レンズ光学 ・ メモ帳 others
★ レンズ設計の黎明期 (欧州) 精密な2枚玉アクロマートレンズが開発されたのは、1810年頃の欧州。フランホーフェルにより、スネルの法則と三角関数等を使った古典的なレンズ設計&研磨法が確立されます(フランフォーフェル型2枚玉対物レンズ≒アクロマートレンズ) その後、リトロー公式が発表され、屈折望遠鏡の対物レンズ設計が更に容易になりました。(接眼レンズはまだハイゲン等のみ) これらの対物レンズは、主に望遠鏡で使われ、当時も現在もほぼ同じ設計です。(ガウス型レンズは、100年後にカメラレンズとして普及)以後、光学ガラスの製造技術の向上等のお陰で、1960年代迄、大口径アクロマート屈折望遠鏡が作られるようになります。(1970年代以降は、アポクロマート化へ) カメラレンズも序々に進化していきます。フランフォーフェル型対物レンズは、望遠鏡でも望遠レンズでも使える万能レンズ、ただF8程度の明るさとやや暗いのが欠点でした。 1840年頃に設計された、4枚構成のペッツバール望遠レンズは、高度な幾何光学によるもので、現在でも望遠レンズ、及び望遠鏡 (フォト・ビジュアル望遠レンズ) として、広く使われています。 世界的な光学メーカーの独ツアイス社も、1890年代頃には、カメラレンズ等の量産体制を確立しています。 そして、アイピース等で有名なアッベ・エルフレ・ケーニッヒ等の設計者も続々と生み出します。 ★ レンズ設計の黎明期 (日本) 日本において、光学レンズの開発、量産が始まったのは1910年代です。(研究・少量生産は明治から?) 第一次世界大戦で、欧州(ドイツ他)の光学製品の輸入が困難になり、急遽国産化が始まったとされます。 三菱グループの日本光学(ニコン)創立も1910年代、当初はカメラレンズよりも、(軍用)双眼鏡等の生産が多かった様子です。一方では天文台用の大型屈折望遠鏡も製作しています。カメラレンズの製造が急速に伸びてきたのは戦後、1950年代からとなります。(備考) nikon その他キャノン、ペンタックス、オリンパス、フジノン等のメーカーも戦後次々に民生用カメラレンズの設計製造を始めます。 カメラレンズの設計は、当時のドイツ・ツァイス等の最先端設計のコピー的なものが多く、コピー天国として揶揄されていた模様です。 ちなみに、1940年代以前は、レンズ設計(光線追跡)は手計算による人海戦術で、球面収差図1枚を作るのに数日かかった様子です。紙と鉛筆、三角関数表と算盤の世界です。 現在では、安価なパソコンとExcel ソフトで簡単に出来るレンズ設計も、黎明期コンピュータではやはり大事業だったようです。1000本以上の真空管を使った、日本で最初のコンピュータ(1956年)の目的がレンズ設計とは、興味深い話です。(備考) コンピュータ博物館 |
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★ 望遠レンズ設計の変革 1940年代以前、民生用の一眼レフカメラが無い時代は、望遠レンズの焦点距離の大半は、135mm以下の中望遠レンズでした。世界〜即ち日本で、一眼レフカメラの量産が始まったのは1957年、それに合わせ次々と、200mm以上の望遠レンズが発売されます。(ちなみに、1950年代は、24〜28mm広角レンズもほとんど無い時代でした、これらは、1960年代以降〜 コンピュータ設計の本格導入後に次々と発売されます。) ペンタックス etc の先発の日本メーカーは、1950年代に、200mm以上の望遠レンズのラインナップを揃えました。ニコン etc の後発メーカーはやや遅れ、1964年の東京オリンピックに間に合わせた状況でした。 (ニコンの非1眼レフ用望遠レンズは、それ以前にもありました) (備考) nikon 東京オリンピック後、ペンタックスは、世界初のフローライト望遠レンズを発売します。 (300mm F 5.6) 1969年頃より、キヤノンのフローライト・レンズの量産が始まり、ニコン他のメーカーも、EDレンズを使用した、球面収差(色収差)の少ない高性能・望遠レンズを発売するようになります。 現代の最先端アポクロマート望遠レンズは、複数のフローライト・ED ガラスを使い、計10枚以上のレンズで、 諸収差を 総合的にコントロールする構成となっています。 (備考) ニコン 800mm F 5.6 望遠レンズ、特許公開データ http://patent.astamuse.com/ja/published/JP/No/2011197413 ![]() |
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★ 現代の望遠鏡レンズ設計 〜 アポクロマート 望遠鏡レンズの設計においても、コンピュータが導入され始めたのは1960年代からで、それまでは19世紀初頭から使われてきたフランフォーフェル型2枚玉アクロマート対物レンズが大部分でした。(反射望遠鏡は純ニュートン、接眼レンズもクラシックタイプのアッベオルソ・ケーニッヒ・プルースル・エルフレ等が中心) 1970年代には、五藤光学、高橋製作所から小口径のフローライト・アポクロマートが発売され、屈折望遠鏡は急激に進化を始めます。 ニコンやペンタックスのような大手企業もこぞってアポクロマートの望遠鏡を発売するようになったのは1980年代、以後大口径化も進み、現在では30cmクラスのアポクロマートレンズの望遠鏡も製作されています。また、フォトビジュアルと呼ばれる写真用と眼視用の双方の特性を持つ短焦点の対物レンズが出現し始めたのもその頃からです。 現代の最先端アポクロマートレンズは、その流れを引き継ぎ、視野中心の球面収差のみならず周辺のコマ・非点・湾曲・歪曲収差等も総合的にコントロールする、ペッツバールタイプを中心とする、4枚〜8枚玉(レデューサ含む) の、フォト・ビジュアル望遠が、主流となりつつあります。
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