Необходимость создания светосильных высокоортоскопических топографических анастигматов побудила нас в 1965-1966 годах разработать Ураны с высокоортоскопическими свойствами - Орто-Ура-ны , у которых удалось сохранить ту же семилинзовую оптическую схему и при высоких отверстиях (1 : 2,5-1 : 3) устранить асимметричные погрешности широких наклонных пучков, что позволило корригировать дисторсию с точностью до нескольких микрометров для полей зрения 30-40°. Фокусные расстояния объективов при этом достигают 300-400 мм. В положительных линзах объективов были применены сверхтяжелые кроны (СТК).

В Германии в конце 30-х годов д-ром Л. Бертелле были созданы весьма интересные светосильные широкоугольные анастигматы Биогон

Рис. IV, 13. Оптические схемы анастигматов: а - Биогон ; б- Аэро* Эктар ; в - Геогон

позволившие при отверстиях 1 : 2,8 достигнуть полей зрения 62-63°. Это - шестилинзовые системы (рис. IV, 13, а), у которых толщины третьего и особенно последнего компонентов достигают больших величин - соизмеримых с величиной фокусного расстояния объектива. Такое свойство оптической схемы сразу же ограничивает области возможного применения Биогонов ; на их основе могут быть созданы лишь короткофокусные объективы. Объектив Биогон при фокусном расстоянии 35 мм выпускался в комплекте сменных объективов для ) фотоаппаратов 24 X 36 мм, в частности для фотоаппарата Контакс .

Широкую известность получили светосильные анастигматы фирмы Истмен-Кодак (США), выпускавшиеся для разных целей под марками Эктар и Аэро-Эктар (рис. IV, 13, б). В положительных линзах второй половинки объективов применены сверхтяжелые кроны. Объективы применяются во многих фотографических установках. В частности, в аэрофотоаппаратах американских тяжелых самолетов ( летающих крепостях ) были установлены объективы с фокусным расстоянием Тл (около 178 мм) при относительном отверстии 1 : 2,5 и поле зрения около 50°. Объектив Аэро-Эктар разрешает с оранжевым светофильтром несколько более 30 мм 1 в центре поля и около 11-12 мм 1 по полю.

Как показали исследования [3], выполненные во второй половине 40-х годов, в объективе Аэро-Эктар не удалось преодолеть основного недостатка, присущего анастигматам типа Планар , развитием кото-

рого рассматриваемый объектив является: Аэро-Эктар имеет большую сферическую аберрацию в широких наклонных пучках. Эта аберрация сохраняется для всех наклонов - как для средних углов поля зрения, так и на краю, поля, что снижает контраст оптического изображения.

Можно утверждать, что основная трудность задачи разработки светосильного широкоугольного анастигмата именно и заключается в хорошем исправлении аберраций широких наклонных пучков. Последнее в этом объективе не было достигнуто, несмотря на применение в нем особых стекол ЕК32 (nD= 1,7445, v = 45,8) и ЕКЗЗ (по = = 1,7551, v=47,2). Специальные исследования автора [3], доведенные до экспериментальной проверки на опытных .образцах изготовленных объективов ОФ233, показали, что в системах Аэро-Эктар ,не оправдано применение лантановых стекол и что можно получить те же результаты, применяя обычные тяжелые кроны TKll (nD = 1,6577, v = 51,2). При этом как по всем аберрационным характеристикам, так и по разрешающей силе и контрасту оптического изображения объектив ОФ233 не уступает объективу Аэро-Эктар . На рис. IV, 13, б внизу приведены отечественные стекла объектива ОФ233. Заметим также, что объектив Аэро-Эктар ни в каком отношении не превосходит отечественного анастигмата Уран-11 (/,= 250; 1 : 2,5; 2w = 54°), в котором применены обычные тяжелые кроны.

Наиболее интересными работами этого направления являются анастигматы Геогон американского оптика Джеймса Бейкера (Ам. патент № 3039361 1962 г.), обладающие углом поля зрения около 94° при отверстии 1 : 2,5. Оптическая схема объектива - сложная двенадца-тилинзовая (рис. IV, 13, в), в которой два внутренних компонента - четырехлинзовые склеенные; две преломляющие поверхности, расположенные по обе стороны от апертурной диафрагмы, имеют слржную асферическую форму. Кроме того, в четырех положительных линзах системы (/, 6, 7 и 12) применен особо тяжелый крон типа 788505 (п£> = = 1,78832; v = 50,45), а в четырех линзах (3, 5, 8 и 10) - особый флинт типа 880411 (nD = 1,8804; v = 41,1). К этому весьма интересному объективу мы еще вернемся в главах VI и IX.

§ 5. ШИРОКОУГОЛЬНЫЕ ДИСТОРЗИРУЮЩИЕ ОБЪЕКТИВЫ

Широкоугольные объективы подразделяют на две группы: дисторзи-рующие и ортоскопические. Объективы первой группы обладают неисправленной дисторсией, величина которой достигает нескольких, а иногда десятков процентов. Это обстоятельство ограничивает области возможных применений подобных широкоугольных систем: их использование возможно лишь в тех случаях наблюдения или фотографирования, когда допустимы масштабные искажения изображений. Например, особо широкоугольные дисторзирующие объективы с полями зрения, достигающими (а иногда и превышающими) 180°, применяются для метеорологических наблюдений, для фотографирования состояния облачности неба и т. п.

Задача разработки дисторзирующих объективов значительно более простая по сравнению с проблемой создания объективов строго ортоскопических, чем можно объяснить появление нескольких сравнительно простых оптических схем подобных объективов. Напомним объектив Гилля, имеющий поле зрения около 180° при относительном отверстии 1 : 22. В этом простейшем трехлинзовом объективе (рис. IV, 14, а) отчетливо реализована основная идея конструкции подобных систем, заключающаяся в том, что впереди положительного к'омпонен-

Рис. IV, 14. Схема дисторзирующих объективов: а - Гилля; б - Шульца; в - Плеон (фирма Цейсе ); г - Сферогон (ГОИ)

та устанавливается на достаточно большом расстоянии отрицательная линза. Соотношение между оптической силой фХ отрицательной линзы, ее расстоянием d от второго компонента объектива и оптической силой Фа последнего обычно выбирают таким образом, чтобы оптическая сила Ф всего объектива была положительной и меньшей оптической силы второго компонента. Это автоматически приводит к выполнению условия Петцваля. Действительно:

¥ = ?i + ?2 - d?i <р2; (IV,48)

еслиф > 0иф2>ф,а d< то сумма оптических сил компонентов ф1 + ф2 всегда будет малой величиной, что обеспечит выполнение условия Петцваля. Пусть, например, ф2 =2ф,а^ = 2 ;h3(IV, 48) находим:

?i = - 2?,