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Optische Einrichtung, insbesondere Hir die photographische oder kinematographische Aufnahme mittels gaufrierter Farbfilme.
Bei der Aufnahme von Farbenfilmen mit gaufriertem Schichtträger hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Objektive zu verwenden, deren Austrittspupille im Unendlichen liegt, damit das in der Blendenebene des Objektivs angeordnete, selektive Farbenfilter von der Seite des Films aus gesehen im Unendlichen erscheint. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde vorgeschlagen, das Objektiv mit Kollimatorlinsen auszurüsten oder besonders kollimatierte Objektive zu verwenden, wie sie im französichen Patent Nr. 605875 beschrieben sind.
Bei der praktischen Ausführung kann man aber Objektive mit kurzer Brennweite nicht verwenden, weil sie Kollimatorlinsen sehr kurzer Brennweite verlangen und den Nachteil besitzen, eine so starke Bildfeldkrümmung zu bedingen, dass die Bilder an ihren Rändern flau oder verschwommen werden.
Die Erfindung bezweckt die Umgestaltung kollimatierter Objektive in solche kürzerer Brennweite und besserer Feldkrümmungskorrektur, so dass man kollimatierte Objektive kurzer Brennweite erhält, die sich durch Schärfe des Bildfeldes an seinen Rändern auszeichnen. Zu diesem Zwecke wird gemäss der Erfindung vor dem kollimatierten Aufnahmeobjektiv eine negative Linse oder ein negatives achromatisches Objektiv angeordnet, dessen Brennweite und dessen Abstand vom Aufnahmeobjektiv gemäss den Formeln der Optik für die Petzwalsche Krümmung und für die Brennweite und den Bildabstand von Linsensystemen derart ermittelt sind, dass das ganze System eine bestimmte kleinere Brennweite (grösseres Feld) als das Aufnahmeobjektiv allein hat und eine tunlichst grosse Randschärfe (geringe Bildkrümmung) ergibt.
Man erhält so dasselbe Ergebnis, als ob die Aufnahme mit einem Objektiv von kürzerer Brennweite erfolgt wäre, und die Schärfe bleibt dabei an den Bildrändern vollkommen.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch veranschaulicht.
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nahmeobjektiv von der Brennweite f und dem Durchmesser oder der wirksamen Öffnung d bezeichnet.
Es sei N die Negativlinse von der Brennweite/"und dem Durchmesser D in dem Abstande e von dem Objektiv O. Alle diese Elemente, Objektive und Linsen, werden als unendlich dünn gedacht, um die Darstellung zu vereinfachen.
Die Kollimatorlinse, die mit dem Bilde fast in Kontakt steht, spielt weder bei der Berechnung des Feldes noch der der Brennweite eine Rolle.
Das nachstehende rechnerische Beispiel beweist den Vorzug des neuen Systems :
Unter der Voraussetzung, dass die Aufnahme mit dem Objektiv 0 von der Brennweite f = 50 mm geschehen ist, muss man eine Kollimatorlinse von derselben Brennweite, d. h. f'= 50 mm anwenden.
Wenn man eine Kollimatorlinse aus besonders dichtem Flintglas vom Brechungsindex n = 1'8 benutzt, so wird die Feldkrümmung oder Petzwalsche Krümmung, die durch diese Linse eingeführt wird, gleich
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sein, d. h. dass das Bildfeld einen Krümmungsradius von 90 mM hat und die Unschärfe in den Ecken
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Wenn man nun aber vor dieses System im Abstande von e = 100 mm eine Negativlinse von der Brennweite f =-200 mu stellt, so erhält man als totale Brennweitenentfernung :
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Das Objektiv 0 befinde sich jetzt im wirklichen Abstande X von der photographisehen Schicht, u. zw. ist :
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Die neue Kollimatorlinse a muss also eine Brennweite f'= 60 mm haben.
Daher ist die Petzwalsche Krümmung
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wobei in diesem Beispiel als Brechungsindex für die Negativlinse r {' = 1'5 angenommen wurde.
Es ist also der Krümmungsradius R = 168'7 mm und die Unschärfe an den Rändern wird bei einer Bildgrösse von 18 x 24 mm 0'25 mm nicht überschreiten.
Demnach. erhält man mit dieser neuen Anordnung statt eines Objektivfeldes von 50 mm Brennweite und 90 mm Krümmungsradius ein Objektivfeld von 40 mm Brennweite mit einem wesentlich besseren Krümmungsradius von 168 mm. Der hierdurch erreichte Fortschritt hinsichtlich der Vergrösserung der Feldgrösse und der Randschärfe ist gewaltig.
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Der Durchmesser der Negativlinse wird
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wenn d = 25 mm, f = 50 mm und e = 100 mm sind.
Die vorstehenden Rechnungen lassen sich in den drei folgenden Gleichungen zusammenfassen :
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Aus beiden Gleichungen (1) und (2) folgt :
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Wenn man bei einem gegebenen Aufnahmeobjektiv 0 mit einem gegebenen Brennweitenabstand f die Petzwalsche Krümmung P und das Objektivfeld mit der Brennweite F erhalten will, so genügt es, die beiden Gleichungen nach den beiden Unbekannten, nämlich e und f, aufzulösen, welche den Abstand der Negativlinse vom Objektiv 0 und die Brennweite dieser Linse ergeben.
Es wird naturgemäss meist günstig sein, die einfache Negativlinse durch ein negatives Objektiv zu ersetzen, dessen Aberration in geeigneter Weise behoben ist. Man wird beispielsweise ein achromatisches Objektiv verwenden, dessen sphärische Aberration und dessen Astigmatismus korrigiert sind.
Nach diesem Prinzip kann man übrigens ein neues Weitwinkelobjektiv berechnen, das an ein umgekehrtes Teleobjektiv erinnert, wobei es genügt, hinsichtlich der Aberration dieselben Prinzipien der klassischen geometrischen Optik wie bei den gewöhnlichen Teleobjektiven anzuwenden, doch muss man dabei berücksichtigen, dass in dem besonderen Falle der Anwendung auf die Farbenphotographie eine Kollimatorlinse vorhanden ist, wodurch die Petzwalsche Krümmung in die Rechnung des Objektives eingeführt wird.