Optisches System mit Auswechselgliedern zur Änderung des Abbildungsmassstabes Es ist bereits vorgeschlagen worden, photogra phische Objektive zum Zwecke der Änderung des Abbildungsmassstabes - durch Verlängern oder Verkürzen der Brennweite - bei im wesentlichen gleicher wirksamer Schnittweite mit auswechselbaren Systemteilen zu versehen, während ein bildseitiger, ein- oder mehrgliedriger Objektivteil feststehend an geordnet ist.
Die Beseitigung der Bildfehler bei derartigen Auswechselobjektiven bereiteten dem rechnenden Optiker stets erhebliche Schwierigkeiten, da einmal das - normalbrennweitige - Grundobjektiv eine ausreichende Bildqualität aufweisen soll, gleichzeitig aber auch die Linsenkombination: feststehender Teil des Grundobjektivs j- vorgeschaltetem Austausch glied, in der Leistung befriedigen muss. Ausreichende Bildgüte konnte bei solchen Auswechselobjektiven aber erst in neuerer Zeit nach Überbrückung von optischen und mechanischen Schwierigkeiten er reicht werden. So sind bereits optische Auswechsel systeme bekanntgeworden, die die Austauschbarkeit von Objektivteilen zur Brennweitenverkürzung bzw.
Brennweitenverlängerung eines normalbrennweitigen Grundobjektivs ermöglichen. Dem Brennweitenbe reich waren allerdings gewisse Grenzen gesetzt, bei deren überschreitung - insbesondere für das Tele- system - untragbar grosse Linsenabmessungen not wendig werden würden.
Während bei den bisherigen Austauschsystemen in dem einen Fall anstelle des entnommenen Vorder gliedes des Grundobjektivs ein Ersatzglied mit teil weiser Brennweitenverkürzung und eventuell zusätz lich ein die Brennweite noch weiter verkürzendes umgekehrtes Galileisches Fernrohr, und in dem an dern Fall ein um die positive Brechkraft eines Ersatz gliedes verminderte negative Brechkraft eines Gali- leischen Fernrohrs in Anwendung kam, so liegt der Erfindung die Anwendung einer Zwischenabbildung zu Grunde.
Es soll ebenfalls das Vorderglied des Grundobjektivs entnommen und statt dessen ein mehrgliedriges System eingesetzt, dessen blenden- seitiger Teil als Ersatzglied für das entnommene Vorderglied angesehen werden kann, während die davor angeordneten Glieder der Wirkung eines Okulars entsprechen. Beide Systemteile ergeben dann in Verbindung mit dem der Blende nachgeordneten Hinterglied des Grundobjektivs brechkraftsmässig die Voraussetzung, bei gegebener Einstellebene des ge samten Grundobjektivs dieser Einstellebene eine Objektebene für den Abbildungsmassstab von etwa 1 : 1 zuzuordnen.
Durch geeignete Korrektionsmerk- male ist es ferner möglich, die Objektebene zur Einstellebene für alle optischen Bildfehler zu korri gieren.
Ein derartiges System erweitert demnach die An wendungsmöglichkeiten einer mit den bekannten Auswechselgliedern ausgerüsteten Kamera dahin gehend, dass einmal Nahaufnahmen im Abbildungs massstab von etwa 1 : 1 erzielt werden, zum andern durch Vorsetzen eines weiteren optischen Systems vor diese Objektebene beliebig langbrennweitige Wechselobjektive geschaffen werden können.
Mit der Erfindung werden diese prinzipiellen For derungen dadurch verwirklicht, dass der der Objekt seite zugekehrte vordere Systemteil zum Zwecke einer extremen Nahabbildung durch ein aus zwei Systemteilen bestehendes Austauschglied ersetzbar ist, von denen der objektseitige Teil aus drei durch Luft getrennten Linsenelementen besteht, deren erste Linse als zur Objektebene hohler Meniskus ne gativer Brechkraft und die folgenden beiden Linsen elemente bikonvex ausgebildet sind, während der blendenseitige Teil aus zwei Menisken verschiedener Brechkraftsvorzeichen mit zur Blende hohlen Flächen besteht, welche beiden Glieder durch einen Luft abstand getrennt sind und deren eines aus Glas mit einem höheren Brechwert als 1,
7 für die d-Linie des Heliumspektrums besteht, so dass dieser Objektiv kombination zum Zwecke einer extremen Brenn weitenverlängerung ein weiteres Objektivsystem kombiniert mit einem Feldlinsensystem vorgeordnet werden kann.
Zweckmässig ist eine derartige Verteilung der Brechkräfte in dem vordern Austauschglied vor gesehen, dass ein Abbildungsverhältnis von 1 : 0,8 bis 1:1,2 bei gleichbleibender, für das Grund- objektiv geltender Schnittweite s'lo bzw. s'16 erzielt wird.
Für die Herbeiführung der Achromasie sind vor teilhaft zwei der Linsen im vordern Austauschglied miteinander verkittet.
In der nachfolgenden Zahlentabelle A sind als Ausführungsbeispiel die Konstruktionsdaten eines Gauss-Doppelobjektivs mit dem relativen Öffnungs verhältnis von 1 : 2 und der Brennweite f' = 100 an gegeben, bestehend aus dem auswechselbaren Vor derglied 1 und dem feststehenden Hinterglied 1I. In Übereinstimmung mit Fig. 1 der Zeichnung sind die Linsenradien mit r und die Dicken und Luftabstände mit d bezeichnet:
EMI0002.0015
<I>Zahlentabelle <SEP> A</I>
<tb> Öffnungsverhältnis <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 2 <SEP> f <SEP> = <SEP> 100 <SEP> s'10 <SEP> = <SEP> 72,4
<tb> <I>%</I> <SEP> 1'd
<tb> r, <SEP> = <SEP> + <SEP> 54,83
<tb> <I>L1 <SEP> dl <SEP> =</I> <SEP> 6,7<B>1</B> <SEP> 1,67003 <SEP> 47,2
<tb> r2 <SEP> = <SEP> -i- <SEP> 156,25
<tb> <I>d2 <SEP> = <SEP> 1,27</I> <SEP> (Luftabstand)
<tb> I <SEP> r3 <SEP> = <SEP> -i- <SEP> 39,67
<tb> <I>L</I>2 <SEP> <I>d3 <SEP> =</I> <SEP> 8,93 <SEP> 1,69347 <SEP> 53,5
<tb> r4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 168,32
<tb> <I>L3 <SEP> d4 <SEP> =</I> <SEP> 3,52 <SEP> 1,66446 <SEP> 35,9
<tb> r, <SEP> _ <SEP> -y- <SEP> 25,89
<tb> d, <SEP> = <SEP> 21,21 <SEP> (Blendenraum)
<tb> r6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 30,20
<tb> L4 <SEP> d6 <SEP> = <SEP> 3,17 <SEP> 1,63980 <SEP> 34,6
<tb> r7 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 90,18
<tb> <I>L5 <SEP> d7 <SEP> =</I> <SEP> 11,
88 <SEP> 1,65844 <SEP> 50,8
<tb> II <SEP> Ys <SEP> = <SEP> - <SEP> 41,87
<tb> ds <SEP> = <SEP> 0,21 <SEP> (Luftabstand)
<tb> r0 <SEP> = <SEP> + <SEP> 2359,37
<tb> <I>LG <SEP> d0 <SEP> = <SEP> 5,25</I> <SEP> 1,74472 <SEP> 44,7
<tb> rlo <SEP> = <SEP> - <SEP> 77,24 Das vordere Austauschglied 1 besteht aus den Linsen Ll-L3, das feststehende Hinterglied 1I aus den Linsen L4-L6.
Nach dem Entfernen des vordern Systemteils I und dem Vorschalten eines Austauschgliedes zum Zwecke der angestrebten Nahabbildung für den Abbildungsmassstab 1 : 1 entsteht ein Gesamtobjek tiv der relativen Öffnung 1 : 5,6 bei einer Brenn- weite f = 54,6 mm, bezogen auf die Brennweite f' = 100 mm des Grundobjektivs für den Abbil dungsmassstab 1 : 1.
Die folgende Zahlentabelle B zeigt in überein stimmung mit Fig. 2 der Zeichnung ein zweites Aus führungsbeispiel, wobei die Linsenradien ebenfalls mit<I>r</I> und die Dicken und Luftabstände mit<I>d</I> be zeichnet sind:
EMI0003.0001
<I>Zahlentabelle <SEP> B</I>
<tb> Öffnungsverhältnis <SEP> 1 <SEP> :
<SEP> 5,6 <SEP> <I>f</I> <SEP> = <SEP> 54,6 <SEP> <I>s <SEP> - <SEP> - <SEP> 82,7</I> <SEP> s'16 <SEP> - <SEP> 72,2
<tb> r1 <SEP> = <SEP> - <SEP> 35,31 <SEP> <I>na <SEP> vd</I>
<tb> L1 <SEP> d1 <SEP> = <SEP> 5,09 <SEP> 1,68893 <SEP> 31,1
<tb> r2 <SEP> = <SEP> - <SEP> 50,16
<tb> d2 <SEP> = <SEP> 0,21 <SEP> (Luftabstand)
<tb> r3 <SEP> = <SEP> -i- <SEP> 135,48
<tb> <I>L2 <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 4,22</I> <SEP> 1,62041 <SEP> 60,3
<tb> I <SEP> r4 <SEP> = <SEP> - <SEP> 147,47
<tb> d4 <SEP> = <SEP> 0,42 <SEP> (Luftabstand)
<tb> r<I>;;</I> <SEP> - <SEP> -f- <SEP> 68,38
<tb> <I>L3</I> <SEP> d5 <SEP> - <SEP> 1,69 <SEP> 1,67270 <SEP> 32,2
<tb> r6 <SEP> = <SEP> ',- <SEP> 44,72
<tb> <I>L4 <SEP> d<B>6</B> <SEP> - <SEP> 4,92</I> <SEP> l,50657 <SEP> 62,0
<tb> r;
<SEP> = <SEP> - <SEP> 72,22
<tb> d7 <SEP> = <SEP> 0,21 <SEP> (Luftabstand)
<tb> rs <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 20,21
<tb> <I>L5 <SEP> ds <SEP> =</I> <SEP> 5,49 <SEP> 1,72000 <SEP> 50,3
<tb> . <SEP> ro <SEP> - <SEP> -E- <SEP> 86,48
<tb> Il <SEP> dg <SEP> = <SEP> 1,58 <SEP> (Luftabstand)
<tb> r10 <SEP> = <SEP> + <SEP> 312,19
<tb> L<B><I>6</I></B> <SEP> dlo <SEP> = <SEP> 1,69 <SEP> l,61659 <SEP> 36,6
<tb> r11 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 14,92 <SEP> d11 <SEP> = <SEP> 13,72 <SEP> (Luftabstand)
<tb> r12 <SEP> = <SEP> - <SEP> 30,20
<tb> <I>L</I><B>7</B> <SEP> d12 <SEP> = <SEP> 3,17 <SEP> 1,63980 <SEP> 34,6
<tb> r13 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 90,18
<tb> L<B><I>8</I></B> <SEP> d13 <SEP> = <SEP> 1l,88 <SEP> 1,65844 <SEP> 50.8
<tb> III <SEP> j'i4 <SEP> = <SEP> - <SEP> 41,87
<tb> d14 <SEP> - <SEP> 0,21 <SEP> (Luftabstand)
<tb> <I>r15 <SEP> =</I> <SEP> -f- <SEP> 2359,
37
<tb> L9 <SEP> d15 <SEP> = <SEP> 5,25 <SEP> 1,74472 <SEP> 44,7
<tb> <B>1.16</B> <SEP> _ <SEP> - <SEP> 77,24 Der hinter dem Blendenraum verbleibende Teil des Grundobjektivs ist nun mit <B>111</B> bezeichnet, wäh rend sich das Austauschglied aus den beiden System teilen I und II aufbaut. Der objektseitige Teil besteht aus drei durch Luft getrennten Gliedern, von denen das erste Glied ein zur Objektebene hohler Meniskus negativer Brechkraft, das zweite und dritte Glied da gegen von bikonvexer Form sind; der nachfolgende Teil 1I besteht aus je einem positiven und negativen Meniskus mit zur Blende hohlen Flächen, die durch einen Luftabstand getrennt sind.
Der positive Me niskus L5 ist aus Glas mit einem höheren Brechwert als 1,7 für die d-Linie des Heliumspektrums her gestellt.
Wie bereits eingangs ausgeführt, können einem solchen System zur Erzielung von Nahaufnahmen im Abbildungsmassstab von etwa 1 : 1 auch weitere optische Glieder vorgeschaltet werden, um damit ein beliebig langbrennweitiges Objektiv zu erhalten. Den konstruktiven Aufbau eines derart kombinierten Wechselobjektivs zeigt schematisch Fig. 3 der Zeich nung.
Den beiden Systemteilen I und 1I des Austausch gliedes und dem feststehenden Teil III des Grund objektivs ist zur Erzielung der geforderten extremen Brennweitenverlängerung ein weiteres Objektiv system vorgeordnet, bestehend z. B. aus einem Fern rohrobjektiv O (oder auch einem beliebigen mehr gliedrigen Photoobjektiv langer Brennweite) sowie einem mindestens aus zwei Sammellinsen aufgebau ten Feldlinsensystem F derartiger Dimension und Anordnung, dass die Austrittspupille des Objektiv systems O in die Eintrittspupille der Nahabbildungs- optik I-III abgebildet wird.