Известно, что не существует объективов, обеспечивающих получение совершенного изображения. Это обусловлено наличием аберраций. Сведение аберраций до минимума требует разработки более сложных оптических систем, комбинации линз из разных сортов стекла, различной формы поверхностей и др.
Вторая половина ХХ в. проходит под знаком дальнейшего развития фотографической оптики в направлении совершенствования оптико-физических, геометрооптических и эксплуатационных параметров.
Из основных тенденций развития съемочных фотографических объективов выделим следующие:
применение автоматизированного метода расчета с использованием ЭВМ;
разработку новых сортов стекла, в частности флюоритовой оптики;
внедрение многослойных ахроматических покрытий;
обеспечение правильной цветопередачи;
применение оптических элементов с асферической поверхностью;
разработку объективов с подвижными компонентами;
создание объективов с внутренней фокусировкой;
разработку сверхширокоугольных и дисторзирующих объективов «рыбий глаз»;
создание широкоугольных объективов с переменным фокусным расстоянием;
увеличение кратности объективов с переменным фокусным расстоянием;
внедрение объективов с макрофокусировкой, особенно съемочных объективов с переменным фокусным расстоянием;
создание объективов серии «компакт».
Остановимся подробнее на некоторых из вышеуказанных направлений.
Применение ЭВМ позволило автоматизировать и ускорить процесс расчета объектива. Отличительной особенностью последних 10 - 15 лет являются разработка и внедрение, особенно в широкоугольных и объективах с переменным фокусным расстоянием, стекол с высоким показателем преломления, что дает возможность в широкоугольных объективах сократить количество линз, уменьшить сферическую аберрацию и кривизну поля изображения.
Проблема отражения была решена с помощью многослойного ахроматического покрытия (см. дальше).
Работа по улучшению цветопередачи ведется в том направлении, чтобы выше границы 400 нм согласовать пропускание объектива с чувствительностью фотопленки, т. е. в видимой области спектра получить равномерное воспроизведение всех цветов.
Для уменьшения вторичной хроматической аберрации, вызываемой дисперсией, были внедрены искусственные кристаллы. Например, флюорит, отличающийся значительной величиной коэффициента дисперсии при малом показателе преломления. Учитывая, что использование чистых кристаллов весьма сложно из-за большой хрупкости, сложности в обработке и эксплуатации, были внедрены специальные марки оптического стекла, дисперсионные свойства которых близки к группе флюоритно-силикатного крона.
В настоящее время ведутся работы по созданию низкопреломляющих и низкодисперсных марок стекла, применение которых позволит обеспечить лучший цветовой баланс и контраст у телеобъективов, тем самым повысив разрешающую способность и полностью исключив хроматическую аберрацию, в том числе зффект вторичного спектра.
Так, в объективах группы ФД серии «Л» за счет применения сверхнизкодисперсных стекол фирме «Канон Инк.» удалось резко снизить вторичную хроматическую аберрацию (рис. 58).
Рис. 58. Коррекция вторичной хроматической аберрации при использовании сверхнизкодисперсных стекол
Применение асферических поверхностей в съемочных объективах с асферической оптикой позволяет повысить качество изображения (разрешающую способность, контраст), улучшить оптические параметры (увеличить относительное отверстие, увеличить поле зрения), улучшить конструктивные и эксплуатационные характеристики (упростить оптическую схему, уменьшить массу и габаритные размеры).
Располагая асферическую поверхность вблизи апертурной диафрагмы, можно уменьшить сферическую аберрацию и увеличить относительное отверстие объектива. Помещая эту поверхность вдали от диафрагмы, получаем возможность коррекции полевых аберраций или дисторсии, увеличения поля зрения системы.
Еще одним направлением совершенствования съемочного объектива является использование в асимметричной конструкции подвижных компонентов, т. е. одного или нескольких элементов, которые в процессе фокусировки смещаются относительно других. Применение данной схемы позволяет проводить коррекцию качества изображения при съемке на конечном расстоянии (особенно для точек, лежащих вне оси).
Разработка объектива с подвижным компонентом была вызвана тем, что в большинстве объективов, как правило, хорошее качество изображения обеспечивается в диапазоне съемки от «∞» до 10 - 20f, лучшее - при 50 - 100f. На более близких расстояниях растут кривизна поля и астигматизм.
Представляет интерес еще одна разновидность объективов с подвижным компонентом.
Известно, что многие объективы рассчитаны для съемки плоского объекта. В последние годы появились объективы с переменной кривизной поля изображения, которые позволяют фотографировать объекты, имеющие выпуклую или вогнутую форму.
Разрабатываются также объективы с внутренней фокусировкой. В этом случае при съемке с различных дистанций не требуется перемещения всей массы объектива, изменения его габаритных размеров, что весьма важно для громоздких телеобъективов.
