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Lente de doble Gauss

La lente doble Gauss es una lente compuesta que se utiliza principalmente en lentes de cámaras y que reduce las aberraciones ópticas en un plano focal amplio . Diseño Desarrollo...

La lente doble Gauss es una lente compuesta que se utiliza principalmente en lentes de cámaras y que reduce las aberraciones ópticas en un plano focal amplio .

Diseño

Desarrollo del doble Gauss

La primera lente doble de Gauss, patentada por Alvan Graham Clark en 1888, consta de dos lentes de Gauss dispuestas simétricamente . Cada lente de Gauss es una lente acromática de dos elementos con un menisco positivo en el lado del objeto y un menisco negativo en el lado de la imagen. En la disposición simétrica de Clark, esto da como resultado cuatro elementos en cuatro grupos: dos meniscos positivos en el exterior y dos meniscos negativos en el interior. La simetría del sistema y la división de la potencia óptica en múltiples elementos reducen las aberraciones ópticas dentro del sistema.

Existen muchas variantes del diseño. En ocasiones, se añaden elementos adicionales a la lente. El tipo de lente básico es uno de los más desarrollados y utilizados en fotografía. Su diseño constituye la base de muchas lentes de cámara actuales, especialmente las lentes estándar de gran apertura utilizadas con  cámaras de 35 mm y otros formatos pequeños. Ofrece buenos resultados hasta f /1.4 con un amplio campo de visión , generalmente con siete elementos para un mayor control de las aberraciones. Los modelos modernos de gran apertura f / 1.0 pueden tener ocho o más elementos, mientras que las versiones de apertura más moderada f /2.8 se pueden simplificar a cinco elementos.

El Double Gauss fue probablemente la fórmula de lente más estudiada del siglo XX, [ 1 ] : 245 produciendo docenas de variantes principales, decenas de variantes menores, cientos de lentes comercializadas y decenas de millones de unidades vendidas. [ 1 ] : 444–452 [ 2 ] : 123–128 Tiene pocos defectos, sobre todo una pequeña cantidad de aberración esférica oblicua , que podría reducir el contraste periférico. [ 1 ] : 245–248 Los ajustes Double Gauss/Planar formaron la base de la mayoría de los diseños de lentes fijas normales y casi normales con aperturas amplias durante sesenta años.

Historia

Desarrollo temprano

La lente Gauss original de dos elementos era una lente objetivo de telescopio compuesta por meniscos positivos y negativos muy próximos entre sí, inventada en 1817 por Carl Friedrich Gauss como una mejora de la lente objetivo acromática de Fraunhofer , mediante la adición de una lente menisco a su diseño de una sola lente convexa y cóncava . [ 2 ] : 117–118 Alvan Graham Clark y Bausch & Lomb perfeccionaron aún más el diseño en 1888 al colocar dos de estas lentes una frente a la otra, creando un diseño de "doble Gauss", [ 3 ] aunque con resultados fotográficos mediocres. [ 2 ] : 118

Las lentes de doble Gauss actuales tienen su origen en un diseño mejorado de 1895, cuando Paul Rudolph de Carl Zeiss Jena engrosó los meniscos negativos internos y los convirtió en dobletes cementados de dos elementos de igual refracción pero diferente dispersión para el diseño Zeiss Planar de 1896 [ 4 ] para corregir la aberración cromática . Fue la lente de doble Gauss simétrica original de seis elementos f /4,5 . [ 2 ] : 121-122 Horace William Lee añadió una ligera asimetría a la Planar en 1920 y creó la lente Taylor, Taylor & Hobson Serie 0 (también llamada Lee Opic , Reino Unido) f /2 . [ 2 ] : 122 No tuvo éxito comercial, pero su asimetría es la base de la moderna lente de doble Gauss, incluida la Zeiss Biotar . [ 1 ] : 243-245

Diseños modernos

Zeiss Biotar 58 mm f /2

Más tarde, el diseño se desarrolló con vidrios adicionales para obtener lentes de alto rendimiento con gran apertura. El desarrollo principal se debió a Taylor Hobson en la década de 1920, dando como resultado los diseños Opic f /2.0 y, posteriormente, Speed ​​Panchro , que fueron licenciados a varios otros fabricantes. En 1927, Lee modificó el diseño Opic y aumentó la apertura máxima hasta f /1.4 , que recibió el nombre de lente Ultra Panchro . Lee realizó una mejora adicional en 1930, el Super Speed ​​Panchro . [ 5 ] Era un diseño rápido f /1.5 con siete elementos en cinco grupos, que influyó en diseños posteriores de lentes rápidas, siendo citado por muchos fabricantes de lentes hasta la década de 1960.

Diagrama de Zeiss Biotar

El Biotar es otro competidor de la serie británica Panchro . En el mismo año de 1927, Zeiss diseñó el Biotar 50 mm f /1.4 [ 6 ] para cinematografía. Su versión para fotografía fija, el Zeiss Biotar 58 mm f /2 (Alemania), apareció en la Ihagee Kine Exakta (1936, Alemania), la primera cámara réflex de 35 mm de amplio acceso , en 1939. También fue el objetivo estándar de la VEB Zeiss Ikon (Dresde) Contax S (1949, Alemania Oriental), la primera cámara réflex de 35 mm con pentaprisma y visión a la altura de los ojos. [ 7 ] El Biotar , diseñado originalmente en 1927, tenía una fórmula doble Gauss asimétrica de seis elementos. Después de la Segunda Guerra Mundial, Zeiss (Oberkochen, Alemania Occidental) ya no usa el nombre Biotar ; en su lugar, agrupa todas las variantes doble Gauss bajo el nombre Planar . El objetivo soviético Helios-44 de 58 mm f /2 de la cámara Zenit fue la versión/clon más común del Biotar , [ 8 ] lo que lo convierte en un excelente accesorio con una buena relación calidad-precio hoy en día para cualquier cámara digital con sensor de tamaño APS-C y Full-Frame, aunque se requiere un adaptador M42 apropiado para este objetivo en particular.

Varias lentes contemporáneas competidoras, pero menos famosas, eran similares a la Biotar, como la Xenon de Albrecht Tronnier para Schneider Kreuznach (1925, Alemania). [ 2 ] : 122–123 [ 9 ] Por ejemplo, en 1934 se produjeron tres lentes Double Gauss asimétricas para la Ihagee VP Exakta (1933, Alemania), la cámara réflex de rollo de película tipo 127 : versiones de 8 cm f /2 tanto de la Biotar como de la Xenon , así como la Dallmeyer Super Six de 3 pulgadas f /1.9 (Reino Unido). [ 10 ]  

Otras variantes tempranas de Double Gauss para cámaras de 35 mm incluyeron el Kodak Ektar 45 mm f /2 [ 11 ] en la Kodak Bantam Special (1936, EE. UU.), el Kodak Ektar 50 mm f /1.9 [ 12 ] para la Kodak Ektra (1941, EE. UU.), el Voigtländer Ultron 50 mm f /2 [ 13 ] en la Voigtländer Vitessa (1951, Alemania Occidental) y el Leitz Summicron 50 mm f /2 [ 2 ] : 125 para la Leica M3 (1953, Alemania Occidental). Un uso notable, pero en gran parte olvidado, de la fórmula Double-Gauss fue en el Canon 28 mm f /3.5 (1951, Japón) [ 14 ] en montura M39 para cámaras de telémetro. Al aumentar significativamente el grupo trasero (en comparación con un tipo Double-Gauss de distancia focal más tradicional), se incrementó el campo de visión manteniendo una apertura relativamente grande, lo que la convirtió, durante un tiempo, en la lente de 28 mm más rápida disponible para cámaras de 35 mm por un amplio margen. [ 15 ]

Desarrollo y proliferación posteriores

En 1966, Asahi Pentax combinó el tipo Super Speed ​​Panchro y el tipo Xenon , desarrollando el Super Takumar 50 mm f /1.4 (v2) de siete elementos y seis grupos . [ 16 ] Durante la década de 1960 hasta principios de la década de 1980, todas las empresas ópticas tenían lentes normales de doble Gauss tipo Super Panchro o Super Takumar compitiendo por las ventas. Por ejemplo, compare el Tokyo Optical RE Auto-Topcor 5.8 cm f /1.4 [ 17 ] para el Topcon RE Super/Super D (1963), Olympus G. Zuiko Auto-S 40mm f /1.4 [ 18 ] para la Olympus Pen F (lente 1964, cámara 1963), Yashica Auto Yashinon DX 50mm f /1.4 [ 19 ] para la Yashica TL Super (1967), Canon FL 50mm f /1.4 (v2) [ 20 ] [ 21 ] para la Canon FT (lente 1968, cámara 1966), Asahi Optical Super Takumar 50mm f /1.4 (v2) [ 22 ] para la Pentax Spotmatic (lente 1968, cámara 1964), Fuji Fujinon 50mm f /1.4 [ 23 ] para la Fujica ST701 (1971), Minolta MC Rokkor-PG 50mm f /1.4 [ 24 ] para la Minolta XK/XM/X-1 (1973), Zeiss Planar HFT 50mm f /1.4 [ 25 ] para la Rolleiflex SL350 (1974), Konica Hexanon AR 50mm f /1.4 [ 26 ] para la Konica Autoreflex T3 (lente 1974, cámara 1973) y Nippon Kogaku Nikkor (K) 50mm f /1.4 (Nuevo) [ 27 ] para la Nikon F2 (lente 1976, cámara 1971); todos de Japón excepto el Zeiss que fue diseñado en Alemania Occidental. 

Estado actual

Los objetivos zoom han predominado desde la década de 1980, por lo que ha habido pocos objetivos normales Double Gauss de nuevo diseño, pero sí se han lanzado muchos objetivos Double Gauss de alta gama y baja producción. Compare el Canon EF 50mm f /1.2 L USM (2007, Japón), [ 28 ] [ 29 ] Nikon AF-S Nikkor 50mm f /1.4 G (2008, Japón/China), [ 30 ] Sigma EX DG HSM 50mm f /1.4 (2008, Japón), [ 31 ] ( Cosina ) Voigtländer Nokton 50mm f /1.1 (2009, Japón), [ 32 ] Leica Noctilux-M 50mm f/0.95 ASPH (2009, Alemania) [ 33 ] con sus antecesores, o SLR Magic HyperPrime 50mm CINE T0.95 (2012, Hong Kong, China). [ 34 ]

El diseño se utiliza actualmente en objetivos rápidos económicos pero de alta calidad como el Sony FE 50mm f / 1.8 , el Canon EF 50mm f / 1.8 y el Nikon 50 mm f / 1.8D AF Nikkor . También se utiliza como base para diseños más rápidos, con elementos añadidos, como un séptimo elemento como en las ofertas de Canon [ 35 ] y Nikon de 50  mm f / 1.4 [ 36 ] o un séptimo elemento asférico en el Canon 50 mm f / 1.2 L. [ 29 ] El diseño aparece en otras aplicaciones donde se requiere un objetivo normal rápido simple (≈53° diagonal) como en proyectores. 

Referencias

  1. 1 2 3 4 Cox, Arthur (1971). Óptica fotográfica: un enfoque moderno de la técnica de definición . Londres: Focal Press. ISBN 0817406654.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Kingslake, Rudolf (1989). "8. Anastigmats del menisco" . Historia de la lente fotográfica . San Diego: Academic Press. págs. 117–130 . ISBN  0-12-408640-3. Consultado el 17 de julio de 2026 .
  3. ↑ Patente estadounidense 399499 , Alvan G. Clark, "Lente fotográfica", emitida el 12 de marzo de 1889. 
  4. ↑ Patente estadounidense 583336 , Paul Rudolph, "Objective Glass", emitida el 25 de mayo de 1897. 
  5. EE. UU. 2019985 , Horace William Lee, "Lente", publicado el 5 de noviembre de 1935 
  6. DE 485798 , publicado el 30 de septiembre de 1927 
  7. Keppler, Herbert (mayo de 2007). "Inside Straight: Optical Miracle: The amazing story of the Biotar" . Popular Photography & Imaging . Vol. 71, n.º 5, págs. 32-33 . ISSN 1542-0337 .    
  8. "FOTOHISTORIA - Г.Абрамов, "Этапы развития отечественного фотоаппаратостроения"" . www.photohistory.ru . Consultado el 24 de agosto de 2018 .
  9. DE 439556 , Albrecht Wilhelm Tronnier, "Photographisches Objektiv", publicado el 30 de abril de 1925 
  10. Aguila, Clément; Rouah, Michel (1987). Exakta Cameras, 1933–1978 (edición reimpresa de 2003 ). Small Dole, West Sussex, Reino Unido: Hove Collectors Books. págs. 25–26 . ISBN   0-906447-38-0.
  11. Lentes y obturadores Kodak (Libro promocional) . Rochester, NY: Eastman Kodak Co. c. 1939. pág. 36. 
  12. Anónimo (c. 1941). Kodak Ektra (Manual de instrucciones) . Rochester, NY: Eastman Kodak Co. pág. 9. 
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  15. "Diagrama de bloques del Canon Serenar 28mm f/3.5 I" . Canon INC. Archivado del original el 23 de mayo de 2013. Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
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  • Breve descripción del diseño de doble Gauss. Archivado el 17 de mayo de 2006 en Wayback Machine.