Triplet Cook

Cookova trojice , Taylorova trojice , Cookova čočka , ve starých zdrojích Cookova čočka  je asymetrická čočka sestávající ze tří čoček oddělených vzduchovými mezerami. Typ neslepeného tripletu , vypočítaný a patentovaný v roce 1894 Haroldem Dennisem Taylorem pro anglickou  optickou společnost Taylor-Hobson ( anglicky Taylor, Taylor & Hobson ) [1] [* 1] . Název "Cook Triplet" ( angl. Cooke Triplet ) je tvořen názvem pododdělení zákaznické společnosti, později zvané Cooke . Čočka by neměla být zaměňována s lepeným tripletem stejného autora, známým jako " Taylorův apochromát ", a vypočítaným o rok dříve [2] [3] .   

Designové prvky

Na rozdíl od většiny objektivů své éry je Cookeův triplet korigován na astigmatismus a zakřivení pole , což dává plochému přijímači světla rovnoměrnou ostrost v úhlovém poli až 60° při cloně f/3,5 [4] [5] . Skládá se ze tří čoček, z nichž prostřední je divergentní a přední a zadní se sbíhají. Aperturní clona je obvykle umístěna mezi druhou a třetí čočkou.

Taylorovou myšlenkou bylo modernizovat známý dvoučočkový dublet , skládající se z pozitivních a negativních čoček. V obecném případě jsou jejich optické mohutnosti přibližně stejné a v důsledku opačných znamének se navzájem ruší [6] . Vzhledem ke vzduchové mezeře mezi čočkami (vzduchová čočka) však není celková optická mohutnost nulová, ale kladná. Navíc v důsledku rovnosti sil a indexů lomu skel je čtvrtý Seidel - Petzvalův součet , který určuje zakřivení pole, roven nule . Pokud je u takové čočky dělená spojka a její „poloviny“ jsou umístěny na opačných stranách divergenční čočky, hodnota čtvrtého součtu se nezmění, ale bude možné korigovat aberace širokých nakloněných paprsků : koma , astigmatismus a zkreslení [7] .

Chromatické aberace tripletu se korigují jako obvykle pomocí optických skel různé disperze. Podobný tříčočkový typ achromátu navrhl Peter Dollond místo  dvoučočkového dubletu v roce 1765 jako objektiv dalekohledu. Ze zbytkových aberací tripletu jsou nejnápadnější kóma, zvětšovací chromatismus , stejně jako aberace vyšších řádů, například sférická aberace širokých šikmých paprsků. Cooke triplet se vyznačuje měkkým, příjemným vzorem a bokehem , což je v těchto parametrech nepřekonatelný standard.

Další vývoj

Nedostatečné zorné pole a omezená svítivost byly důvodem, proč vývoj základní konstrukce Cooke Triplet začal okamžitě a šel několika cestami.

Jedním z těchto směrů byla komplikace jeho součástí nahrazením jednoduchých čoček lepením optických skel různých jakostí. Tak například v roce 1900, kdy Carl Harding ( německy Carl August Hans Harting ) z Voightländer & Sohn nahradil obě pozitivní čočky lepenými dublety , vytvořil svůj Geliar a v roce 1903  Dinar [* 2] a Oxyn (reprodukční) [9 ] . Z pozdějšího vývoje můžeme zmínit čočky Hector a Tambar, které navrhl Max Berek ( německy Max Berek ) pro Ernsta Leitze , kde je průměrná divergenční čočka nahrazena lepeným dubletem. Navíc je použití lepení diktováno potřebou korigovat monochromatické aberace nakloněných paprsků ( koma , astigmatismus a zakřivení pole ) a nijak nesouvisí s chromatickými aberacemi čočky.   

Za zmínku také stojí, že komplikovanou verzi „Tripletu“, jehož všechny tři čočky byly lepené, vypočítal také jeho tvůrce Harold Taylor již v roce 1894 [10] . Stalo se tak kvůli mylnému předpokladu, že každá součást musí být achromatizována, a Taylorovi se taková komplikace zdála zbytečná [* 3] .

Dalším směrem bylo „rozdělení“ součástek. Oddělení zadní čočky tedy umožnilo poněkud snížit aberace šikmých paprsků (zejména aberace vyšších řádů) a vypočítat čočky, které byly rychlejší než původní Cookeův Triplet. Například "Sirius" ( Georgy Slyusarev , SSSR) a "Pan-Takhar" (William F. Bielicke, Astro-Berlin).

V roce 1898 navrhl Emil von Höegh a Karl Hertz ( německy  Emil von Höegh, Carl Paul Goerz ), rozdělení střední difuzní čočky na dvě vedlo k vytvoření v podstatě symetrické čočky [* 4] . Ve srovnání s původní tříčočkovou konstrukcí je tato konstrukce lépe korigována na aberace vyššího řádu, ale má dvě plochy navíc, což negativně ovlivňuje kontrast obrazu . Tyto objektivy však byly méně náročné na přesnost výroby a poskytovaly dostatečnou a někdy i lepší kvalitu obrazu. Masivně vyráběné ve 20. - 30. letech 20. století různými společnostmi a pod různými názvy. Jako například: Celor, Dogmar a Artar (Goerz), Aviar (Kuchař), Ortagoz (I. A. Turygin, GOMZ), Eurynar a Ronar (Rodenstok) a další.

Obzvláště plodné se ale ukázalo „rozdělení“ přední čočky na dva a více menisků. Toto řešení, navržené v roce 1916 Charlesem  C. Minorem , pomohlo dále ve vývoji rozsáhlé skupiny rychlých čoček , jako jsou „ Ernostar “ a „ Zonnar “.

Distribuce

Objektiv poskytuje obraz přijatelné kvality s úhlovými poli omezenými na 55° a clona nepřesahuje f/3,5. Nicméně, “Triplet” byl produkován většinou optických společností skrz 20. století kvůli jednoduchosti jeho designu.

Na konci 19. a na začátku 20. století byl tedy „Triplet“ široce používán jako „univerzální“ a portrétní objektiv, ale v maloformátové fotografii byl postupně nahrazován pokročilejšími objektivy . Od druhé poloviny 20. století se Triplet stal prakticky standardem pro nejlevnější fotoaparáty a videokamery, poskytující přijatelnou ostrost za nízkou cenu.

Rozlišení trojic je nízké a přibližně se rovná 30 řádkům na mm ve středu snímku a 10-15 přes pole [12] . Maximální relativní clona , při které toto schéma poskytuje přijatelnou čistotu obrazu: f / 4 - f / 6,3, ale použití brýlí s vysokým indexem lomu a mírným poklesem úhlového pole umožňuje vypočítat čočky s relativním světelnost f/2,4 a rozlišení až 60 řádků na mm ve středu a 40 přes pole („T-55“ 2,4 / 12,5 ve filmových kamerách „Lomo-212“ a „Lomo-216“, fotoaparát " Voskhod " - objektiv "T-48" 2, 8/45, filmové kamery "Ekran-4" a "Ekran-5" - relativní clona f / 1,8).

Optický princip Cookova tripletu našel uplatnění v projekčních čočkách. Takové čočky byly zvláště široce používány v zpětných projektorech pro diapozitivy malého formátu.

Sovětské čočky "Triplet"

V SSSR byly čočky tohoto optického schématu označeny písmenem "T" a sériovým číslem vývoje (například "T-22") a byly instalovány v levných fotoaparátech základní úrovně, jako je " Lyubitel- 166 " nebo " Change " (" Viliya ", " Silhouette-electro ", " Orion-EE "), dále diaprojektory a amatérské 8mm filmové kamery [13] .

Název
modelu
ohnisková vzdálenost
f, mm
relativní
clona
úhlové
pole, st
Rozlišovací schopnost, lin/mm aplikace
ve středu na poli
"Trojice" 12.5 1:2,8 - - - 8mm filmové kamery "Kama", "Screen", "Screen-2", "Screen-3", "Turist"
"Trojice" 12.5 1:1,8 - - - 8mm filmové kamery "Screen-4", "Screen-5"
"Trojice" padesáti 1:6,3 - - - Předválečná " změna "
"T-21" 80 1:6,8 - - - " komsomolec "
"T-22"
( malý formát )
40 1:4,5 - - - Poválečná " Změna "
" Změna-M "
" Změna-2 "
" Změna-2M "
" Změna-3 "
" Změna-4 "
" Jaro "
" Jaro-2 "
"T-22"
( střední formát )
76,2 1:4,5 59 24 12 pozdější epizody " Komsomolets "

" Lubitel "
" Lubitel-2 "
" Sputnik "
" Lyubitel-166 "
" Lyubitel-166V "
" Lyubitel-166 kombi "

"T-26" 135 1:6,8 - - - " Moment " a vyvinuté na jeho základě " Student "
"T-32" 45 1:3,5 - - - " mládí "
"T-35" 75 1:4 - - - " relé "
"T-40" deset 1:2,8 - - - 8mm filmové kamery "Sport", "Sport-2", "Sport-3"
"T-42" 40 1:5,6 - - - " Shift-5 "
"T-43" 41.7 1:4,0 56 37 17 Fotoaparáty rodiny Smena , počínaje Smena-6 . Clona 8 lamel, vestavěná centrální 5 lamelová závěrka. Připojovací závit pro světelné filtry M35,5x0,5.
"T-48" 45 1:2,8 - - - " východ slunce "
"T-51" deset 1:2,8 34 60 42 8mm filmové kamery "Sport-4", "Aurora" (60. léta)
"T-54" 16.5 1:2,8 24 60 42 8mm filmová kamera "LOMO-212"
"T-55" 12.5 1:2,4 31 65 37 8mm filmové kamery "LOMO-216", "LOMO-218", "Aurora-217", "Aurora-219"
"T-69-3" 40 1:4,0 56 48 17 " Viliya "
" Viliya-auto "
" Silueta-elektro "
" Orion-EE ". Připojovací závit pro světelné filtry M46x0,75.

Poznámky

  1. Patenty:
    • UK č. 22607 (GB189322607)
    • USA #568052 (US568052)
  2. Podle Rudolfa Kingslakea po první světové válce vyráběla firma Voightländer & Sohn pod označením Heliar právě Dinar, protože obě verze „původního“ Heliara (1900 a 1902) nebyly tak úspěšné [8] . Navíc tentýž Kingslake považuje Dinar za modifikaci ani ne tak Tripletu jako Tessary
  3. Navíc podle Taylora bylo hlavním cílem vynálezu zjednodušení a zlevnění fotografických čoček (viz britský patent č. 22607)
  4. Přestože Georgy Slyusarev považuje tyto čočky právě za modifikaci Cooke Tripletu [9] , Rudolf Kingslake naznačuje, že jde o nezávislý vývoj založený na dvoučočkové čočce typu Dialit [11].

Zdroje

  1. Volosov, 1978 , s. 301.
  2. Optika astronomických dalekohledů a metody jejího výpočtu, 1995 , str. 221.
  3. Optické dalekohledy. Teorie a design, 1976 , str. 194.
  4. Teorie optických systémů, 1992 , str. 374.
  5. Výpočet optických soustav, 1975 , str. 242.
  6. Výpočet optických soustav, 1975 , str. 235.
  7. Výpočet optických soustav, 1975 , str. 234.
  8. Historie fotografického objektivu, 1989 , str. 107.
  9. 1 2 Výpočet optických soustav, 1975 , str. 270.
  10. HD Taylor. Objektiv  (anglicky) . US patent č. 540122 (US540122) . Americký patentový úřad (28. května 1895). Získáno 5. září 2014. Archivováno z originálu 14. září 2014.
  11. Historie fotografického objektivu, 1989 , str. 100, 102.
  12. Volosov, 1978 , s. 302.
  13. Fotokinotechnika, 1981 , s. 337.

Literatura