Zeiss Planar (léase Planar) es una lente de diseño óptico diseñada para fotografía o filmación . Calculado por Paul Rudolph ( alemán: Paul Rudolph ) para la compañía óptica alemana Carl Zeiss y patentado en 1896 [1] [* 1] . El diseño del "Planar" con varias mejoras se convirtió en la base de una parte importante de los lentes fotográficos normales modernos [2] . El nombre refleja el alto grado de corrección de la curvatura astigmática del campo , debido a que la superficie sobre la que la lente construye una imagen nítida está muy cerca de un plano , es decir, " planar " [3] .
El diseño óptico básico consta de 6 lentes en 4 grupos. Las últimas lentes de este tipo pueden incluir hasta 9 lentes en 9 grupos. La marca comercial Planar® es propiedad de Carl Zeiss AG, pero las lentes Zeiss Biotar de Alemania Occidental también se etiquetaron con este nombre, ya que la sucursal de Carl Zeiss en Alemania Oriental obtuvo los derechos de la marca Biotar como resultado de un litigio de posguerra [3 ] .
Estructuralmente, "Planar" se refiere a meniscus anastigmata del tipo "doble Gauss". Esta clase de óptica se basa en la lente propuesta por Carl Gauss a principios del siglo XIX para un telescopio , y consta de dos meniscos : un "poder" correctivo positivo y negativo. Una lente gaussiana doble es un diseño simétrico de dos lentes de este tipo con un diafragma en el medio. Una variante similar fue calculada por el estadounidense Alvan G. Clark , patentada en 1889 y fabricada por Bausch & Lomb [*2] .
Del mismo principio de simetría se sigue que la potencia óptica de las mitades delantera y trasera de una lente de este tipo es estrictamente positiva. Esta positividad de las "mitades" también se conserva en la transición de una estricta simetría a cierta proporcionalidad. Así, la potencia de la lente negativa en cada una de las mitades siempre es menor que la potencia de la lente positiva en la misma mitad. Debido a que ambas mitades tienen potencia positiva, la parte trasera de este tipo de lente, ya sea simétrica o proporcional, siempre es más corta que su distancia focal . Por este motivo, los primeros objetivos normales de gran apertura para cámaras réflex de objetivo único tenían una distancia focal no estándar de 55–58 mm [4] [5] .
El diseño básico de la lente doble de Gauss no proporcionó suficiente acromatización , por lo que en Planar Rudolph reemplazó los meniscos negativos simples con pegamentos acromáticos. Todas las aberraciones de tercer orden están bien corregidas en la lente, tanto monocromáticas ( aberración esférica , coma , astigmatismo , curvatura y distorsión del campo de imagen ) como cromáticas (cromatismo de posición y cromatismo de aumento).
Al mismo tiempo, la calidad de imagen de los objetivos de gran apertura (con una apertura relativa superior a f/2,8) suele estar determinada por aberraciones de orden superior, lo que requiere una corrección adicional. Entonces, por ejemplo, para limitar la aberración esférica meridional positiva inherente a los planos, es necesario introducir el viñeteado geométrico, al que muchos lentes rápidos de este esquema deben su bokeh "retorcido" . El ángulo útil del campo de visión de "Planars", destinado a un uso amplio, por regla general, no supera los 50 °.
Los primeros "planares" tenían una apertura baja (de f / 4.5 a f / 6.3), sin embargo, debido a cualidades como la alta resolución y un campo de imagen plano, se utilizaron con éxito para reproducción y fotografía técnica.
Este estado de cosas continuó hasta 1920 , cuando Horace William Lee de Taylor-Hobson introdujo la lente Opic con apertura f / 2.5 en lugar de la original f/3.3 "Planar" de Rudolf [6] [7] . La diferencia entre la lente inglesa radica en el uso de gafas con índices de refracción más altos manteniendo el mismo diseño óptico [8] . Solo cinco años después, en 1925 , Albrecht Tronier ( alemán: Albrecht Wilhelm Tronnier ) de la firma Schneider Kreuznach calcula la lente Xenon ( alemán: Xenon ) con apertura f/2.0 [9] . Y dos años más tarde ( 1927 ) Willy Merté ( alemán: Willy Merté ) de Carl Zeiss está desarrollando una línea de foto y película "Biotars" ( alemán: Zeiss Biotar ), cuya relación de apertura se llevó al récord de f / 1.5 en ese momento. [3] . A diferencia del original, la última lente única de Biotara ha sido reemplazada por una de doble encolado [8] . En 1930, Horace Lee estaba diseñando el Cooke Speed Panchro de seis lentes [* 3] , que se convirtió en uno de los mejores lentes para cine en las décadas de 1930 y 1940 [10] .
Ya a mediados de la década de 1930, se remontan los primeros intentos de crear lentes de superapertura basados en el Planar. Por ejemplo, Maximilian J. Herzberger patentó una lente similar con una apertura relativa de f/0.81 en 1937 [* 4] . Sin embargo, no fueron tanto modificaciones del circuito principal como estructuras más complejas, que consisten en la lente principal y una especie de convertidor colector. Además, el segmento posterior de tales lentes era demasiado corto (1-3 mm), lo que limitaba seriamente su uso [11] .
A fines de la década de 1930 , firmas ópticas como Eastman Kodak , Ernst Leitz , Rodenstock , Angénieux y muchas otras participaron en el desarrollo de varias versiones del Planar . La mayoría de los planos son lentes con un campo angular medio (o menor), sin embargo, también se han desarrollado lentes de gran angular basados en el esquema de Gauss . Por ejemplo, retroenfoque "Flektogon" [* 5] (Harry Zöllner, Alemania Oriental ) y " Mir " (David Volosov, URSS).
Hasta la fecha, sobre la base de Planar, ya se han desarrollado varios cientos de lentes para diversos fines (fotográfico, filmación, proyección, antena, televisión, reproducción). De los destinados a la fotografía de pequeño formato , estos son principalmente objetivos normales y de distancia focal moderadamente larga con ratios de apertura de f/1.2 a f/2.0 (para cámaras réflex ), y de f/0.95 a f/2.0 (para cámaras de telémetro ). En la URSS, basándose en el Planar, se desarrollaron los objetivos Volna y Zenitar con aperturas de f/1,8 y f/1,7, respectivamente [12] . Debido a su buena resolución, contraste y alta apertura, estos lentes con una distancia focal de aproximadamente 50 mm se ofrecen ampliamente como lentes estándar para cámaras digitales y de película de 24x36 mm, prácticamente desplazando a los lentes de otros esquemas ópticos de este nicho. Las lentes gaussianas de distancia focal moderadamente larga (85-100 mm) se utilizan ampliamente como lentes para retratos .
Se considera que una de las modificaciones Planar más famosas es la súper apertura Zeiss Planar 50/0.7 , desarrollada para el programa espacial de la NASA y luego lanzada en una versión más económica para los cineastas de Hollywood. Con la ayuda de esta lente, por primera vez en el mundo, el rodaje se llevó a cabo bajo la iluminación de velas de estearina , utilizadas en la película de Stanley Kubrick " Barry Lyndon ". En el futuro, la lente se utilizó en el rodaje de películas como " La lista de Schindler ", " El paciente inglés " y " Shakespeare enamorado " [13] . Otros intentos de mejorar este objetivo condujeron a la creación de una versión aún más rápida del Zeiss Planar 50/0,63, que nunca se fabricó en masa [11] .
Los números de patente que figuran entre paréntesis son los de la Red de Información de Patentes esp@cenet .