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Triplete de Cook

El triplete de Cooke es una lente fotográfica diseñada y patentada en 1893 por Dennis Taylor , quien trabajaba como ingeniero jefe de T. Cooke & Sons de York. Fue el primer sistema de lentes que permitió eliminar la mayor parte de la distorsión o aberración óptica en el borde exterior de la imagen. [ cita requerida ]

El triplete de Cooke es conocido por ser capaz de corregir las cinco aberraciones de Seidel . [1] El diseño de lente compuesta consta de tres elementos de lente simples espaciados por aire: dos lentes biconvexas (positivas) que rodean una lente bicóncava (negativa) en el medio. [2] Es uno de los diseños de objetivos más importantes en la historia de la fotografía. [2]

Diseño

Triplete de Cook

Según Taylor, el diseño de la lente se derivó considerando un doblete acromático cementado que constaba de un elemento negativo delgado y un elemento positivo delgado, ambos de igual potencia; dicho doblete daría como resultado una lente compuesta con potencia neta cero pero también un campo de enfoque plano. [a] Sin embargo, al separar los elementos, el espacio de aire resultante actuaría como un elemento de lente adicional, lo que le daría al sistema una potencia general positiva al tiempo que conservaría la característica de campo plano. Para corregir las aberraciones oblicuas, Taylor recomendó dividir un elemento y montarlos a cada lado del elemento restante; [3] aunque patentó versiones en las que se dividía el elemento negativo o positivo, en su realización preferida, dividió el elemento positivo. [4] : 103 

Un triplete de Cooke consta de un elemento de vidrio flint negativo en el centro con un elemento de vidrio crown positivo en cada lado. En este diseño, la suma de Petzval es cero, por lo que el campo de enfoque es plano. En otras palabras, la lente negativa puede ser tan fuerte como las dos exteriores combinadas, cuando se mide en dioptrías, pero la lente hará converger la luz, porque los rayos inciden en el elemento central cerca del eje óptico . La curvatura del campo está determinada por la suma de las dioptrías, pero la distancia focal no.

Impacto y producción

En su momento, el triplete de Cooke fue un avance importante en el diseño de lentes. Para una longitud de onda, el diseño puede corregir, utilizando solo tres elementos, la aberración esférica , el coma , el astigmatismo , la curvatura de campo y la distorsión . [2] Sin embargo, Kingslake señaló que "no hay simetría que ayude al diseñador y no hay control sobre la distorsión", lo que llevó a un proceso de diseño de prueba y error. [4] : 104–105  Fue superado por diseños posteriores en cámaras de alta gama , incluido el diseño de doble Gauss , pero todavía se usa ampliamente en cámaras económicas, incluidas variaciones que utilizan elementos asféricos , particularmente en cámaras de teléfonos celulares .

El triplete de Cooke consiste en tres lentes separadas y colocadas a una distancia finita. A menudo se considera que el triplete es uno de los descubrimientos más importantes en el campo de los objetivos fotográficos.

—  Las optimizaciones del triplete de Cooke (2002) [2]

T. Cooke & Sons se mostró reacio a fabricar la lente, posiblemente debido a la dificultad de pulir el fuerte elemento negativo central, y el diseño fue licenciado a Taylor, Taylor y Hobson , quienes llamaron al producto el triplete de Cooke . [4] : 105 

A partir de principios del siglo XX, el triplete de Cooke fue adoptado por otros importantes fabricantes de lentes ópticas y se produjo durante muchas décadas.

Desarrollo adicional

Arthur Cox señaló que las lentes anastigmat eran "casi exclusivamente, el desarrollo lógico de dos tipos principales, la lente simétrica y el triplete Cooke de HD Taylor " . [14] : 241  Uno de los primeros derivados fue el Voigtländer Heliar , desarrollado por Hans Harting en 1900 como una modificación simétrica del triplete Cooke original . [4] : 106  Harting continuó desarrollando la lente, lo que resultó en el Dynar (1903), cuyo diseño fue adoptado más tarde como una nueva versión del Heliar después de la Primera Guerra Mundial. [4] : 107–108  La evidencia anecdótica indica que se utilizó un Heliar para tomar retratos oficiales del emperador Hirohito . [15] Aunque se dice que el Zeiss Tessar contemporáneo (1902) es un desarrollo del triplete de Cooke , se considera más exactamente un desarrollo paralelo descendiente de diseños anteriores de cuatro elementos de Paul Rudolph , incluidos el Protar y el Unar . [16] : 90 

Para aumentar la velocidad de la lente , el elemento trasero se dividió en dos, como patentaron Edward Bausch en 1900 y HW Lee como Speedic en 1924, o se insertó un elemento de menisco positivo en el espacio de aire frontal, como en los duraderos diseños Ernostar y Sonnar de Ludwig Bertele para Ernemann y Carl Zeiss AG , respectivamente. [4] : 108–111 

Varias de las primeras lentes utilizadas con la cámara Leica se derivaron del triplete de Cooke al dividir uno o más de los tres elementos en un doblete cementado, incluidos Elmar , Elmarit , Hektor y Thambar . [4] : 113 

Solicitud

Los binoculares y los telescopios refractores suelen utilizar tripletes. Lo mismo se aplica a muchas lentes de proyección , por ejemplo, para proyectores de diapositivas de 35 mm .

Rudolf Kingslake señala que el holograma es un triplete en el que el elemento negativo se dividió para rodear a un elemento positivo. [4] : 104 

El triplete de Cooke ha proporcionado la base para diseños adicionales, incluido un derivado con cinco elementos de lente. [17]

Véase también

Notas

  1. ^ El campo de enfoque se expresa mediante la curvatura del campo de Petzval , también conocida como suma de Petzval. Esta fue definida por el matemático Joseph Petzval como la suma del producto de los radios de curvatura y el índice de refracción de cada elemento de la lente.
  2. ^ Objetivo normal de nivel de entrada ofrecido para cámaras SLR Ihagee Exakta . [5]
  3. ^ Después de aproximadamente  1932-35 , se agregó un cuarto elemento a las lentes Anticomar , haciéndolas más similares a los diseños Tessar . [6] [7]
  4. ^ Las lentes Novar fueron fabricadas por Rodenstock o Steinheil  [de] para las cámaras Zeiss Ikon . [8]

Referencias

  1. ^ Kidger, Michael J. (2002). Diseño óptico fundamental. SPIE Press. ISBN 9780819439154.
  2. ^ abcd Vasiljević, Darko (2002). "13: Las optimizaciones del triplete de Cooke". Algoritmos clásicos y evolutivos en la optimización de sistemas ópticos . Springer US. págs. 187–211. doi :10.1007/978-1-4615-1051-2_13. ISBN 9781461510512.
  3. ^ Taylor, H. Dennis (1923). "El diseño óptico como arte". Transactions of the Optical Society . 24 (3): 143. doi :10.1088/1475-4878/24/3/302.
  4. ^ abcdefgh Kingslake, Rudolf (1989). "7. La lente triplete y sus modificaciones". Una historia de la lente fotográfica . San Diego: Academic Press. págs. 103–116. ISBN 0-12-408640-3. Recuperado el 27 de septiembre de 2024 .
  5. ^ "Reseña del E. Ludwig Meritar 50 mm f2.9". lens-legend . 3 de abril de 2020 . Consultado el 22 de agosto de 2023 .
  6. ^ "Anticomar | Plaubel". sólo imágenes . 14 de octubre de 2019 . Consultado el 22 de agosto de 2023 .
  7. ^ "Capítulo: P" (PDF) . lens-club.ru . Consultado el 22 de agosto de 2023 .
  8. ^ Gubas, Larry (otoño de 1982). "Super Ikontas" (PDF) . Zeiss Historica . Vol. 4, no. 2. Zeiss Historica Society of America. NOVAR: Estas lentes tripletes fueron fabricadas según las especificaciones de Stuttgart por Rodenstock y posiblemente también por Steinheil. Ambas empresas estaban ubicadas en Munich.
  9. ^ Patente estadounidense 568052A, HD Taylor, "Lens", expedida el 22 de septiembre de 1896 
  10. ^ Patente estadounidense 716035A, Carl August Hans Harting, "Lens", expedida el 16 de diciembre de 1902 
  11. ^ Patente estadounidense 765006A, Hans Harting, "Lens", expedida el 12 de julio de 1904 
  12. ^ Patente estadounidense 1739512A, Horace William Lee, "Objetivo fotográfico", expedida el 17 de diciembre de 1929 
  13. ^ Patente DE 458499C, Ludwig Bertele, "Photographisches Objektiv", expedida el 13 de abril de 1928 
  14. ^ Cox, Arthur (1966). "Basic Lens Types". Óptica fotográfica: un enfoque moderno a la técnica de definición (Decimotercera edición). Londres y Nueva York: Focal Press. pp. 233–314 . Consultado el 21 de agosto de 2023 .
  15. ↑ «Información adicional sobre el APO-LANTHAR» (PDF) . Cosina Voigtländer . Consultado el 21 de agosto de 2023 .
  16. ^ Kingslake, Rudolf (1989). "6. Los primeros anastigmatos". Una historia de la lente fotográfica . San Diego: Academic Press. págs. 81-102. ISBN 0-12-408640-3. Recuperado el 27 de septiembre de 2024 .
  17. ^ Sharma, KD (1979-12-01). "Diseño de un nuevo derivado triplete de Cooke de cinco elementos". Óptica Aplicada . 18 (23): 3933–3937. doi :10.1364/AO.18.003933. ISSN  1559-128X. PMID  20216728.

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