý díky pouze šesti nepotaženým okrajům vzduch/sklo výrazně převyšoval kvalitu obrazu než „dvojitý Gauss“ s osmi okraji. Osvícení „Planars“ začali vítězit s nástupem obecného trendu přechodu od dálkoměrných fotoaparátů k jednookým zrcadlovkám [87] . Absence paralaxy v reflexním hledáčku umožnila fotografovat větší plány, než je možné v dálkoměrném vybavení se stejnými objektivy. Na blízkou vzdálenost se aberace zvyšovaly, protože optika střelby byla vypočtena pro "nekonečno". Relativní snadnost korekce aberací „dvojitého Gausse“ ve srovnání se „Zonnarem“ se v tomto případě ukázala jako rozhodující.
Jediná antireflexní vrstva účinně redukovala rozptyl světla pouze pro úzký spektrální rozsah, aniž by ovlivňovala světlo s jinými vlnovými délkami. To zůstalo přijatelné v černobílé fotografii a kinematografii, ale rozšíření barevných fotografických materiálů si kladlo za úkol rozšířit spektrální charakteristiky antireflexní vrstvy, která zkreslovala barevné podání [88] . Problém byl vyřešen použitím vícevrstvého antireflexního povlaku postupně nanášeného na optické povrchy ve vakuu . Každá z vrstev, někdy až 10 v počtu, je účinná ve svém vlastním spektrálním rozsahu, vyrovnává reprodukci barev a dále snižuje rušivé odrazy [89] . První vícevrstvý objektiv Rokkor 3,5 cm f/3,5 na světě pro běžné spotřebitelské fotoaparáty byl uveden na trh společností Minolta v roce 1956. Na počátku osmdesátých let se vícevrstvý povlak stal mezinárodním standardem a objevil se také na sovětských čočkách. Moderní vícečočkové zoomové objektivy by byly pro focení bez takové osvěty nevhodné [90] .
Steinchelův „periskop“ již v roce 1865 poskytoval úhlové pole, které bylo pro širokoúhlý objektiv zcela dostačující. Možnost dalšího rozšíření zorného pole je obvykle spojena s objevením se v roce 1900 objektivu Goerz Hypergon [15] [91] . Tato čočka, která má dobrou ortoskopičnost a je částečně korigována i na astigmatismus a zakřivení pole, znamenala začátek třídy ultraširokoúhlé optiky pokrývající úhel 135° [42] . Díky zkreslení, které je patrné zejména u širokých úhlových polí, měly všechny širokoúhlé objektivy symetrický design, který tuto aberaci spolehlivě eliminoval [16] . Rozšíření záběru však odhalilo další problém optiky s krátkým ohniskem, spojený s prudkým poklesem osvětlení od středu do rohů rámu a způsobený ani ne tak vinětací , jako velkým rozdílem v délkách dráhy záběru. přímé a šikmé paprsky. Osvětlení se v tomto případě mění podle kosinusového zákona čtvrtého stupně a od středu k rohům se několikrát snižuje [92] [93] . Eliminovat expoziční nerovnosti napříč polem bylo hlavním úkolem všech vývojářů širokoúhlých objektivů, kteří jsou nuceni instalovat mechanické shadery před přední čočku nebo na ni aplikovat průsvitný kovový povlak [6] [26] .
Problém se podařilo radikálně vyřešit až současně s vytvořením optiky s krátkým ohniskem vhodné pro fotografování jednookými zrcadlovkami a filmovými kamerami se zrcadlovou závěrkou . Přítomnost pohyblivého zrcadla omezuje minimální délku zadního segmentu takové optiky na 37-40 mm pro zařízení malého formátu [94] . Ohnisková vzdálenost klasických konstrukcí s takovým omezením nemůže být kratší než 45 mm a první „zrcadlovky“ byly vybaveny zrcátkovým mechanismem pro použití symetrických širokoúhlých objektivů, když hlavní hledáček nefungoval [95] [96 ] .
Problém byl vyřešen v retro -focus širokoúhlých, postavených na principu převráceného teleobjektivu se silným negativním meniskem vpředu. Díky této konstrukci může být zadní segment čočky mnohem delší, než je její ohnisková vzdálenost, čímž se uvolní prostor pro zrcátko nebo clonu [97] . První objektivy tohoto typu pro stále oblíbenější 35mm zrcadlovky patentovali téměř současně v roce 1950 Francouz Pierre Angénieux a německý optik Harry Zöllner ( Fr. Pierre Angénieux , Němec Harry Zöllner ) pod názvy Angénieux Retrofocus a Zeiss Flektogon [ 98] . Přes potíže s korekcí zkreslení kvůli asymetrickému designu se velmi rychle optika retrofocus stala běžnou pro zrcadlová zařízení [99] . Kromě možnosti plnohodnotného focení s pracovním hledáčkem zrcadlovek umožnily širokoúhlé objektivy s prodlouženým zadním segmentem zlepšit rovnoměrnost osvětlení rámu. Díky vzdálenosti zadní čočky od povrchu přijímače světla se zmenšil rozdíl mezi dráhami axiálního a šikmého paprsku, ve většině případů se shoduje se stejným parametrem normálních čoček .
V roce 1946 vyvinul sovětský optik Michail Rusinov symetrickou čočku Russar , sestávající ze dvou retrofokusových širokoúhlých čoček proti sobě se sbíhavými čočkami [100] . Zadní segment takového objektivu se ukázal být velmi krátký a není možné jej použít v reflexním vybavení. Ukázalo se však, že rovnoměrnost osvětlení rámu je mnohem vyšší než u tradičních symetrických širokoúhlých objektivů díky Rusinovem objevené vinětaci aberace, která umožnila snížit stupeň kosinusu ze 4 na 3 [101] . Zároveň bylo díky symetrii možné zcela korigovat zkreslení a poskytnout ortoskopičnost dostatečnou pro fotogrammetrii . Rusinovův princip rychle našel uplatnění v objektivech pro leteckou fotografii a ve fotografické optice pro nezrcadlová zařízení. Již v roce 1954 na základě objevů Rusinova vyvinul Ludwig Bertele svůj slavný Zeiss Biogon 21/4,5 pro dálkoměr Contax [102] .
Širokoúhlé objektivy byly vytvořeny tak, aby byly co možná nejvíce ortoskopické , protože zkreslení je v architektonické fotografii a zejména ve fotogrammetrii nepřijatelné. V roce 1923 anglický biochemik Robin (Robert) Hill navrhl tříčočkový ultraširokoúhlý objektiv určený k fotografování mraků na celé polokouli oblohy [103] [104] [105] . O rok později vyrobil Beck of London první Hill Sky Lens pro stejnojmennou záznamovou kameru [106] [107] . Hillův objektiv se od běžných širokoúhlých objektivů lišil nekorigovaným negativním zkreslením, které značně zkreslovalo obraz. Díky tomu bylo možné poskytnout úhlové pole dosahující a dokonce přesahující 180° a získat obraz konečných rozměrů z prostorů neomezených na plochu [108] [109] . Konstrukčně je nový typ širokoúhlého objektivu, zvaný „distorting“, stavěn podobně jako retrofokusové čočky a skládá se z jednoho nebo více negativních menisků umístěných před univerzální čočkou, jako je typ „Tessar“. Proto jsou tyto objektivy stejně vhodné pro všechny typy fotoaparátů včetně zrcadlovek.
Termín „rybí oko“, jak je aplikován na čočky, poprvé použil ve své knize „Physical Optics“ z roku 1911 americký experimentální fyzik Robert Williams Wood [ 110] [ 111] . Tento název odráží podobnost principu činnosti čočky s efektem " Snell window " , viditelným pro obyvatele pod vodou díky refrakčním vlastnostem vody. Postupem času se tak začaly nazývat všechny zkreslující širokoúhlé záběry. V roce 1932 obdržela společnost AEG německý patent č. 620 538 na pětičočkový Weitwinkelobjektiv se světelností zvýšenou na f/5,6 oproti Hillově f/22 [112] [109] . Objektiv navržený Hansem Schulzem ( německy Hans Schulz ) byl určen i pro technickou fotografii, ale brzy jej s úspěchem použil i fotoumělec Umbo [113] . V roce 1938 byl na základě německého návrhu přijatého Japonskem v rámci Steel paktu vytvořen Fish-eye Nikkor 16 mm f/8, po válce byl vyroben pro „ rolefilm “ [114] . Moderní „rybí oko“ pochází z dalšího německého vývoje Sphaerogon (nezaměňovat s kulovou čočkou GOI „Sferogon“), navrženého před válkou optikem Willym Mertem a odstraněného americkou armádou v roce 1947 z Carl Zeiss . Muzeum [115] [116] .
Všechny tyto čočky vytvořily kruhový obraz vepsaný do čtvercového rámečku, pokrývající stejný úhel ve všech směrech, typicky 180°. V roce 1963 společnost Asahi Optical vydala první full-frame neboli „diagonální“ Fish-eye Takumar 18mm f/11, pokrývající celý obdélníkový rám s polokulovým pohledem pouze diagonálně [117] . Tento typ rybího oka se ukázal být populárnější v konvenční fotografii, protože dává snímku známý tvar. Od konce 60. let 20. století zaujaly zkreslené ultraširokoúhlé objektivy pevné místo v katalozích většiny optických společností, které doplňují další typy objektivů [111] . Zkreslená optika našla své hlavní uplatnění v aplikovaných oborech, jako je meteorologie nebo sledovací systémy. Ve fotografii a kině se rybí oko používá jen zřídka, hlavně jako jasný vizuální nástroj. Některé typy moderních digitálních akčních kamer používají pár těchto čoček otočených v opačných směrech a poskytujících sférický pohled [118] .
V kině se poprvé objevily pankratické čočky, schopné plynule měnit ohniskovou vzdálenost v určitých mezích. První sériově vyráběný zoom objektiv pro filmování "Cook-Varo" ( angl. Cooke Varo ) s rozsahem ohniskových vzdáleností 40-120 mm, byl uveden na trh firmou Bell-Howell v roce 1932 [119] [120] . Ve fotografii byla možnost měnit ohniskovou vzdálenost objektivu dlouhou dobu považována za nepraktickou, protože přesné orámování , nedostupné v době fotografování konvenčními objektivy, bylo prováděno během procesu tisku fotografií . Reálná možnost použití zoomů se navíc objevila až s rozšířením počátkem 60. let jednookých zrcadlovek s průchozím zaměřováním, které vytlačily dálkoměry a dvoučokové zrcadlovky nevhodné pro zoomování [121] . Další překážkou byla velikost rámečku, který je i u maloformátové fotografie mnohem větší než u filmu a televize. Přímá závislost rozměrů a hmotnosti objektivu na formátu vynesla tyto parametry za rozumné meze pro tehdy dostupné konstrukce zoom objektivů [122] .
Za jeden z prvních fotozoomů je považován Voigtländer-Zumar ( německy Voigtländer Zoomar 36-82 / 2.8 ), vyvinutý Heinzem Kilfitem v roce 1959 pro maloformátovou zrcadlovku Voigtländer Bessamatic [123] [23] . Objektiv se ukázal být velmi těžký a objemný: závit filtru měl průměr 95 milimetrů. Kromě velkých rozměrů měly první zoomy skromnější charakteristiky než objektivy s pevnou ohniskovou vzdáleností [124] . V roce 1974 se objevil první objektiv, jehož kvalita se podle všeho stala dostačující pro profesionální fotografii. „Pumpový“ zoom Vivitar 70-210 / 3,5 Macro poskytoval dobrý obraz v celém rozsahu ohniskových vzdáleností s dobrou světelností [125] [126] [127] .
Po nějaké době byla optická kvalita tohoto schématu skládajícího se z 15 čoček v 10 skupinách vylepšena přepočtem na jednom z prvních výkonných počítačů . To byl začátek nové technologie pro návrh fotografických čoček, dosud nemožné [128] [129] . Osvobození od rutiny ručních výpočtů umožnilo podrobně zpracovat průběh světla v mnoha variantách nejsložitějších vícečočkových systémů. Objektivy se zoomem se vyvinuly do takové míry, že se nepodobají žádnému z klasických objektivů známých po mnoho desetiletí. Design Vivitaru a jeho variací byl velmi odlišný od prvních Zumarů. Čočky raných pankratických čoček, zodpovědné za změnu ohniskové vzdálenosti, se pohybovaly uvnitř rámu podle jednoduchého zákona a fungovaly jako afokální nástavec s proměnným zvětšením . Nejnovější konstrukce se značně zkomplikovaly: začalo se v nich pohybovat několik skupin čoček, navíc podle nelineárních zákonitostí , které se od sebe liší . To značně zkomplikovalo konstrukci rámu a zpřísnilo tolerance přesnosti výroby a montáže.
Ve druhé polovině 70. let se zoomy staly natolik cenově dostupné, že se začaly používat jako stavebnicové objektivy v levných amatérských fotoaparátech. Fujinon Z 43-75 / 3,5 ~ 4,5 se v roce 1978 stal prvním objektivem v historii, který byl vybaven zrcadlovkami Fujica AZ-1 jako běžný. V roce 1987 získala první „ mýdlová krabička “ Pentax-Zoom vestavěný zoom 35-70. Dalším ikonickým objektivem po Vivitaru v roce 1979 byla Sigma 21-35/3,5~4 , první ultraširokoúhlý zoom pro maloformátové DSLR [130] . Až dosud byla kombinace ultraširokoúhlého, retrofokusového ortoskopického a zoomu považována za příliš složitou a prakticky nerealizovatelnou s dobrou kvalitou. Design jedenácti čoček v sedmi skupinách, z nichž každá se pohybovala podle vlastního zákona, se stal triumfem počítačově podporovaného návrhu optiky a vícevrstvého povlaku.
V roce 1982 celková produkce výměnných objektivů se zoomem všemi výrobci v Japonsku překonala objemově produkci „ fixů “. Jestliže zoomové objektivy pro úzkofilmové kino a zejména tehdejší televizi pokrývaly téměř celý rozsah ohniskových vzdáleností nezbytný pro práci operátora, fotozoomy takovou vlastnost neměly. Vzhledem k vysokým nárokům na obrazovou kvalitu ve fotografii zoomy jen zřídka poskytovaly zvětšení větší než 3x a byly vhodné jako náhrada jednoho či dvou běžných objektivů [128] . Pro plnohodnotné focení potřeboval fotograf s sebou vozit alespoň dva zoomy. První skutečně všestranný zoom , Kiron 28-210 f/4~5,6 , se objevil až v roce 1985. V profesionální fotografii si však takové „ superzoomy “ nezískaly oblibu, protože jsou horší kvalitou obrazu a zejména poměrem clony než zoomy s malým zvětšením [131] . U amatérských fotoaparátů se takové objektivy, pokrývající celý požadovaný rozsah, staly téměř standardem, takže si ve všech případech vystačíte s jedním objektivem. V digitálních zařízeních s malými matricemi se „ superzoomy “ staly základem zcela nové třídy pseudoreflexních kamer s jediným pevným objektivem pokrývajícím celý požadovaný rozsah ohniskových vzdáleností [132] .
Optická identita sférických zrcadel s čočkami byla dobře známá astronomům středověku, kteří od roku 1668 úspěšně stavěli odrazné dalekohledy [133] . Na rozdíl od objektivů jsou zrcadla zároveň bez chromatické aberace, což je důležité zejména u teleobjektivů, které jsou na ni citlivé [134] [135] . Schopnost konkávního zrcadla vybudovat skutečný obraz byla využita ihned po vynálezu fotografie, současně s nástupem Petzvalovy čočky. Američan Alexander S. Wolcott si v roce 1840 nechal patentovat daguerrotypní fotoaparát s objektivem sestávajícím nikoli z čoček, ale z konkávního zrcadla [136] . Ukázalo se, že zrcadlo je mnohem rychlejší než čočky čočky a umožnilo snížit rychlost závěrky z třiceti minut u prvních fotoaparátů na pět u „reflexu“ [137] . Další super-aperturní čočka " ChV ", vyvinutá na GOI im. Vavilov v roce 1948 pod vedením Vladimira Churilovského . Díky přesně vypočítané kombinaci zakřivení zrcadel a čoček se objektiv s ohniskovou vzdáleností 20 mm stal jediným na světě, který poskytoval teoretický limit clony f/0,5 ve vzduchu [138] . Objemná konstrukce, vážící téměř 10 kilogramů, a další vlastnosti jej však předurčovaly pouze k aplikovaným účelům [139] .
Katadioptrické teleobjektivy , vytvořené na principu odrazových dalekohledů obsahujících sférická zrcadla a čočky , našly široké praktické uplatnění ve fotografii a kině . Díky přesnému výběru těchto a dalších prvků s aberacemi s opačnými znaménky lze většinu optických nedokonalostí objektivu snadno opravit. Optická schémata Schmidta, Maksutova a Cassegraina [140] jsou vhodná pro vytváření zrcadlových fotografických objektivů . Prvním z nich bylo praktické využití systému dalekohledu vyvinutého v roce 1941 sovětským optikem Dmitrijem Maksutovem [141] [142] . První čočku „ MTO “ 500/8.0, která se sériově vyrábí od roku 1956 po několik desetiletí, navrhl Maksutov v roce 1953 [143] [144] . Předtím byl na stejném principu vytvořen filmový objektiv 250 / 5,6 [145] . Později v SSSR a dalších zemích bylo vyrobeno mnoho podobných čoček, postavených jak podle systému Maksutov, tak Schmidt s četnými variacemi, včetně těch s asférickými povrchy. Vzhledem k mnohonásobným odrazům světla uvnitř čočky její rozměry nepřesahují polovinu ohniskové vzdálenosti [146] [147] , nicméně vzhledem k neobvyklému tvaru vstupní pupily je úprava clony obtížná a tudíž chybí [148] .
Teleobjektivy se zrcadlovým objektivem s ohniskovou vzdáleností 500–1000 mm byly populární ve sportovní fotožurnalistice až do konce 70. let, kdy se objevily moderní apochromatické objektivy s vysokou světelností f/2,8 a dokonce i f/2,0 [149] . V zrcadlovém objektivu, včetně sovětského "MTO" a " ZM ", clona nepřesáhla f / 5,6-8,0. Někteří výrobci vyráběli ultrakompaktní teleobjektivy s čočkovým odrazem, například Rokkor-X 250/5,6 svou velikostí odpovídal standardnímu 50mm objektivu [150] .
Princip zabránění rozmazání obrazu optickou kompenzací je znám již od 19. století a již ve 40. letech byl široce používán u rychlofilmových fotoaparátů s kontinuálním pohybem filmu [151] . Pro omezení chvění obrazu na filmovém plátně byly v 60. letech vyvinuty optické kompenzátory s gyroskopickými senzory. Například systém Dynalens, patentovaný v USA v roce 1973, umožnil kompenzovat posun obrazu pomocí dutého hranolu s pohyblivými okraji naplněnými kapalinou s vysokým indexem lomu [152] . Tak bylo možné zachovat stabilitu obrazu při rychlých úhlových pohybech kamery dosahujících 5° [153] . Všechny tyto systémy však byly složité, těžkopádné a velmi drahé a našly uplatnění pouze v profesionální kinematografii.
Poprvé byla optická kompenzace pohybu dostupná běžným fotografům v kompaktním fotoaparátu Nikon Zoom-Touch 105 VR , uvedeném na trh v roce 1994 [154] . Polohový senzor , který sleduje pohyb kamery v okamžiku expozice , vytvořil příkaz pro odpovídající posun čočky objektivu, kompenzující posun obrazu na filmu. Technologie Nikon získala obchodní název „VR“ ( anglicky Vibration Reduction ) a další vývojáři dali svým podobným systémům názvy „IS“ (Canon English Image Stabilization ), „OS“ (Sigma English Optical Stabilization ), OIS ( Panasonic English 155][), „Optical SteadyShot“ a dalšíOptimal Image Stabilizer Prvním výměnným objektivem pro zrcadlovku vybavenou optickou stabilizací byl v roce 1995 zoom Canon EF 75-300mm f/4~5,6 IS USM [156] [157] . Kompenzace byla provedena posunutím jedné z čoček přes optickou osu [158] . První objektivy s takovým systémem byly drahé, ale rychle si našly poptávku mezi profesionálními fotoreportéry, kteří byli často nuceni fotografovat za špatných světelných podmínek při dlouhých rychlostech závěrky.
V polovině roku 2000 cena technologie prudce klesla a zároveň dosáhla významného pokroku. Téměř všechny moderní teleobjektivy profesionálního segmentu jsou vybaveny vestavěným optickým stabilizátorem. Nejnovější trend stabilizace pohybové matice je vhodný pouze pro optiku s krátkou projekční vzdáleností vyžadující malé offsety. Proto i přes vážnou konkurenci fotoaparátů s „maticovou“ stabilizací zůstávají někteří výrobci zastáncem osvědčené technologie posunu objektivu, která je nejvhodnější pro optiku s dlouhým ohniskem citlivou na otřesy [159] .
Díky pokroku technologií včetně holografie mají optici na počátku 21. století možnost používat ve fotografických čočkách kromě běžných čoček fungujících na základě lomu i optické členy založené na difrakci [160] . Difrakční prvky jsou tenká skleněná deska s mikroreliéfem naneseným na povrchu, která funguje jako fázová difrakční mřížka se specifikovanými refrakčními vlastnostmi. Prvky profilu mřížky jsou velikostí srovnatelné s vlnovou délkou světla a pro výrobu vyžadují nejpřesnější zařízení [161] . Difrakční prvky používané ve fotografických čočkách jsou určitou formou fázové variace desky Fresnelovy zóny a jsou kombinovány s konvenčními čočkami pro zlepšení optických vlastností. Vlastnosti technologie umožňují nastavit libovolnou refrakční charakteristiku mřížky pomocí počítačové simulace a zjednodušit konstrukci čočky.
V 90. letech 20. století byly difrakční prvky široce používány ve specializovaných optických zařízeních, které nebyly dostupné masovému spotřebiteli. V roce 2001 vydala japonská společnost Canon první objektiv Canon EF 400mm f/4 DO IS USM s tímto prvkem (obchodní název DO) zaměřený na sportovní fotoreportéry [162] . Díky použití jediného prvku, který se skládá ze dvou konvenčních čoček slepených dvěma difrakčními deskami, se délka čočky zkrátila o 27 % z 317 na 233 milimetrů se zlepšenou kvalitou obrazu. Difrakční prvek umožnil korigovat chromatické a sférické aberace efektivněji než u drahého fluoritového skla a asférických povrchů [163] .