Апланат

Аплана́т (от греч. а — отрицательная частица и plane — блуждание, отклонение, ошибка) — объектив, в котором исправлены сферическая и хроматическая аберрации, кома и дисторсия, а астигматизм исправлен для сравнительно небольшого углового поля Шаблон:Sfn. Апланат состоит из двух ахроматических линз, между которыми расположена диафрагма.

Само название «Апланат» (нем. Aplanat) было дано немецким оптиком Хуго Штейнхелем своему объективу, созданному в 1866 году. Практически одновременно, с разницей в несколько недель, идентичный объектив был предложен Джоном Далльмейером (англ. Шаблон:Lang-en2) под названием Rapid Rectilinear.

Особенности конструкции, история

Шаблон:Main Для однолинзовых объективов дисторсия представляет собой нерешаемую проблему, поэтому одновременно с появлением фотографии начались попытки создания ортоскопических объективов симметричной конструкции. При этом апертурная диафрагма, расположенная между двумя одинаковыми компонентами объектива, выполняла роль плоскости симметрии всей системыШаблон:Sfn. Такая конструкция, реализованная Хуго Штайнхелем (нем. Hugo Adolph Steinheil) в объективе «Перископ», эффективно устраняла дисторсию, но обладала выраженной хроматической аберрацией. В 1841 году Томас Дэвидсон (англ. Шаблон:Lang-en2) собрал симметричный объектив из двух ахроматов Шарля Шевалье (фр. Charles Louis Chevalier), а в 1844 году похожая конструкция из двух одинаковых менисков была создана Джорджем Канделлом (англ. Шаблон:Lang-en2).

Однако эти эксперименты ставились скорее по наитию, нежели на основании научных расчётов, и только к 1860 году, после создания Робертом Боу (англ. Шаблон:Lang-en2) и Томасом Саттоном (англ. Шаблон:Lang-en2) теории искажений, было доказано, что с помощью симметрии можно устранить не только искажения, но и аберрации, например, хроматизм увеличения и кому. В некоторой степени разработке апланатов способствовало и создание в 1857 году Томасом Граббом (англ. Шаблон:Lang-en2) ахроматического объектива со значительно исправленной сферической аберрацией, отличавшегося менискообразностью линз. Именно из ахроматов такого типа и состояли как Aplanat, так и Rapid Rectilinear. При условии исправления сферической аберрации могут быть использованы любые типы ахроматовШаблон:Ref+.

Астигматизм апланатов часто имеет небольшую отрицательную величину и зависит от расстояния между компонентами, которое иногда превышает половину фокусного расстояния. Такое решение позволяет незначительно исправить «среднюю» кривизну поверхности изображения, но резкость по полю изображения всё равно падает столь сильно, что угловое поле апланатов не превышает 25—30°. По этой же причине светосила апланатов, хотя может достигать и f/3, как правило, ограничивалась f/8.

Таким образом, в пределах некоторого поля изображения апланат свободен от четырёх из пяти монохроматических аберраций Зейделя (сферической аберрации, комы, астигматизма и дисторсии) и от двух хроматических аберраций (продольного хроматизма и хроматизма увеличения).

Применение

Вместе с объективом Пецваля апланат был основным типом фотографического объектива в конце XIX и начале XX веков, но уже к 1920-м годам был вытеснен анастигматами, обеспечивавшими несравнимо лучшую резкость по всему полю изображения и более высокую светосилу при меньших габаритных размерах.

Позднее значительно модифицированные апланаты применялись в качестве кинопроекционных объективов, в основном благодаря простоте конструкции и дешевизне изготовления. Светосила таких модифицированных объективов доходит до f/1,6, но относить их к апланатам можно только условноШаблон:Ref+.