กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 8 นาที

เลนส์ดับเบิลเกาส์

การออกแบบเลนส์ถ่ายภาพ/เปลี่ยนเส้นทางไปยังหัวข้อที่เกี่ยวข้อง/เลนส์ Zeiss

เลนส์เกาส์คู่เป็นเลนส์ประกอบที่ใช้ส่วนใหญ่ในเลนส์กล้องซึ่งช่วยลดความคลาดเคลื่อนทางแสงในระนาบโฟกัส ขนาดใหญ่

เลนส์ดับเบิลเกาส์

ดับเบิลเกาส์
เปิดตัว ใน
ผู้เขียนอัลแวน เกรแฮม คลาร์ก , พอล รูดอล์ฟและฮอเรซ วิลเลียม ลี
การก่อสร้าง4–6 องค์ประกอบใน 4 กลุ่มขึ้นไป

เลนส์เกาส์คู่เป็นเลนส์ประกอบที่ใช้ส่วนใหญ่ในเลนส์กล้องซึ่งช่วยลดความคลาดเคลื่อนทางแสงในระนาบโฟกัส ขนาดใหญ่

ออกแบบ

การพัฒนา Double Gauss

เลนส์เกาส์คู่รุ่นแรกสุด ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรโดยอัลแวน เกรแฮม คลาร์ก ในปี 1888 ประกอบด้วย เลนส์เกาส์สองตัวที่จัดเรียงอย่างสมมาตรเลนส์เกาส์แต่ละตัวเป็นเลนส์อะโครมาติก สองชิ้น โดยมี เลนส์เมนิสคัสบวกอยู่ด้านวัตถุและเลนส์เมนิสคัสลบอยู่ด้านภาพ ในการจัดเรียงแบบสมมาตรของคลาร์ก ทำให้มีองค์ประกอบสี่ชิ้นในสี่กลุ่ม: เลนส์เมนิสคัสบวกสองตัวอยู่ด้านนอกและเลนส์เมนิสคัสลบสองตัวอยู่ด้านใน ความสมมาตรของระบบและการแบ่งกำลังแสงออกเป็นหลายองค์ประกอบช่วยลดความคลาดเคลื่อนทางแสงภายในระบบ

เลนส์ชนิดนี้มีการออกแบบที่หลากหลาย บางครั้งอาจมีการเพิ่มชิ้นเลนส์เข้าไป เลนส์ชนิดพื้นฐานเป็นหนึ่งในเลนส์ถ่ายภาพที่ได้รับการพัฒนาและใช้งานมากที่สุด การออกแบบนี้เป็นพื้นฐานของเลนส์กล้องหลายตัวที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดยเฉพาะเลนส์มาตรฐาน รูรับแสงกว้าง ที่ใช้กับกล้องฟิล์ม 35  มม. และกล้องขนาดเล็กอื่นๆ เลนส์ชนิดนี้ให้ผลลัพธ์ที่ดีได้ถึงf /1.4ด้วยมุมมองภาพ ที่กว้าง โดยปกติจะมีชิ้นเลนส์เจ็ดชิ้นเพื่อการควบคุมความคลาดเคลื่อนเพิ่มเติม เลนส์รูรับแสงกว้างพิเศษรุ่นใหม่ๆ ที่f / 1.0 อาจมีชิ้นเลนส์แปดชิ้นขึ้นไป ในขณะที่เลนส์รูรับแสงปานกลางที่f /2.8อาจลดเหลือเพียงห้าชิ้น

สูตรเลนส์ Double Gauss น่าจะเป็นสูตรเลนส์ที่มีการศึกษาอย่างเข้มข้นที่สุดในศตวรรษที่ 20 [ 1 ] : 245ทำให้เกิดรูปแบบหลักหลายสิบแบบ รูปแบบย่อยอีกหลายสิบแบบ เลนส์ที่วางจำหน่ายหลายร้อยแบบ และยอดขายหลายสิบล้านหน่วย[ 1 ] : 444–452 [ 2 ] : 123–128 มีข้อบกพร่องเพียงเล็กน้อย ที่เห็นได้ชัดที่สุดคือ ความคลาดเคลื่อนทรงกลมเฉียงเล็กน้อยซึ่งอาจลดความคมชัดบริเวณขอบภาพได้[ 1 ] : 245–248การปรับแต่ง Double Gauss/Planar เป็นพื้นฐานสำหรับ การออกแบบ เลนส์ไพรม์ แบบปกติและใกล้เคียงปกติส่วนใหญ่ ที่มีรูรับแสงกว้างเป็นเวลาหกสิบปี

ประวัติศาสตร์

พัฒนาการในระยะเริ่มต้น

เลนส์ เกาส์แบบสององค์ประกอบดั้งเดิม เป็น เลนส์วัตถุของกล้องโทรทรรศน์ที่ประกอบด้วยเมนิสคัสบวกและลบที่อยู่ใกล้กัน คิดค้นขึ้นในปี 1817 โดยคาร์ล ฟรีดริช เกาส์เพื่อปรับปรุงเลนส์วัตถุของกล้องโทรทรรศน์อะโครมาติกของฟราวน์โฮเฟอร์ โดยการเพิ่มเลนส์เมนิสคัสเข้าไปในการออกแบบเลนส์นูนและเว้าเดี่ยว[ 2 ] : 117–118อัลแวน เกรแฮม คลาร์กและเบาช์ แอนด์ ลอมบ์ได้ปรับปรุงการออกแบบเพิ่มเติมในปี 1888 โดยนำเลนส์เหล่านี้สองชิ้นมาวางประกบกัน ทำให้เกิดการออกแบบ "เกาส์คู่" [ 3 ]แม้ว่าจะได้ผลลัพธ์การถ่ายภาพที่ไม่ดีนักก็ตาม[ 2 ] : 118

เลนส์ Gauss คู่ในปัจจุบันสามารถสืบย้อนไปถึงการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงในปี 1895 เมื่อPaul Rudolphแห่งCarl Zeiss Jenaได้ทำให้เมนิสคัสภายในที่เป็นลบมีความหนาขึ้นและเปลี่ยนเป็นเลนส์คู่แบบ เชื่อมติดกัน สองชิ้นที่มีค่าการหักเหแสงเท่ากันแต่มีการกระจายแสงต่างกันสำหรับ การออกแบบ Zeiss Planarในปี 1896 [ 4 ]เพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสี มันเป็น เลนส์ Gauss คู่แบบ สมมาตร 6 ชิ้น f /4.5ดั้งเดิม[ 2 ] : 121–122 Horace William Leeได้เพิ่มความไม่สมมาตรเล็กน้อยให้กับ Planar ในปี 1920 และสร้างเลนส์Taylor, Taylor & Hobson Series 0 (เรียกอีกอย่างว่าLee Opicในสหราชอาณาจักร) f /2 [ 2 ] : 122 มันไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ แต่ความไม่สมมาตรของมันเป็นพื้นฐานของ เลนส์ Gauss คู่สมัยใหม่ รวมถึง Zeiss Biotar [ 1 ] : 243–245

ดีไซน์ทันสมัย

เลนส์ Zeiss Biotar 58mm f /2

ต่อมาการออกแบบได้รับการพัฒนาโดยเพิ่มกระจกเพิ่มเติมเพื่อให้ได้เลนส์ประสิทธิภาพสูงที่มีรูรับแสงกว้าง การพัฒนาหลักเกิดขึ้นจากTaylor Hobsonในช่วงทศวรรษ 1920 ส่งผลให้เกิด การออกแบบ Opic f /2.0และต่อมาคือSpeed ​​Panchroซึ่งได้รับอนุญาตให้ผู้ผลิตรายอื่น ๆ นำไปใช้ ในปี 1927 Lee ได้ปรับปรุงการออกแบบ Opic และเพิ่มรูรับแสงสูงสุดเป็นf /1.4ซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า เลนส์ Ultra Panchroการปรับปรุงเพิ่มเติมเกิดขึ้นโดย Lee ในปี 1930 คือSuper Speed ​​Panchro [ 5 ] เป็นการออกแบบ ที่รวดเร็ว f /1.5โดยมีองค์ประกอบเจ็ดชิ้นในห้ากลุ่ม ซึ่งมีอิทธิพลต่อการออกแบบเลนส์ความเร็วสูงในภายหลัง โดยได้รับการอ้างอิงโดยผู้ผลิตเลนส์หลายรายจนถึงทศวรรษ 1960

แผนภาพZeiss Biotar

เลนส์Biotarเป็นคู่แข่งอีกรายของเลนส์ Panchroซีรีส์ของอังกฤษ ในปีเดียวกันคือปี 1927 Zeiss ได้ออกแบบเลนส์Biotar 50 มม. f /1.4 [ 6 ]สำหรับการถ่ายภาพยนตร์ เลนส์รุ่นสำหรับถ่ายภาพนิ่ง Zeiss Biotar 58 มม. f /2 (เยอรมนี) ปรากฏในกล้อง Ihagee Kine Exakta (1936 เยอรมนี) ซึ่งเป็นกล้องสะท้อนภาพเลนส์เดี่ยว35 มม. รุ่นแรกที่วางจำหน่ายอย่างแพร่หลาย ในปี 1939 นอกจากนี้ยังเป็นเลนส์มาตรฐานในกล้องVEB Zeiss Ikon (เดรสเดน) Contax S (1949 เยอรมนีตะวันออก) ซึ่งเป็นกล้อง SLR 35 มม. แบบมองระดับสายตาตัวแรกที่มีปริซึมเพนตา[ 7 ]เลนส์ Biotarซึ่งออกแบบครั้งแรกในปี 1927 มีสูตรดับเบิลเกาส์แบบไม่สมมาตรหกชิ้น หลังสงครามโลกครั้งที่สอง Zeiss (โอเบอร์โคเชน เยอรมนีตะวันตก) ไม่ใช้ ชื่อ Biotar อีกต่อไป แต่รวมเลนส์ดับเบิลเกาส์ทุกรุ่นไว้ภายใต้ชื่อPlanar แทน เลนส์ โซเวียต 58 มม. f /2 Helios-44ของ กล้อง Zenitเป็นเวอร์ชัน/แบบจำลองที่พบได้บ่อยที่สุดของBiotar [ 8 ]ทำให้เป็นอุปกรณ์เสริมที่คุ้มค่าเงินที่ยอดเยี่ยมในปัจจุบันสำหรับกล้องดิจิทัล ใด ๆ ที่มีเซ็นเซอร์ขนาด APS-C และ Full-Frame แม้ว่าจะต้องใช้อะแดปเตอร์ M42 ที่เหมาะสมสำหรับเลนส์นี้ก็ตาม

เลนส์คู่แข่งร่วมสมัยหลายตัว แต่มีชื่อเสียงน้อยกว่า มีลักษณะคล้ายกับเลนส์ Biotar เช่นเลนส์ XenonของAlbrecht TronnierสำหรับSchneider Kreuznach (1925 ประเทศเยอรมนี) [ 2 ] : 122–123 [ 9 ]ตัวอย่างเช่น เลนส์ Double Gauss แบบไม่สมมาตรสามตัวถูกผลิตขึ้นในปี 1934 สำหรับกล้องSLR แบบฟิล์มม้วน Ihagee VP Exakta (1933 ประเทศเยอรมนี) ประเภท 127ได้แก่ เลนส์BiotarและXenon ขนาด 8 ซม. f /2รวมถึงเลนส์ Dallmeyer Super Six ขนาด 3 นิ้วf /1.9 (สหราชอาณาจักร) [ 10 ]  

เลนส์ Double Gauss รุ่นแรกๆ สำหรับกล้อง 35 มม. ได้แก่ Kodak Ektar 45mm f /2 [ 11 ]บน Kodak Bantam Special (1936, สหรัฐอเมริกา), Kodak Ektar 50mm f /1.9 [ 12 ]สำหรับ Kodak Ektra (1941, สหรัฐอเมริกา), Voigtländer Ultron 50mm f /2 [ 13 ]บน Voigtländer Vitessa (1951, เยอรมนีตะวันตก) และ Leitz Summicron 50mm f /2 [ 2 ] : 125สำหรับLeica M3 (1953, เยอรมนีตะวันตก) การใช้งานสูตร Double-Gauss ที่โดดเด่น แต่ถูกลืมเลือนไปมาก คือ Canon 28mm f /3.5 (1951, ญี่ปุ่น) [ 14 ]ในเมาท์ M39 สำหรับกล้อง Rangefinder ด้วยการขยายกลุ่มด้านหลังอย่างมีนัยสำคัญ (เมื่อเทียบกับเลนส์แบบ Double-Gauss ที่มีความยาวโฟกัสแบบดั้งเดิม) ทำให้ขอบเขตการมองเห็นเพิ่มขึ้นในขณะที่ยังคงรักษารูรับแสงให้ค่อนข้างใหญ่ ส่งผลให้ในช่วงเวลาหนึ่ง เลนส์ 28 มม. นี้ถือเป็นเลนส์ที่เร็วที่สุดสำหรับกล้อง 35 มม. เมื่อเทียบกับเลนส์อื่นๆ จำนวนมาก[ 15 ]

การพัฒนาและการแพร่กระจายในภายหลัง

ในปี พ.ศ. 2509 Asahi Pentaxได้รวมเลนส์ ประเภท Super Speed ​​Panchroและเลนส์ ประเภท Xenon เข้าด้วยกัน พัฒนาเลนส์ Super Takumar 50mm f /1.4 (v2) ซึ่งประกอบด้วย เลนส์ 7 ชิ้น 6 กลุ่ม[ 16 ]ในช่วงทศวรรษที่ 1960 ถึงต้นทศวรรษที่ 1980 บริษัทผลิตเลนส์ทุกแห่งต่างก็มี เลนส์ปกติแบบดับเบิลเกาส์ประเภท Super PanchroหรือSuper Takumarแข่งขันกันเพื่อแย่งชิงยอดขาย ตัวอย่างเช่น เปรียบเทียบเลนส์ Tokyo Optical RE Auto-Topcor 5.8 cm f /1.4 [ 17 ]กับเลนส์ Topcon RE Super/Super D (ปี 1963), เลนส์ Olympus G. Zuiko Auto-S 40mm f /1.4 [ 18 ]กับเลนส์Olympus Pen F (เลนส์ปี 1964, กล้องปี 1963), เลนส์ Yashica Auto Yashinon DX 50mm f /1.4 [ 19 ]กับเลนส์ Yashica TL Super (ปี 1967), เลนส์ Canon FL 50mm f /1.4 (v2) [ 20 ] [ 21 ]กับเลนส์ Canon FT (เลนส์ปี 1968, กล้องปี 1966), เลนส์ Asahi Optical Super Takumar 50mm f /1.4 (v2) [ 22 ]กับเลนส์ Pentax Spotmatic (เลนส์ปี 1968, กล้องปี 1964), เลนส์ Fuji Fujinon 50mm f /1.4 [ 23 ]กับเลนส์ Fujica ST701 (1971), Minolta MC Rokkor-PG 50mm f /1.4 [ 24 ]สำหรับ Minolta XK/XM/X-1 (1973), Zeiss Planar HFT 50mm f /1.4 [ 25 ]สำหรับ Rolleiflex SL350 (1974), Konica Hexanon AR 50mm f /1.4 [ 26 ]สำหรับ Konica Autoreflex T3 (เลนส์ 1974, กล้อง 1973) และ Nippon Kogaku Nikkor (K) 50mm f /1.4 (ใหม่) [ 27 ]สำหรับ Nikon F2 (เลนส์ 1976, กล้อง 1971); ทั้งหมดมาจากญี่ปุ่น ยกเว้น Zeiss ซึ่งได้รับการออกแบบในเยอรมนีตะวันตก 

สถานะปัจจุบัน

เลนส์ซูมได้รับความนิยมอย่างมากตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ดังนั้นจึงมีเลนส์ Double Gauss มาตรฐานที่ออกแบบใหม่ไม่มากนัก แต่มีเลนส์ Double Gauss ระดับพรีเมียมที่ผลิตในจำนวนจำกัดจำนวนมากออกวางจำหน่าย เปรียบเทียบ Canon EF 50mm f /1.2 L USM (2007, ญี่ปุ่น), [ 28 ] [ 29 ] Nikon AF-S Nikkor 50mm f /1.4 G (2008, ญี่ปุ่น/จีน), [ 30 ] Sigma EX DG HSM 50mm f /1.4 (2008, ญี่ปุ่น), [ 31 ] ( Cosina ) Voigtländer Nokton 50mm f /1.1 (2009, ญี่ปุ่น), [ 32 ] Leica Noctilux-M 50mm f/0.95 ASPH (2009, เยอรมนี) [ 33 ]กับรุ่นก่อนหน้า หรือ SLR Magic HyperPrime 50mm CINE T0.95 (2012, ฮ่องกง, จีน) [ 34 ]

ปัจจุบันการออกแบบนี้ถูกนำมาใช้ในเลนส์ความเร็วสูงราคาไม่แพงแต่คุณภาพสูง เช่นSony FE 50mm f / 1.8 , Canon EF 50mm f / 1.8 และNikon 50 mm f / 1.8D AF Nikkorนอกจากนี้ยังใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบที่เร็วขึ้น โดยมีการเพิ่มองค์ประกอบ เช่น องค์ประกอบที่เจ็ด ดังเช่นใน เลนส์ 50 mm f / 1.4 ของ Canon [ 35 ]และ Nikon [ 36 ] หรือองค์ประกอบแอสเฟริคัลที่เจ็ดใน เลนส์ 50 mm f / 1.2 Lของ Canon [ 29 ] การออกแบบนี้ปรากฏในแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่ ต้องการ เลนส์ปกติ ความเร็วสูงแบบง่ายๆ (≈53° แนวทแยง) เช่น ในโปรเจ็กเตอร์  

  • คำอธิบายโดยย่อของการออกแบบ Gauss สองเท่าเก็บถาวรเมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม 2549 ที่Wayback Machine
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Double-Gauss_lens&oldid=1340038850 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เลนส์ดับเบิลเกาส์

เลนส์เกาส์คู่เป็นเลนส์ประกอบที่ใช้ส่วนใหญ่ในเลนส์กล้องซึ่งช่วยลดความคลาดเคลื่อนทางแสงในระนาบโฟกัส ขนาดใหญ่

ออกแบบ

เลนส์เกาส์คู่รุ่นแรกสุด ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรโดย อัลแวน เกรแฮม คลาร์ก ในปี 1888 ประกอบด้วย เลนส์เกาส์ สองตัวที่จัดเรียงอย่างสมมาตรเลนส์เกาส์แต่ละตัวเป็น เลนส์อะโครมาติก สองชิ้น โดยมี เลนส์เมนิสคัส บวกอยู่ด้านวัตถุและเลนส์เมนิสคัสลบอยู่ด้านภาพ...

พัฒนาการในระยะเริ่มต้น

เลนส์ เกาส์ แบบสององค์ประกอบดั้งเดิม เป็น เลนส์วัตถุของ กล้องโทรทรรศน์ที่ประกอบด้วยเมนิสคัสบวกและลบที่อยู่ใกล้กัน คิดค้นขึ้นในปี 1817 โดย คาร์ล ฟรีดริช เกาส์ เพื่อปรับปรุง เลนส์วัตถุ ของกล้องโทรทรรศน์อะโครมาติก ของฟราวน์โฮเฟอร์ โดยการเพิ่ม เลนส์เมนิสคัส...

ดีไซน์ทันสมัย

ต่อมาการออกแบบได้รับการพัฒนาโดยเพิ่มกระจกเพิ่มเติมเพื่อให้ได้เลนส์ประสิทธิภาพสูงที่มีรูรับแสงกว้าง การพัฒนาหลักเกิดขึ้นจาก Taylor Hobson ในช่วงทศวรรษ 1920 ส่งผลให้เกิด การออกแบบ Opic f /2.