クックトリプレット

クックトリプレット
導入された	1893
著者	デニス・テイラー
工事	3 つのグループに 3 つの要素
絞り	f /3.5（初期）; f /2.8（希土類光学ガラス）

クックトリプレットは、ヨークのT. クック & サンズ社に主任エンジニアとして雇われていたデニステイラーが 1893 年に設計し特許を取得した写真レンズです。これは、画像の外縁部の光学的な歪みや収差のほとんどを排除できる最初のレンズシステムでした。 ^[^{引用が必要}^]

クックトリプレットは、ザイデルの5つの収差を補正できることで知られています。^[1]複合レンズの設計は、3つの空気間隔を置いた単純なレンズ要素で構成されています。2つの両凸レンズ（正）が中央の両凹レンズ（負）を囲んでいます。^[2]これは、写真史上最も重要な対物レンズの設計の1つです。 ^[2]

デザイン

テイラーによれば、レンズ設計は、同じパワーの薄い負レンズと薄い正レンズを 1 つずつ組み合わせたアクロマートダブレットを考慮して導き出された。このようなダブレットは、正味パワーがゼロの複合レンズになるが、焦点のフィールドは平坦になる。 ^[a]しかし、レンズを分離することで、結果として生じる空気の隙間が追加のレンズ要素として機能し、フラットフィールド特性を維持しながら、システムに正の全体的なパワーを与える。斜めの収差を補正するために、テイラーは 1 つの要素を分割し、残りの要素の両側に取り付けることを推奨した。^[3]テイラーは、負レンズまたは正レンズのいずれかを分割したバージョンの特許を取得しているが、彼が好む実施形態では、正レンズを分割した。^[4]^{: 103}

クックトリプレットは、中央に負のフリントガラス要素があり、両側に正のクラウンガラス要素があります。この設計では、ペッツヴァル和はゼロなので、焦点フィールドは平坦です。言い換えると、負のレンズは、ディオプターで測定すると、外側の 2 つのレンズを合わせたのと同じ強度になりますが、光線が光軸に近い中央の要素に当たるため、レンズは光を収束します。像面湾曲はディオプターの合計によって決まりますが、焦点距離はそうではありません。

影響と生産

当時、クックトリプレットはレンズ設計における大きな進歩でした。1つの波長に対して、この設計では、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪みの3つの要素のみを使用して補正できます。^[2]しかし、キングスレイクは「設計者を支援する対称性がなく、歪みを制御することもできない」ため、試行錯誤の設計プロセスにつながると指摘しました。^[4]^{: 104–105}これは、ダブルガウス設計を含む高級カメラの後継設計に追い抜かれましたが、非球面要素を使用したバリエーションを含む安価なカメラ、特に携帯電話のカメラでは現在でも広く使用されています。

クックトリプレットは、有限距離に配置された3つの独立したレンズで構成されています。このトリプレットは、写真用対物レンズの分野で最も重要な発見の1つであるとよく考えられています。
— クックトリプレット最適化（2002）^[2]

T. Cooke & Sons社は、おそらく強力な中央のネガティブ要素を研磨するのが困難だったため、レンズの製造に消極的でした。そのため、設計はTaylor、Taylor and Hobson社にライセンス供与され、彼らはこの製品をCooke tripletと名付けました。^[4]^{: 105}

1900 年代初頭から、Cooke トリプレットは他の大手光学レンズメーカーに採用され、何十年にもわたって生産されてきました。

アグファ・ アグナー、アポタル
アルガス・ シンタル
コーフィールド ・ルマー
エンナ [de] エナゴン
ISCO [de] イスコタール
コダック アナストン
E.ルートヴィヒ・メリター、^[b] ヴィクター
マイヤーオプティック ドミプラン、トリオプラン
ピエスカー・ピコナール
プラウベル ・アンチコマール（初期）^[c]
ローデンストック ユーリゴン、トリナー
シャハト・トラベガー
シュナイダー・クロイツナッハ ・ラジオナー
シュタインハイル [ド] カッサール、カサリット
フォクトレンダー ・ヴァスカール、フォイグタール
Zeiss Pantar、Novar-Anastigmat、^[d] Triotar

さらなる発展

クックトリプレットと派生設計図
クック トリプレット（テイラー、1893）^[9]
フォークトレンダー ヘリアー(ハーティング、1900 年) ^[10]
フォークトレンダー ダイナー(ハーティング、1903 年) ^[11]
テイラー・ホブソン ・スピーディック（リー、1924）^[12]
エルノスター f/2.0 (ベルテレ、1924) ^[13]

アーサー・コックスは、アナスティグマートレンズは「ほとんどが、対称レンズとHDテイラーのクックトリプレットという2つの主要なタイプの論理的な発展である」と述べています。[14] : 241 最初の派生品の1つは、1900年にハンス・ハーティングがオリジナルのクックトリプレットの対称的な修正として開発したフォクトレンダーヘリアーでした。^[⁴ ] : 106ハーティング^は^レンズの開発を続け、ダイナー（1903）を生み出しました。その設計は、第一次世界大戦後にヘリアーの新しいバージョンとして採用されました。 ^[4]^{: 107–108}逸話的な証拠によると、ヘリアーは昭和天皇の公式肖像画の撮影に使用されました。^[15]同時代のツァイス・テッサー（1902年）はクック・トリプレットの発展型と言われているが、より正確には、プロターやウナーを含むポール・ルドルフによる初期の4要素設計から派生した並行開発であると考えられている。^[16]^：90

レンズのスピードを上げるには、 1900年にエドワード・バウシュが特許を取得し、1924年にHWリーがスピードリックとして特許を取得したように、後部レンズ要素をさらに2つに分割するか、ルートヴィヒ・ベルテレがエルネマン社とカール・ツァイス社のためにそれぞれ開発したエルノスターとゾナーのように、前方の空気空間に正のメニスカス要素を挿入するかのいずれかの方法があった。^[4]^{: 108–111}

ライカカメラで使用された初期のレンズのいくつかは、クックトリプレットから3つの要素のうち1つ以上を分割して接合されたダブレットに派生したもので、エルマー、エルマリート、ヘクトル、タンバールなどがある。^[4]^{: 113}

応用

双眼鏡や屈折望遠鏡では、トリプレットレンズがよく使用されます。35 mmスライド映写機などの多くの映写レンズでも同様です。

ルドルフ・キングスレイクは、ホロゴンは負の要素が正の要素を囲むように分割された三重項であると指摘している。 ^[4]^{: 104}

トリオター-ローライスケールフォーカスカメラのトリプレット
Ed. Liesegang による 35 mm スライド映写機用投影対物レンズ Patrinast ; 1:2.8/85
投影対物レンズマギノン、ヴィルヘルム・ウィル、ヴェッツラー、1:2.8/100

クックトリプレットは、5つのレンズ要素を備えた派生型を含む追加の設計の基礎を提供しました。^[17]

参照

注記

^ 焦点領域はペッツヴァル像面湾曲（ペッツヴァル和とも呼ばれる）によって表される。これは数学者ジョセフ・ペッツヴァルによって、各レンズ要素の曲率半径と屈折率の積の合計として定義されました。
^ Ihagee Exakta一眼レフカメラ用に提供されるエントリーレベルの標準レンズ。^[5]
^ 1932年から 1935年頃以降、アンチコマーレンズに4番目の要素が追加され、テッサーの設計に似たものになった。^[6]^[7]
^ Novarレンズは、ツァイス・イコンカメラ用にローデンストックまたはシュタインハイル [de]によって製造されました。 ^[8]

参考文献

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^ abcd Vasiljević, Darko (2002). 「13: Cooke トリプレット最適化」.光学システムの最適化における古典的および進化的アルゴリズム. Springer US. pp. 187–211. doi :10.1007/978-1-4615-1051-2_13. ISBN 9781461510512。
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外部リンク

GB 特許 189322607A、ハロルドデニステイラー、「写真レンズの簡素化された形式と改良型」、1894 年 10 月 6 日発行
GB 特許 189515107A、ハロルドデニステイラー、「レンズの改良」、1896 年 7 月 18 日発行
基礎光学設計からのトリプレットの説明

[3] 焦点領域はペッツヴァル像面湾曲（ペッツヴァル和とも呼ばれる）によって表される。これは数学者ジョセフ・ペッツヴァルによって、各レンズ要素の曲率半径と屈折率の積の合計として定義されました。

[7] Ihagee Exakta一眼レフカメラ用に提供されるエントリーレベルの標準レンズ。^[5]

[10] 1932年から 1935年頃以降、アンチコマーレンズに4番目の要素が追加され、テッサーの設計に似たものになった。^[6]^[7]

[12] Novarレンズは、ツァイス・イコンカメラ用にローデンストックまたはシュタインハイル [de]によって製造されました。 ^[8]

[1] キッガー、マイケル J. (2002)。基礎光学設計。SPIE プレス。ISBN 9780819439154。

[:0-2] Vasiljević, Darko (2002). 「13: Cooke トリプレット最適化」.光学システムの最適化における古典的および進化的アルゴリズム. Springer US. pp. 187–211. doi :10.1007/978-1-4615-1051-2_13. ISBN 9781461510512。

[4] Taylor, H. Dennis (1923). 「光学設計は芸術である」. Transactions of the Optical Society . 24 (3): 143. doi :10.1088/1475-4878/24/3/302.

[Kingslake-89-5] キングスレイク、ルドルフ(1989)。「7. トリプレットレンズとその改良」写真レンズの歴史。サンディエゴ: アカデミックプレス。pp. 103–116。ISBN 0-12-408640-3. 2024年12月3日閲覧。

[6] “E. Ludwig Meritar 50mm f2.9 レビュー”.レンズレジェンド. 2020年4月3日. 2023年8月22日閲覧。

[8] 「Anticomar | Plaubel」。画像のみ。2019年10月14日。 2023年8月22日閲覧。

[9] 「Chapter: P」（PDF） . lens-club.ru . 2023年8月22日閲覧。

[11] Gubas, Larry (1982 年秋)。「The Super Ikontas」(PDF) 。Zeiss Historica。第 4 巻、第 2 号。Zeiss Historica Society of America。NOVAR : これらのトリプレットレンズは、シュトゥットガルトの仕様に合わせて Rodenstock 社によって製造されましたが、Steinheil 社によっても製造された可能性があります。両社ともミュンヘンに拠点を置いていました。

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[DE458499C-17] DE Patent 458499C、Ludwig Bertele、「Photographisches Objektiv」、1928 年 4 月 13 日発行

[Cox-66-18] Cox, Arthur (1966). 「基本的なレンズの種類」。写真光学：定義技術への現代的なアプローチ（第13版）。ロンドン＆ニューヨーク：Focal Press。pp. 233–314 。2023年8月21日閲覧。

[19] 「APO-LANTHAR に関する追加情報」(PDF)。コシナ・フォークトレンダー2023 年8 月 21 日に取得。

[20] キングスレイク、ルドルフ(1989)。「6. 最初のアナスティグマート」写真レンズの歴史。サンディエゴ: アカデミックプレス。pp. 81–102。ISBN 0-12-408640-3. 2024年12月3日閲覧。

[21] Sharma, KD (1979-12-01). 「新しい5要素Cookeトリプレット誘導体の設計」.応用光学. 18 (23): 3933–3937. doi :10.1364/AO.18.003933. ISSN 1559-128X. PMID 20216728.