Объектив Петцваля

Оптическая схема объектива Петцваля.

Объектив Петцваля — тип фотографического объектива. Оптическая схема — 4 линзы в трёх группах. Передний компонент склеен, задний — разделён воздушным зазором.

Особенности конструкции

Как в апланате, так и в объективе Петцваля и передний, и задний компоненты представляют собой ахроматические линзы. Однако основным отличием объективов Петцваля, от столь похожих на них апланатов, можно считать конструкцию заднего компонента. Его воздушный зазор не только позволяет исправить, а при необходимости и «переисправить» сферическую аберрацию, но и обладает значительным отрицательным астигматизмом, необходимым для компенсации положительного астигматизма переднего компонента.

Объектив Петцваля французской фирмы Hermagis (1870-е)

Таким образом Йозефу Петцвалю (англ. Jozef Maximilián Petzval) удалось создать объектив свободный от сферической аберрации, комы, астигматизма и хроматизма положения, а его дисторсия и хроматизм увеличения незначительны. При этом объектив обладал рекордной, для своего времени, светосилой. Например, оригинальный «Petzval Portrait lens» для «цилиндрической» камеры фирмы Voigtländer & Sohn имел относительное отверстие 1:3.6 при фокусном расстоянии 150 мм.

Как у апланатов, так и у объективов Петцваля кривизна поля изображения не исправлена. Вследствие чего высокая резкость обеспечивается только для центральной части кадра и быстро убывает к краям.

Применение и развитие

Регулировка воздушного зазора в объективе Петцваля (Bausch & Lomb).

Кино-проекционный объектив Петцваля "классической" компоновки (4 линзы в трёх группах), выпущенный английской фирмой Dallmeyer (20-е годы XX века).

Этот тип объектива был предложен Йозефом Петцвалем в качестве «портретного» в 40-х годах XIX века и пользовался неизменной популярностью вплоть до начала XX века.

За эти несколько десятков лет он подвергся некоторым модификациям из которых стоит отметить вариант, запатентованный Джоном Далльмайером (англ. John Henry Dallmeyer) в 1867 году. В этом объективе, известном как "Dallmeyer's Patent Portrait Lens", положительная линза заднего компонента имеет форму мениска, а сам компонент "перевёрнут". Иногда эти объективы (например "Dallmeyer's Patent Portrait Lens" серии "D" и "Bausch & Lomb Portrait Lens") снабжались механизмом увеличивающим менискообразный воздушный зазор для "смягчения" картинки.

Вытесненный светосильными анастигматами, объектив Петцваля постепенно утратил своё значение в фотографии, однако его схема нашла применение в специальных объективах. Так например, киносъёмочные объективы этого типа предлагались некоторыми производителями (Dallmeyer, Astro-Berlin) вплоть до 30-х годов XX века. Кино-проекционные же объективы типа Петцваля, как классической компоновки (4 линзы в трёх группах), так и модифицированые (4 линзы в двух группах)^[1], широко применялись вплоть до второй половины XX века.

Добавление к схеме плосковогнутой рассеивающей линзы позволяет, в значительной степени, исправить кривизну поля изображения. Примером такого решения может служить особо-светосильный (F:0,9) рентгеноскопический объектив R-Biotar^[2]. рассчитанный Вилли Мертэ (англ. Willy Merté) для Carl Zeiss Jena и запатентованный^[3] в 1932 г.

Схема объектива Петцваля до сих пор широко используется в микроскопии, в качестве схемы микрообъектива небольшого увеличения или коррекционно-силового компонента в конструкциях микрообъективов с высокими числовыми апертурами.

В конце ХХ века на основе объектива Петцваля были разработаны некоторые объективы для художественной фотографии и киносъёмки. Например, Pentax FA 85/2.8 Soft и ОКС7-50-1.

Примечания

1. ↑ Здесь необходимо отметить, что в отечественной специальной литературе (напр. Волосов Д.С. "Фотографическая оптика.") кино-проекционные объективы, и первого и второго типа, часто именуются «апланатами».
2. ↑ Этот объектив создавался специально для репродуцирования изображений с флуоресцентных экранов на 16 мм киноплёнку, и его не следует путать с фото- и киносъёмочными объективами типа Биотар (Biotar), того же Вилли Мертэ (англ. Willy Merté)
3. ↑ Патенты Германии № 607.631 и США № 1.967.836(1932)

Литература

• Волосов Д.С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
• Русинов М.М. Техническая оптика. Л., «Машиностроение», 1979
• Слюсарёв Г.Г. Расчёт оптических систем. Л., «Машиностроение», 1975.
• Complete Self-Instructing Librery of Practical Photography. Volume VI, «American School of Art and Photography», 1909.
• R. Kingslake. A History of Photographic Lens, Academy Press, 1989.