Индустар-61 и лантановые стёкла
И. Бакланов
Статья
Оптические объективы с названием «Индустар» выполнены по схеме «Тессар» (Tessar), разработанной в 1902 году 1) сотрудником фирмы «К. Цейсс» (Carl Zeiss) доктором П. Рудольфом (Paul Rudolph).
Это, скорее всего, самая распространённая схема за всю историю объективостроения — такие объективы выпускались множеством фирм во многих странах мира под разными названиями: «Эктар» (Ektar), «Эльмар» (Elmar), «Ксенар» (Xenar) и др. 2)
В Советском Союзе было выпущено несколько десятков различных «Индустаров». Среди них самый, пожалуй, популярный — «Индустар-61». Расчёт выполнен известным советским оптиком академиком Г. Слюсаревым и В. Соколовой. Объектив выпускался как штатный для «ФЭДов» и как сменный для «Зенитов». Стоил 16 рублей.
Отличные оптические характеристики «Индустара-61» получены благодаря применению в обеих положительных линзах лантанового 3) сверхтяжёлого крона СТК6 (см. также статью о «Гелиосах»). Для серийных и несерийных образцов данного объектива в литературе встречаются близкие данные о разрешающей способности. Это заставляет думать, что его конструкция малочувствительна к неточностям изготовления.
При разработке объектива, кроме всего прочего, нужно достаточно точно выполнить условие Петцваля — условие исправления кривизны поверхности изображения, а также исправить хроматические аберрации. Для уменьшения последних всегда применяют, по крайней мере, два сорта оптического стекла или другого материала — чаще всего это крон в положительных линзах и флинт — в отрицательных. (Положительные — такие, которые толще в центре, чем по краям, отрицательные — наоборот.) Кроном называется стекло с малым показателем преломления и большой дисперсией (разностью между показателями преломления для лучей различных цветов). У флинта показатель преломления велик, а дисперсия мала.
Так вот, одновременное исправление хроматических аберраций и кривизны может привести к слишком большим: оптической силе линзы и кривизне её поверхности. А в этом случае возрастают аберрации высших порядков. Чтобы этого избежать, применяют так называемые аномальные комбинации стекол — сверхтяжёлые кроны (например, лантановые) и лёгкие флинты, когда, против обычного, показатель преломления крона больше такового у флинта. Одна линза из СТК приблизительно эквивалентна двум из обычного стекла.
Патентные заявки на рецептуру лантановых стёкол стали появляться еще в конце 30-х годов, а промышленные плавки были произведены в США фирмой «Истмен-Кодак», по-видимому, в 1941 году.
Применение в объективах стёкол типа СТК с большим показателем преломления позволяет корригировать не только те аберрации, о которых шла речь выше. Разработчик, в общем, получает бо́льшую свободу и возможность уменьшить также астигматизм, сферическую и сферохроматическую аберрации, правда, не для всех схем. В многолинзовых системах применение сверхтяжёлых кронов может не дать эффекта по сравнению с обычными стёклами.
Ещё в 40-х годах той же фирмой «Кодак» был выпущен объектив «Аэро-Эктар» (Aero Ektar), который ставился на аэрофотосъёмочные камеры «летающих крепостей». В одной половинке объектива положительные линзы были выполнены из лантанового стекла, и, как оказалось, это лишнее. Профессор Д.С. Волосов рассчитал вариант «Аэро-Эктара» с обычными стёклами. Был изготовлен экспериментальный образец, который имел качество не хуже, чем «Аэро-Эктар».
Впрочем, вот противоположный пример: многолинзовый объектив «Геогон» разработки американского оптика Бейкера 4). Никакие попытки советских оптиков заменить в «Геогоне» лантановые стёкла обычными не позволили сохранить качество изображения.
И в заключение — ещё одно. Четырёхлинзовый «Индустар-61» имеет почти ту же разрешающую силу, что и шестилинзовый «Гелиос-81». Стоило ли ставить шесть линз там, где можно обойтись четырьмя? Но дело в том, что «Гелиос-81» существенно лучше передает контраст мелких деталей. Естественно, что с шестью линзами можно добиться лучшего результата.
И.О. Бакланов, 1998 год
Примечания:
Первоисточник текста статьи неизвестен. Взято с сайта, отсутствующего в настоящее время в Рунете (сохранено 31.05.2000 г.). Статья во многом основана на книге Д.С. Волосова «Фотографическая оптика».
1) — Схема была запатентована в США в 1903 году.
2) — Марки объективов: Ektar — фирма Kodak, Elmar — Leica (Leitz), Xenar — фирма Schneider. Все объективы «тессаровской» схемы других производителей стали появляться с 1920 года, после прекращения действия патента по окончании Первой мировой войны.
3) — В названии этого объектива часто использовался дополнительный индекс «Л» («Л/Д», «Л/З») для того, чтобы подчеркнуть эту особенность оптической схемы — наличие «лантановых стёкол». Дело в том, что Индустар-61 был первым подобным отечественным фотообъективом. В дальнейшем, применение аналогичных марок стёкол в других объективах никак на названии уже не отражалось.
4) — Имеется в виду Джеймс Бейкер (James Gilbert Baker).
Ссылки по теме:
Архивы: Индустар-61
Архивы: Д.С. Волосов — Фотографическая оптика
Архивы: История марок и названий
|