Geschiedenis lensconstructie


Fotografie » TechTalk » Fysica » Lensconstructie (historiek) » Enkelvoudige of meniscuslens

Het is aangeraden eerst de theorie te lezen. Hier lees je hoe je de theorie omzet in de praktijk. De eerste fototoestellen gebruikten een enkelvoudige bolle lens.

Hoe komt het dat de huidige lenssystemen opgebouwd zijn uit wel meer dan 20 enkelvoudige lenzen? Dit artikel probeert u uitleg te geven waarom er zoveel lenzen nodig zijn.

Het is belangrijk te weten dat iedere lens een klein verlies aan lichtintensiteit betekent. Bij ieder lucht-glas-overgang gaat er licht verloren, dat een waas over de foto vormt (verlies aan contrast). Dit is vooral merkbaar bij niet-gecoate lenzen (die verliezen van meerdere percenten hadden bij iedere lucht-glas overgang). Tegenwoordig gebruikt men uitsluitend gecoate lenzen (en zefs meervoudig gecoate lenzen) die een bijna verwaarloosbaar verlies hebben. De verliezen gebeuren vooral als het licht de lens niet loodrecht bereikt, en zijn dus vooral zichtbaar als vignetering (donkere hoeken). Maar ook spookbeelden en halo-effekten kunnen optreden (Deze effekten kan je soms nog merken bij kitlenzen waarvan niet alle lenselementen meervoudig gecoat zijn).

Pinhole camera (camera obscura)

De enkelvoudige lens met al zijn beperkingen is een verbetering van de pinhole camera (camera obscura) waarbij het beeld gevormd werd door het licht dat door een zeer kleine opening scheen. De eerste lenzen waren extreem weinig lichtsterk naar onze maatstaven, en toch waren ze veel lichtsterker dan een pinhole. De fotografie kon slechts tot stand komen dankzij het gebruik van een lens.

Oorspronkelijk was het bekomen beeld met een lens niet veel beter dan wat men kon bekomen met een pinhole, maar de situatie verbeterde met de technologische vooruitgang bij de lenzenfabricage.

Meniscus lens

De enkelvoudige lens van een fototoestel is altijd een convexe (bolle) lens. Evenwijdige lichtstralen (van een object op oneindig zoals de zon) komen samen in het brandpunt (F). Het beeld van een object wordt omgekeerd gevormd op een afstand dat groter is dan de brandpuntsafstand (f). De lenzen werden in eenvoudige fototoestellen gebruikt in het begin van de 20ste eeuw (de bekende "Brownie box", die over de toonbank ging voor 1 dollar). Men moest een heel kleine opening gebruiken om een redelijk scherp beeld te bekomen en de achterwand was gebogen om de fouten te beperken.

De eenvoudige lens wordt soms meniscuslens genoemd omdat het beter klinkt. Een meniscus is een lensvormige grensvlak, zoals een waterdruppel op een doorboorde metalen plaat (lucht-water-lucht overgang).

Sferische lenzen (zowel holle als bolle lenzen) zijn relatief gemakkelijk te slijpen en polijsten. Daarom zal men atijd proberen sferische lenzen te gebruiken, zelfs al heeft men daarom 6 individuele lenzen nodig (dubbele gauss construktie). Maar we lopen te snel.

Een lens die in de eerste fototoestellen gebruikt werd is de Wollaston lens, bestaande uit een enkelvoudige convex-concave lens. De maximale opening dat deze lens kan halen is ƒ16, dus ongeveer 15× minder gevoelig dan een huidige standaard-lens (ƒ/4).

Door de lens te "buigen" (vandaar de holle-bolle vlakken) kan men de vervormingen beperken, als men tenminste kleine openingen gebruikt. Het beeld heeft relatief weinig contrast en enorme kleurfouten (maar deze kleurfouten waren onbelangrijk, omdat de toen beschikbare gevoelige emulsies enkel gevoelig waren voor groen-blauw licht). Een sluitertijd van 30 minuten in volle zon was niet ongewoon.

Deze Wollaston lenzen zijn tegenwoordig nog in trek bij doe-het-zelvers (medium fototoestellen met film). Het is de enige constructie met een enkelvoudige lens die nu nog gebruikt kan worden. Omdat er met orthochromatische emulsies gewerkt wordt vallen de kleurfouten niet op.

Een fantastisch goed geschreven artikel over deze eerste lenzen (en over parallel computing) is hier te lezen.

Het vervolg ...


Softfocus

Normaal
Softfocus
Zoals men het sepia-effekt is gaan nabootsen, is men het typisch effekt van enkelvoudige lenzen gaan nabootsen om een “droomeffekt” te bekomen (bijvoorbeeld bij glamour fotografie). Het is een heel speciaal effekt, waarbij de hooglichten vervaagd zijn, maar waarbij het beeld toch scherp is (absoluut niet vergelijkbaar met een onscherpe foto!). Het effekt van sferische lenzen kan nagebootst worden met de Canon EF 135mm lens ƒ/2.8 with Softfocus, of gewoon door een voorfilter te gebruiken (glam-filter: een glasplaat dat met glycerine bestreken wordt) of in noodgeval door één van de nylonkousen van het model strak over de lens te spannen.

Maar eenzelfde effekt kan ook achteraf bekomen worden in Photoshop, maar het is een hele onderneming.

Bij een fotoshoot aan zee bij stormweer kan je ongewild een softfocus-effekt bekomen omdat er waterdruppels op de lens komen (achteraf controleren of er geen zandkorrels op de lens plakken en met een heel verdunde detergent zorgvuldig reinigen).

I: Meniscus lens


Enkelvoudige convexe lens


Wollaston lens

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren