Zeiss Planar (läs som Planar) är en optisk designlins designad för fotografering eller filmning . Beräknad av Paul Rudolph ( tyska: Paul Rudolph ) för det tyska optiska företaget Carl Zeiss och patenterad 1896 [ 1] [* 1] . Designen av "Planar" med olika förbättringar blev grunden för en betydande del av moderna normala fotografiska linser [2] . Namnet återspeglar den höga korrigeringsgraden av fältets astigmatiska krökning , på grund av vilken ytan som linsen bygger en skarp bild på är mycket nära ett plan , det vill säga " plan " [3] .
Den grundläggande optiska designen består av 6 linser i 4 grupper. De senaste linserna av denna typ kan innehålla upp till 9 linser i 9 grupper. Planar®- varumärket ägs av Carl Zeiss AG, men de västtyska Zeiss Biotar-linserna märktes också med detta namn, eftersom den östtyska grenen av Carl Zeiss fick rättigheterna till varumärket Biotar som ett resultat av tvister efter kriget [3 ] .
Strukturellt hänvisar "Planar" till meniscus anastigmata av typen "dubbel Gauss". Denna klass av optik är baserad på den lins som Carl Gauss föreslog i början av 1800-talet för ett teleskop , och består av två menisker - en "power" positiv och negativ korrektiv. En dubbel gaussisk lins är en symmetrisk design av två sådana linser med ett membran i mitten. En liknande variant beräknades av amerikanen Alvan G. Clark , patenterad 1889 och tillverkad av Bausch & Lomb [* 2] .
Det följer av själva symmetriprincipen att den optiska kraften hos både den främre och bakre halvan av en sådan lins är strikt positiv. Denna positivitet hos "halvorna" bevaras också i övergången från strikt symmetri till viss proportionalitet. Således är styrkan hos den negativa linsen i var och en av halvorna alltid mindre än styrkan hos den positiva linsen i samma halva. Eftersom båda halvorna har positiv effekt, är den bakre delen av den här typen av lins – vare sig den är symmetrisk eller proportionell – alltid kortare än dess brännvidd . Av denna anledning hade de första normala objektiven med hög bländare för enlinsreflexkameror en icke-standard brännvidd på 55–58 mm [4] [5] .
Den grundläggande designen av den dubbla Gauss-linsen gav inte tillräcklig akromatisering , så i Planar ersatte Rudolph enkla negativa menisker med akromatiska lim. Alla 3:e ordningens aberrationer är väl korrigerade i linsen, både monokromatiska ( sfärisk aberration , koma , astigmatism , bildfältskrökning och distorsion ) och kromatisk (positionskromatism och förstoringskromatism).
Samtidigt bestäms bildkvaliteten hos objektiv med hög bländare (med en relativ bländare större än f/2,8) vanligtvis av aberrationer av högre ordning, vilket kräver ytterligare korrigering. Så, till exempel, för att begränsa den positiva meridionala sfäriska aberrationen som är inneboende i Planars, är det nödvändigt att introducera geometrisk vinjettering , som många snabba linser i detta schema har att tacka för sin "vridande" bokeh . Den användbara vinkeln på synfältet för "Planars", avsedd för bred användning, överstiger som regel inte 50 °.
Tidiga "Planars" hade en låg bländare (från f / 4,5 till f / 6,3), men på grund av sådana egenskaper som hög upplösning och ett platt bildfält användes de framgångsrikt för reproduktion och teknisk fotografering.
Detta tillstånd fortsatte till 1920 , då Horace William Lee från Taylor-Hobson introducerade Opic-objektivet med f / 2.5 bländare istället för originalets f/3.3 "Planar" av Rudolf [6] [7] . Skillnaden mellan den engelska linsen ligger i användningen av glasögon med högre brytningsindex samtidigt som man bibehåller samma optiska design [8] . Bara fem år senare, 1925 , beräknar Albrecht Tronier ( tyska: Albrecht Wilhelm Tronnier ) från företaget Schneider Kreuznach Xenon-objektivet ( tyska: Xenon ) med f/2.0 bländare [9] . Och två år senare ( 1927 ) utvecklar Willy Merté ( tyska: Willy Merté ) från Carl Zeiss en serie av foto- och film "Biotars" ( tyska: Zeiss Biotar ), vars bländarförhållande togs till rekordet f/1,5 vid den tiden [3] . Till skillnad från originalet har den sista Biotara-linsen ersatts med en dubbellimmad [8] . År 1930 designade Horace Lee den sexlinsiga Cooke Speed Panchro [* 3] , som blev en av de bästa filmobjektiven på 1930- och 1940 -talen [10] .
Redan i mitten av 1930-talet går de första försöken att skapa linser med superbländare baserade på Planar tillbaka. Till exempel patenterade Maximilian J. Herzberger redan 1937 ett liknande objektiv med en relativ bländare på f/0,81 [* 4] . Men de var inte så mycket modifieringar av huvudkretsen som mer komplexa strukturer, bestående av huvudlinsen och en slags uppsamlingsomvandlare. Dessutom var det bakre segmentet av sådana linser för kort (1-3 mm), vilket allvarligt begränsade deras användning [11] .
I slutet av 1930 -talet var optiska företag som Eastman Kodak , Ernst Leitz , Rodenstock , Angénieux och många andra involverade i utvecklingen av olika versioner av Planar . De flesta Planars är linser med ett medium (och mindre) vinkelfält , men vidvinkellinser har också utvecklats baserat på Gauss-schemat . Till exempel, retrofokus "Flektogon" [* 5] (Harry Zöllner, Östtyskland ) och " Mir " (David Volosov, USSR).
Hittills, på basis av Planar, har flera hundra linser för olika ändamål redan utvecklats (fotografi, filmning, projektion, antenn, tv, reproduktion). Av de som är avsedda för småformatsfotografering är dessa huvudsakligen normala och måttligt långa brännviddsobjektiv med bländarförhållanden från f/1,2 till f/2,0 (för SLR-kameror ), och från f/0,95 till f/2,0 (för avståndsmätare ). I Sovjetunionen, baserat på Planar, utvecklades Volna- och Zenitar- linserna med bländare på f/1,8 respektive f/1,7 [12] . På grund av deras goda upplösning, kontrast och höga bländare erbjuds sådana objektiv med en brännvidd på cirka 50 mm i stor utsträckning som standardobjektiv för 24x36 mm film och digitalkameror, vilket praktiskt taget undanröjer objektiv med andra optiska system från denna nisch. Måttligt lång brännvidd (85-100 mm) Gaussiska linser används ofta som porträttobjektiv .
En av de mest kända Planar-modifikationerna anses vara Zeiss Planar 50/0.7 med superbländare , utvecklad för NASAs rymdprogram och sedan släppt i en billigare version för filmskapare i Hollywood. Med hjälp av denna lins, för första gången i världen, filmades filmning under belysning av stearinljus , som användes i Stanley Kubricks film " Barry Lyndon ". I framtiden användes linsen vid filmning av filmer som " Schindler's List ", " The English Patient " och " Shakespeare in Love " [13] . Ytterligare försök att förbättra detta objektiv ledde till skapandet av en ännu snabbare version av Zeiss Planar 50/0.63, som aldrig sattes i massproduktion [11] .
Patentnumren som anges inom parentes är de för esp@cenet Patent Information Network .