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Dreigliedriges Vergrösserungsobjektiv
Die Erfindung ist ein dreigliedriges Vergrösserungsobjektiv des Triplettyps oder einer Tripletvariante, wobei gemäss der Erfindung zum Zwecke der gleichbleibenden oder annähernd gleichbleibenden Korrektion der optischen Bildfehler beim Durchlaufen eines Vergrösserungsbereiches die axialen Luftabstände zwischen dem negativen Mittelglied und den positiven Aussengliedern vorzugsweise in entgegengesetztem Sinne derart verändert werden, dass die Objektivbrennweite im ganzen Verstellbereich konstant oder annähernd konstant bleibt.
Bekanntlich wurden als Vergrösserungsobjektive für einen variablen Vergrösserungsbereich vorzugsweise Objektive der Triplettyps starrer Bauart verwendet, d. h. das Objektiv blieb bei jeder Vergrösserung in unveränderter Bauform, die Abstände der Linsenglieder blieben unverändert.
Diese Objektive wiesen jedoch nur für einen geringen Vergrösserungsbereich eine gute und gleichbleibende Bildqualität auf und waren nur für einen relativ kleinen Spektralbereich korrigiert.
Es sind ausserdem Vergrösserungsobjektive dreigliedriger unsymmetrischer Bauweise bekanntgeworden, bei denen jedes der Aussenglieder ein aus je einem sammelnden und einem zerstreuenden Element zusammengefügtes Kittglied positiver Brechkraft ist, wobei eine bikonkave unsymmetrische Negativlinse eingeschlossen wird. Diese bekanntgewordenen funflinsigen Vergrösserungsobjektive in Tripletvariantenform werden hinsichtlich der Forderung einer guten Bildqualität über den gebräuchlichen Vergrösserungsbereich
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führungsbrennweite von zirka 50 bis 60 mm weitgehend gerecht.
Diese bekanntgewordenen Vergrösserungsobjektive des Triplettyps oder der Tripletvarianten haben in starrer Bauweise insofern einen grossen Nachteil, als sie nur bei einer ganz bestimmten Vergrösserung optimal korrigiert sein können. Diese optimale Korrektur liegt bei einer mittleren Vergrösserung des geforderten Vergrösserungsbereiches vor.
Da aber bei Änderung des Vergrösserungsmassstabes bekanntlich eine Verlagerung der sphärischen, astigmatische, komatischen und zumeist auch der chromatischen Korrektion wie der Verzeichnung eintritt, kann ein Objektiv starrer Bauweise, insbesondere bei unsymmetrischen Objektivtypen nur bei einer bestimmten Vergrösserung Optimales leisten und in den Endstellungen des Vergrösserungsbereiches treten zwangsläufig je nach Ausdehnung dieses Intervalls in Grenzen vertretbare Qualitätsverschlechterungen der Bildleistung, zumeist infolge der Bildfeldwölbung ein. Aus diesen Gründen kann ein Vergrösserungsobjektiv unsymmetrischer, starrer Bauweise nur einen begrenzten Vergrösserungsbereich in guter Bildqualität überbrücken. Wird aber angestrebt, einen Bereich von z.
B. 12-maliger Vergrösserung bis zum Massstab 1 : 1 in gleichbleibender Qualität zu überbrücken, wird ein Vergrösserungsobjektiv unsymmetrischer, starrer Bauweise dieser Forderung nicht mehr genügen ; aber ein annähernd symmetrischer Objektivtyp würde ebenfalls in starrer Bauart dieser Anforderung nicht gerecht werden.
Die Aufgabenstellung wird hingegen noch erheblich erschwert, wenn mit einem Vergrösserungsobjektiv das Vergrösserungsintervall noch erweitert werden soll, wie z. B. von 3,3-maliger Vergrösserung über den Massstab 1 : 1 bis zur 2, 5-maligen Verkleinerung, d. h. zur 0, 4fachen Vergrösserung. Diese Aufgabe ist z.
B. zu erfüllen, wenn mit demselben Objektiv abwechselnd das Filmformat 10 x 14 mm oder 8 X 11 mm auf das Kleinbildformat 24 x 36 mm vergrössert werden soll, oder das Format 24 X 24 mm in eines der Grösse 56 x 56 mm überzuführen, die Formate 56 x 56 mm, 40 x 40 mm und 24 X 36 mm im Massstab 1 : 1 zu kopieren oder etwa das Format 60 X 90 mm in ein Dia-Format 24 x 36 mm zu verkleinern sind sowie die Möglichkeit bestehen soll, kontinuierlich alle Zwischenformate in andere Diagrössen zu vergrössern oder zu verkleinern.
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Mit einem Objektiv starrer Bauweise - ob symmetrischer oder unsymmetrischer, starrer Bauart-, ist diese Forderung nicht-in gleichbleibender Bildqualität zu erfüllen. Ein symmetrisches Objektiv könnte
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diedurfte es kaum gelingen, den Fehler des Astigmatismus nennenswert zu beeinflussen. Es hat sich gezeigt, dass dieser Fehler bei symmetrischen Typen durch axiale Verschiebung - etwa von Negativgliedern - sich annähernd konstant verhält und nicht in dem erforderlichen Masse beeinflussbar erscheint.
Die Erfindung befasst sich daher mit Objektiven des Triplettyps, insbesondere mit den fünflinsigen Tri- pletvarianten. Die Erfindung schliesst aber alle Objektive des normalen Dreilinsers wie auch vierlinsige Triplets mit verkittetem Hinterglied ein. Dieselben Überlegungen sind ebenfalls auf Tripletvarianten hö- herer Linsenzahl anwendbar.
Es hat sich gezeigt, dass durch Verschieben des ersten Linsengliedes, also durch Änderung des ersten
Luftabstandes, die sphärische und astigmatische Korrektur beeinflussbar ist. Diese Tatsache ist bereits hin- reichend für Objektive, die für unendlich entfernten Objektabstand korrigiert sind, bekannt. Durch diese
Massnahme verlagert sich aber bekanntlich der Astigmatismus wesentlich stärker als die sphärische Aber- ration, ausserdem vergrössert sich der Farbenvergrösserungsfehler und die Verzeichnung verändert ihren
Wert in nennenswertem Masse. Diese Erscheinung tritt in erheblich grösserem Masse im Vergrösserungsbe- reich von etwa 3-maliger Vergrösserung bis zum Massstab 1 : 1 auf.
Den zweiten Luftabstand allein zu verändern, erweist sich ebenfalls als ungünstig, da nur-je nach Brechkraftverteilung - eine verhältnis- mässig geringe Beeinflussung der sphärischen Aberration erzielt wird, hingegen aber eine stärkere Beein- flussung vom Farbvergrösserungsfehler, Astigmatismus und der Verzeichnung erzielbar ist.
Es wurde gefunden, dass für Vergrösserungsobjektive des Triplettyps und der Tripletvarianten die opti-
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konstant bleibt, wenn beide Luftabstände um geeignete Differenzbeträge in entgegengesetztem Richtungssinne geändert werden, d. h. wenn 11 grösser wird, muss 12 verkleinert werden0 Die absoluten Beträge der beiden Luftabstandsänderungen müssen im allgemeinen verschieden gross sein ; sie sind eine Funktion der Brechkraftverteilung innerhalb des optischen Systems.
Die beiden einander entgegengesetzten Luftabstandsänderungen können erfindungsgemäss bei geeigne- ter Brechkraftverteilung im Objektiv in ihrer optischen Wirkung so bemessen werden, dass sie dem absoluten Betrag nach gleich gross werden. Hiedurch wird der mechanische Aufbau sehr wesentlich vereinfacht, da dann bei diesen Objektiven vorbeschriebenen Aufbaus nur die Negativlinse verschoben zu werden braucht. Es ergibt sich hiezu noch der wesentliche Vorteil, dass diese Verschiebung des negativen Mittelgliedes sehr klein gehalten werden kann, sie beträgt, je nach Grösse des zu überbrückenden Vergrösserungsintervalls beispielsweise zirka 10/0 der Objektivbrennweite.
Ein weiterer Vorteil ist besonders darin zu erblicken, dass durch diese Massnahme die Objektivbrennweite sich nur vernachlässigbar ändert ; die Toleranz beträgt nur etwa plus oder minus einige Promille der Objektivbrennweite. Diese Tatsache ist insofern yon Bedeutung, als eine automatische Objektivsteuerung in mechanischer Hinsicht keiner Änderung bedarf.
Der Erfindungsgedanke ist in folgenden beiden Ausführungsbeispielen verwirklicht. Beide Objektivbeispiele sind in der Objektivbrennweite f = 1, 0, Beispiel 1 für ein Öffnungsverhältnis 1 : 5, 6 und Beispiel 2 für ein Öffnungsverhältnis 1 : 4,5 angegeben. Mit den angegebenen Konstruktionsdaten und den ange-
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sindtrisch optisch als auch für das Spektralgebiet von der Wellenlänge 400 mf. bis 720 mp korrigiert. Für das Beispiel 1 ist in nachfolgender Zusammenstellung die Verschiebung der Negativlinse durch die veränderten Werte für die Luftabstände 11 und 12 für die zugehörige Vergrösserung angegeben. Die Zusammenstellung enthält zusätzlich für die Mittel-und Endstellungen die Angabe der Brennweite des Vergrösserungsobjektivs.
Es wird in diesem Fall durch die anspruchsgemässe Verschiebung des negativen Mittelgliedes ein Vergrösserungsintervall von 3,3-maliger bis 0, 4-maliger Vergrösserung erzielt bei annähernd gleichbleibender Korrektur aller Bildfehler. Für das Beispiel 2 liegt die Verschiebung des Negativgliedes in dergleichen Grössenordnung, um den angegebenen Vergrösserungsbereich zu überbrücken. Die Erfindung schliesst mit ein, dass durch die angegebene Massnahme ein anderer Vergrösserungsbereich überbrückt werden kann.
In den Beispielen sind die Radien mit R... Rg, die axialen Linsendicken mit dl... dg, die Luftabstän-
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zeichnet.
Die Brechungsindices beziehen sich auf die Wellenlänge von 587, 6 mu. Die Konstruktionselemente sind fortlaufend numeriert, u. zw. in Richtung auf die Negativebene zu. Die Negativebene ist mit N und
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die Positivebene mit P, die Blendenebene mit B bezeichnet.
Beispiel 1: Vergrösserungsobjektiv mit verschiebbarer Negativlinse, Öffnungsverhältnis 1 : 5,6, Objektivbrennweite f = l, 0
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<tb>
<tb> R1 <SEP> + <SEP> 0,304581
<tb> d1 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 073122 <SEP> ni <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 62041 <SEP> V1 <SEP> = <SEP> 60, <SEP> 29 <SEP>
<tb> R2 <SEP> =-0, <SEP> 397029
<tb> d2 <SEP> = <SEP> 0,020245 <SEP> n2 <SEP> = <SEP> 1,56138 <SEP> v2 <SEP> = <SEP> 45,27
<tb> Rs <SEP> = <SEP> + <SEP> 5,646563
<tb> 11 <SEP> = <SEP> 0,048082
<tb> R <SEP> = <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 471936
<tb> d3 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 009989 <SEP> nus <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 53172 <SEP> Vs <SEP> = <SEP> 48, <SEP> 87 <SEP>
<tb> Rs <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,268806
<tb> 12 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 073654
<tb> Re <SEP> = <SEP> - <SEP> 8, <SEP> 666941
<tb> d4 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 014917 <SEP> n4 <SEP> = <SEP> 1,
<SEP> 51742 <SEP> v4 <SEP> = <SEP> 52, <SEP> 16 <SEP>
<tb> R7 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 296830 <SEP>
<tb> ds <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 081246 <SEP> ns <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 62041 <SEP> Vs <SEP> = <SEP> 60, <SEP> 29 <SEP>
<tb> R8 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 457032
<tb>
Objektivbaulänge 0, 321257 Abstand der Blende von der 3.
Fläche 0,013851 Angabe über Grösse der Linsenverschiebung für die zugeordnete Vergrösserung :
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<tb>
<tb> Vergrösserung <SEP> Geänderter <SEP> Geänderter <SEP> Objektivbrennweite
<tb> Luftabstand <SEP> 11 <SEP> Luftabstand <SEP> 12
<tb> 3, <SEP> 3fach <SEP> 0, <SEP> 052743 <SEP> 0,068993 <SEP> 0, <SEP> 994033 <SEP>
<tb> 2,4fach <SEP> 0,051811 <SEP> 0,069925
<tb> 1, <SEP> 4fach <SEP> 0, <SEP> 049280 <SEP> 0, <SEP> 072456 <SEP>
<tb> 1, <SEP> Ofach <SEP> 0, <SEP> 048082 <SEP> 0,073654 <SEP> 1, <SEP> 000000 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 7fach <SEP> 0, <SEP> 047149 <SEP> 0,074587
<tb> 0, <SEP> 4fach <SEP> 0, <SEP> 046084 <SEP> 0, <SEP> 075652 <SEP> 1, <SEP> 002437 <SEP>
<tb>
Beispiel 2 : Vergrösserungsobjektiv mit verschiebbarer Negativlinse, Öffnungsverhältnis 1 :
4,5, Objektivbrennweite f = 1, 0
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<tb>
<tb> R1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 297141 <SEP>
<tb> d1 <SEP> = <SEP> 0,079789 <SEP> n1 <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 62041 <SEP> u1 <SEP> = <SEP> 60, <SEP> 29 <SEP>
<tb> R2 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 378552
<tb> d2 <SEP> = <SEP> 0,0210195 <SEP> n2 <SEP> = <SEP> 1,56138 <SEP> v2 <SEP> = <SEP> 45,27
<tb> R3 <SEP> = <SEP> + <SEP> 6, <SEP> 248737 <SEP>
<tb> 11 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 045523 <SEP>
<tb> R4 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,461851
<tb> ds <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 008276 <SEP> ns <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 53172 <SEP> Us <SEP> =48, <SEP> 87 <SEP>
<tb> R5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 261864 <SEP>
<tb> 12 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 081279
<tb> R6 <SEP> =-6, <SEP> 609280 <SEP>
<tb> d4 <SEP> = <SEP> 0,014898 <SEP> n4 <SEP> = <SEP> 1,51742 <SEP> v4 <SEP> = <SEP> 52,16
<tb> R7 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,455693
<tb> dg <SEP> = <SEP> 0,
<SEP> 060752 <SEP> ns <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 62041 <SEP> Vs <SEP> = <SEP> 60, <SEP> 29 <SEP>
<tb> Rs <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,455693
<tb>
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Die Veränderungen der Luftabstände 11 und 12 beim Durchlaufen des angegebenen Vergrösserungsintervalls bewegen sich in derselben Grössenordnung wie im Beispiel 1.
Die Zeichnung stellt einen Schnitt durch ein Objektiv, entsprechend dem Beispiel 1, dar. Wegen der
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Kleinheit der Verschiebung der negativen Mittellinse ist diese durch einen Doppelpfeil a unter der Linse angedeutet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dreigliedriges Vergrösserungsobjektiv des Triplettyps oder einer Tripletvariante, dadurch gekenn- zeichnet, dass zum Zwecke einer gleichbleibenden oder annähernd gleichbleibenden Korrektion der optischen Bildfehler beim Durchlaufen eines Vergrösserungsbereiches die axialen Luftabstände zwischen dem negativen Mittelglied und den positiven Aussengliedern vorzugsweise in entgegengesetztem Sinne derart verändert werden, dass die Objektivbrennweite im ganzen Verstellbereich konstant oder annähernd konstant bleibt.