Овальная оптика - хм, поясните

Натолкнулся в сети на такой старинный бинокль.

http://www.sharpsburg-arsenal.com/Optics/Ivory_Oval_Binoculars_d1853_wc/ivory_oval_binoculars_d1853_wc.html



Как видно у него овальные линзы.

Просьба к тем, кто знаком с этим, поясните, в чём эффект применения овальной оптики. Что это даёт? Возможно ли использование овальных объективов в фотографии?
То, что они не применяются, кажется просто из-за того, что требуется исключительно ручная шлифовка линз.

А Вас не смущает, что во множестве очков используются даже прямоугольные линзы? :)

Линза шлифуется круглой. Овальная форма позволяет существенно снизить вес и габариты оптической системы в применении для удлиненного кадра.
При этом стоимость производства с применением овальных оправ для высококачественной оптики чрезмерно высока и не рентабельна.

Цитата:

от: Ronald
Овальная форма позволяет существенно снизить вес и габариты оптической системы в применении для удлиненного кадра.

Прямоугольная форма, наверное, будет ещё эффективнее в этом плане.
Интересно, какая должна быть форма диафрагмы при овальных, прямоугольных линзах в объективе?

Производство любой линзы отличной от круглой формы обходится дороже. Об удобствах проектирования оправы для приличного объектива с квадратными линзами и думать не хочется.

Цитата:

от: Владимир Динский
А Вас не смущает, что во множестве очков используются даже прямоугольные линзы? :)

В контексте темы - ничуть не смущает, поскольку они обтачиваются из круглых под оправу.

Здесь совершенно другая "песня"... Линзы эти - не сферические. Т.е. имеют место ортогонально разные оптические свойства. По всей видимости это позволяет РЕЗКО уменьшить сферические абберации.

Довод связянный с габаритами системы мне кажется несколько сомнительным. Особенно для театрального бинокля, который и так маленький.

Впрочем, я не зря заинтересовался этой темой. Как-то давно мне встретился кинопроекционный объектив. Гигантский, весом кг эдак в 5...7. Так вот, мало того, что он был эллиптический, так и поверхность передней линзы у него была не сферическая, а какая-то циллиндрическая...

Цитата:

от:tombo
Как-то давно мне встретился кинопроекционный объектив. Гигантский, весом кг эдак в 5...7. Так вот, мало того, что он был эллиптический, так и поверхность передней линзы у него была не сферическая, а какая-то циллиндрическая...

Подробнее

Это для развёртывания широкоформатного кадра, который на плёнке ужат до стандартного формата в ширину.

Цитата:

от: Dima_Z
Это для развёртывания широкоформатного кадра, который на плёнке ужат до стандартного формата в ширину.

в принципе догадывался о чём-то таком, но ведь это извращение...

значит и снимать нужно было на такой-же извращённый объектив (или по-крайней мере копировать плёнку через такую кривую оптику)

Имеет ли какое-либо отношение овальная оптика к термину "эллиптическая поляризация" или "нелинейная оптика"?

Цитата:

от: tombo
Имеет ли какое-либо отношение овальная оптика к термину "эллиптическая поляризация" или "нелинейная оптика"?

Нет.
Выглядит игрушка хорошо! Форма - вопросы дизайна. И маркетинга....
P.S. А еще в театре хорош старый-добрый 7-ми кратник с 7 мм зрачка и побольше дыркой на входе.

В поисках ответов нашлось вот что... Оказывается ещё Декарт занимался этим.

http://vivovoco.ibmh.msk.su/VV/BOOKS/ABBE/CHAPTER3.HTM

Так, например, VIII глава "Диоптрики" Р. Декарта посвящена вопросу расчета геометрических поверхностей оптических линз, свободных от сферических аберраций. Комбинируя гиперболические и эллиптические поверхности со сферическими, Декарт с помощью двух линз полностью исправляет сферическую аберрацию для предмета, расположенного произвольно.

Несколько позже Декарт нашел более общее решение вопроса исправления сферических аберраций, заменив две линзы одной с преломляющей поверхностью четвертого порядка [5]. В этом смысле мы вправе считать Декарта основоположником асферической оптики. Указанные выше поверхности получили в дальнейшем название "декартовых овалов".

В разделе книги, который называется "О природе кривых линий", Декарт вновь возвращается к вопросу об исправлении сферических аберраций:
"Однако теперь, - пишет Декарт, - я должен восполнить то, что мною было пропущено в «Диоптрике». Указав там, что стекла, которые в равной мере собирают все проходящие через них и исходящие из одной точки лучи, могут быть разной формы, и отметив, что те из этих стекол, которые весьма выпуклы с одной стороны и вогнуты с другой, обладают большей зажигательной силой, чем стекла, равновыпуклые с обеих сторон, которые, наоборот, лучше для очков, я, учитывая трудности, представлемые для мастеров их шлифовки, ограничился в «Диоптрике» рассмотрением лишь тех стекол, которые считал наилучшими с практической точки зрения. Поэтому, чтобы в теоретической части этой науки больше не оставалось ничего пожелать, я должен еще выяснить форму тех стекол, которые имеют одну поверхность сколь угодно выпуклой или вогнутой и тем не менее собирают все исходящие из одной точки параллельные лучи в другой точке. Я должен буду также выяснить форму стекол, дающих то же самое, но или одинаково выпуклых с обеих сторон, или же таких, что выпуклость одной из их поверхностей находится в данном отношении к выпуклости другой" [6].
Далее, в разделе книги II "О природе кривых линий", который называется "Как можно изготовить стекло, одна из поверхностей которого имеет любую выпуклость или вогнутость и которое собирает в данной точке все лучи, исходящие из другой данной точки" [7], Декарт дает подробное описание поверхностей линзы, исправленной в отношении сферической аберрации.

Интересно отметить, что некоторые из рассчитанных Р. Декартом и X. Гюйгенсом асферических линз получили свое практическое воплощение в наши дни.

И здесь же про анаморфотные объективы:

В настоящее время анаморфотные оптические системы нашли широкое применение в кинематографе. Благодаря им стало возможно использовать обычную киноаппаратуру и стандартную кинопленку для съемки и проекции широкоэкранных фильмов. При съемке с применением анаморфотной насадки на обычном кинокадре получается изображение, сжатое по ширине. При проекции перед объективом кинопроекционного аппарата устанавливается анаморфотная насадка, которая состоит из положительной и отрицательной цилиндрических линз, образующие которых параллельны вертикальной оси кадра. Насадка при проекции на экран растягивает изображение, восстанавливая тем самым действительное соотношение размеров снятых сцен.

В приведенном примере бинокля, скорее всего, просто обычные линзы, обточенные до эллиптической формы, как это делается в обычных очках. Декарт занимался несколько другими проблемами - чего можно достичь применяя не только сферические, но и парабодические и другие поверхности. Но все это при сохранении радиальной симметрии формы линзы.
Формально говоря, можно создать и несимметричную линзу (в силу непрерывности преобразования растяжения), но это практически невозможно (или очень дорого) осуществить технологически (надо реализовать движение шлифующих инструментов по эллипсам, а не окружностям и при этом сохранить приемлемый уровень допусков). И бессмысленно с практической точки зрения так как возникнет неоднородность не только по радиусу, а еще и по углу.

Цитата:

от:Владимир Динский
В приведенном примере бинокля, скорее всего, просто обычные линзы, обточенные до эллиптической формы, как это делается в обычных очках. Декарт занимался несколько другими проблемами - чего можно достичь применяя не только сферические, но и парабодические и другие поверхности. Но все это при сохранении радиальной симметрии формы линзы.
Формально говоря, можно создать и несимметричную линзу (в силу непрерывности преобразования растяжения), но это практически невозможно (или очень дорого) осуществить технологически (надо реализовать движение шлифующих инструментов по эллипсам, а не окружностям и при этом сохранить приемлемый уровень допусков). И бессмысленно с практической точки зрения так как возникнет неоднородность не только по радиусу, а еще и по углу.

Подробнее

Существует оптика, сделанная на цилиндрических линзах, при этом появляется возможность сделать увеличение по разным осям разное, но можно и одинаковое. Применяется или в системах освещения, где не требуется исправление аберраций на предельном уровне, или в чрезвычайно дорогой оптике спецназначения. В фотографии не встречал.

Цитата:

от: Rannicha
Нет.
Выглядит игрушка хорошо! Форма - вопросы дизайна. И маркетинга....
P.S. А еще в театре хорош старый-добрый 7-ми кратник с 7 мм зрачка и побольше дыркой на входе.

Никаких "побольше", входное отверстие в бинокле жёстко задаётся увеличением и выходным зрачком.
В случае 7х и 7мм вых. это 7х7=49мм (примерно 50мм, что, скорее всего, и значится на оправе объектива.) Если точнее, то именно выходной зрачок определяется входным и увеличением.
Кстати, при достаточном освещении зрачок 7мм избыточен, так как глаз всё равно имеет в этом случае зрачок меньше. Он 7мм достигает в полной темноте.

Нет у меня сейчас возможности в руки предмет взять... Но терзают меня смутные воспоминания, что входные линзы имели диаметр побольше! А 7 мм зрачка при хреновой видимости, поверьте, очень правильное решение.

Выяснить форму линз, отличаются ли они от традиционных сферических довольно просто: нужно посмотреть отражение прямоугольной сетки, сетчатого предмета, листа миллиметровки, например. Отражение сетки от сферической линзы будет одинаково искажено по двум координатам. Асферические линзы меняют форму отражения по разному в разных направлениях.

Так и снимают с такой насадкой. Это называется анаморфотная насадка. На 35 мм пленке снимали широкоЭКРАННОЕ кино. Настоящий широкоФОРМАТНЫЙ фильм снимают на пленке 70 мм

@По всей видимости это позволяет РЕЗКО уменьшить сферические абберации. @

нет

"Существует оптика, сделанная на цилиндрических линзах, при этом появляется возможность сделать увеличение по разным осям разное, но можно и одинаковое. Применяется или в системах освещения, где не требуется исправление аберраций на предельном уровне, или в чрезвычайно дорогой оптике спецназначения. В фотографии не встречал."

Еще в линзах обычных очков - для исправления астигматизма...

Цитата:

от: СергейР
Так и снимают с такой насадкой. Это называется анаморфотная насадка. На 35 мм пленке снимали широкоЭКРАННОЕ кино. Настоящий широкоФОРМАТНЫЙ фильм снимают на пленке 70 мм

Да, "Настоящий широкоФОРМАТНЫЙ фильм снимают на пленке 70 мм" для показа на сверхбольших экранах. Но анаморфот все равно используют ибо соотношение сторон кадра на пленке неизменно и соответствует 35мм (исключая зв. дорожку)