CH350122A - Vergrösserungs-Weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

      Vergrösserungs-Weitwinkelobjektiv       Die Erfindung betrifft ein     Vergrösserungs-Weit-          winkelobjektiv,    das aus vier durch Luftabstände von  einander getrennten Gliedern besteht, und zwar, be  zogen auf den Strahlengang, einem sammelnden       meniskenförmigen    Vorderglied, zwei ebenfalls     menis-          kenförmigen    zerstreuenden, aus je zwei miteinander  verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft zu  sammengesetzten Gliedern, die die Blende einschlie  ssen, wobei die den     Blendenraum    begrenzenden Flä  chen dieser Glieder einander ihre hohlen Seiten zu  kehren,

   und aus einem sammelnden     meniskenförmi-          gen    Hinterglied, wobei die hohlen Seiten aller Linsen  flächen - auch die der Kittflächen - der Blende  zugekehrt sind.  



  Bekanntlich wurden bisher vorzugsweise Objek  tive des     Triplettyps    und des unter dem Namen     Tessar     bekannten Typs als Vergrösserungsobjektive verwen  det, die jedoch nur für einen geringen Vergrösserungs  bereich und ein relativ kleines Bildfeld eine gute und  gleichbleibende Bildqualität aufwiesen und nur für  einen relativ kleinen     Spektralbereich    korrigiert waren.  Es sind in jüngster Zeit     fünflinsige    Vergrösserungs  systeme in     Tripletvarianten    bekanntgeworden, die  der Forderung einer guten Bildqualität über den ge  bräuchlichen Vergrösserungsbereich und dem erfor  derlichen     Spektralgebiet    gerecht werden.

   Diese be  kanntgewordenen     Vergrösserungsobjektive    vermögen  z. B. in einer Ausführungsbrennweite von etwa 50 bis  60 mm das Negativformat 24 X 36     mm    im Ver  grösserungsbereich von etwa 2 bis 12     wiederzugeben;     diese Objektive erfassen somit     einen    normal anzu  sprechenden Bildwinkel.     Vergrösserungs-Weitwinkel-          objektive    hingegen waren bisher unbekannt.  



  Die Erfindung strebt die Schaffung eines     Ver-          grösserungs-Weitwinkelobjektivs    der vorerwähnten  Art an, dessen Bildfeld derart erweitert ist, dass z. B.  bei entsprechender Ausführungsbrennweite von etwa    60 mm das Negativformat von 50 X 50 mm im ge  samten Vergrösserungsbereich von 2 bis 12 wieder  gegeben werden     kann.    Ausserdem soll die Bildqualität  des     Vergrösserungs-Weitwinkelobjektivs    so verbessert  werden,

   dass der durch die modernen Aufnahme  objektive erzielte Gewinn an Bildschärfe auch in der  Vergrösserung über den gesamten Vergrösserungsbe  reich erhalten bleibt und bei dem sich die     Fehlerkor-          rektion    auf ein erweitertes     Spektralgebiet    erstreckt, so  dass die Verwendung gleichermassen für     Schwarzweiss-          Vergrösserungen    und anderseits für     Color-Vergrösse-          rungen    ermöglicht wird.  



  Die Erfindung bezweckt ausserdem das     Vergrösse-          rungs-Weitwinkelobjektiv    in seiner' geometrisch  optischen Korrektur in sphärischer,     astigmatischer,          komatischer    Hinsicht wie auch in der Verzeichnung  derart zu verfeinern, dass die selbst den Normalobjek  tiven noch meist anhaftende     Bildfeldwölbung,    die  besonders im     Vergrösserungbereich    3 bis 1,5 stören  würde, völlig beseitigt ist.

   Bereitet die Beseitigung der       Bildfeldwölbung    über den gesamten Vergrösserungs  bereich bereits bei den Vergrösserungsobjektiven mit  üblichem     Bildwinkel    schon grosse Schwierigkeiten, so  wachsen diese für ein     Vergrösserungs-Weitwinkel-          objektiv    ausserordentlich stark an.

   Deshalb basiert die  Erfindung auf dem für Aufnahmezwecke bekannt  gewordenen     Gausstyp    auf, da bei einem     Objektivtyp     einer     Tripletvariante    als     Vergrösserungs-Weitwinkel-          objektiv    nicht die verfeinerte     astigmatische    und     koma-          tische    Korrektur über einen so grossen Winkel erreich  bar ist.

   Vor allem sind aber die     astigmatischen    Scha  lenverlagerungen bei     Tripletvarianten    im Rahmen       eines    12maligen bis 2maligen Vergrösserungsmassstabes  nennenswert grösser, als dieses unter gewissen Vor  aussetzungen beim     Gausstyp    der Fall ist. Aus diesem  Grunde geht die Erfindung von einem     Gausstyp    aus,  bei dem nicht nur alle Linsenglieder, sondern vorzugs-      weise alle sechs Einzellinsen Menisken sind, die derart  um die Blende angeordnet sind, dass die hohlen Seiten  aller Linsenflächen der Blende zugekehrt     sind.     



  Das     Vergrösserungs-Weitwinkelobjektiv    gemäss  der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekenn  zeichnet, dass die unmittelbar vor und nach der Blende  angeordneten     meniskenförmigen    Negativglieder der  artige     Durchbiegungen    aufweisen, dass das     Verhältnis     des     Krümmungsradius    der jeweils der Blende zuge  kehrten     Glas-Luft-Fläche    zum     Krümmungsradius    der  jeweils der Blende     abgekehrten        Glas-Luft-Fläche    bei  dem, bezogen auf den Strahlengang, vor der Blende  liegenden Negativglied grösser als 0,70 und kleiner  als 0,

  75 und bei dem hinter der Blende liegenden  Negativglied grösser als 0,75 und kleiner als 0,80 ist,  wobei sich die Differenz der Radien des einen Nega  tivgliedes von der Differenz der Radien des anderen  Negativgliedes dem absoluten Betrage nach höchstens  um das     0,02fache    der     Objektivbrennweite    unterschei  det und der axiale Luftabstand dieser Glieder im       Blendenraum    grösser ist als das     3,5fache,    dagegen  kleiner als das     4,5fache    der Differenz der absoluten  Beträge der Radien der den     Blendenraum    begrenzen  den Linsenflächen.  



  Die vorstehend für die Kennzeichnung des Erfin  dungsgegenstandes insgesamt aufgestellten konstruk  tiven Bedingungen lassen sich in der gebräuchlichen  formelmässigen Darstellung wie folgt ausdrücken:  
EMI0002.0017     
    (c)     [!R"-R,1-!R,-R"I]G0,02.f          (d)        3,5#[IR,!-(R.1l < l2 < 4,5.[IR,1-IRsi]     Hierbei und für alles Nachfolgende bezeichnen:

         n1    . . .     n.    den Brechungsindex der Gläser in der  durch den Strahlengang gegebenen Reihen  folge, bezogen auf die     d-Linie    des Spek  trums (587,6     my),     f die     Objektivbrennweite,          R1   <B>...</B>     Rio    den     Krümmungsradius    der quer zur opti  schen Achse stehenden Begrenzungsflächen  der Gläser     in    der durch den Strahlengang  gegebenen Reihenfolge,  h den axialen Luftabstand der einander zu  gekehrten Begrenzungsflächen der beiden  ersten Glieder, in der optischen Achse  gemessen, bezogen auf die durch den  Strahlengang gegebene Reihenfolge,       l#,

      den entsprechenden axialen Luftabstand  im     Blendenraum    für die beiden mittleren  Glieder,  <B>13</B> den entsprechend axialen Luftabstand für  die beiden     letzten    Glieder,       dl   <B>...</B>     d6    die     Einzeldicke    der Gläser, in der op  tischen Achse gemessen, in der durch den  Strahlengang gegebenen Reihenfolge,         "i   <I>. . .</I>     v%    die     Abbe-Zahlen    der verwendeten Gläser,  
EMI0002.0039  
   die Brechkräfte.  



  Vorteilhaft unterscheiden sich die absoluten Be  träge der Radien der     Objektivaussenflächen    höchstens  um das     0,03fache    der     Objektivbrennweite,    entspre  chend der Formel:         [IRl1-1Rio1] < 0,03#f     Eine chromatische Abbildungsqualität über das  für     Color-    und Schwarzweiss-Vergrösserungen erfor  derliche     Spektralgebiet    lässt sich dadurch erreichen,  dass die Linsen der vor der Blende liegenden Objektiv  hälfte aus Gläsern bestehen, deren     Brechungsindices,     bezogen auf die     d-Linie    des Spektrums (587,6     mii),     der Bedingung  
EMI0002.0049     
    genügen,

   und die     Brechungsindices    für die Gläser der  Linsen der hinter der Blende liegenden     Objektivhälfte     die Bedingung  
EMI0002.0052     
    erfüllen, und ausserdem für die Dispersion der Gläser  die     Abbeschen    Zahlen folgenden Zusammenhang  aufweisen:

         (1a)        0,7G        v2   <U>v3</U><B> < </B>     vs        v4        --    3,0  -     vr-vs        vl-vs    -    Durch die gleichzeitige Erfüllung aller vorstehend  aufgestellter Bedingungen ist es gelungen, ein     Ver-          grösserungs-Weitwinkelobjektiv    zu erzielen, bei dem  die Fehlerbeseitigung so weit und gleichmässig durch  geführt ist, dass die     Bildleistung,    die das Objektiv bei  voller     öffnung    aufweist, durch Abblendung kaum  noch gesteigert wird.

   Dieser Erfolg ist um so höher  zu bewerten, als die Verfeinerung der     Korrektion    in       geometrisch-optischer    als auch in chromatischer Hin  sicht über den weiten     Spektralbereich    und die Besei  tigung der     Bildfeldwölbung    im ganzen Vergrösse  rungsbereich in einer bessern Qualität über das sehr  erweiterte Bildfeld gelang, als dies für das übliche  Bildfeld eines     Normal-Vergrösserungsobjektivs    bis  lang bekannt war.    Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des  Erfindungsgegenstandes im Mittellängsschnitt, wobei  durch die Linie     B-B    die Blende angedeutet ist und  N die Negativebene, P dagegen die Positivebene  bezeichnen.  



  Die nachfolgend angeführten Zahlen für Radien,  Dicken, Luftabstände,     Brechungsindices    und     Abbe-          Zahlen    gelten für ein     Vergrösserungs-Weitwinkel-          objektiv    1 : 4, mit einer Brennweite von f = 1,0 und       Korrektion_    für das Vergrösserungsintervall von 12  bis 1,5:

      
EMI0003.0001     
  
    <I>Zahlentafel</I>
<tb>  Krümmungsradien <SEP> I <SEP> Dicken <SEP> und <SEP> Luftabstände <SEP> I <SEP> Brechungsindices <SEP> Abbd-Zahlen
<tb>  R1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,69237 <SEP> dl <SEP> = <SEP> 0,06254 <SEP> n1 <SEP> = <SEP> 1,71700 <SEP> v1 <SEP> = <SEP> 47,9
<tb>  R2 <SEP> = <SEP> + <SEP> 2,30294 <SEP> <B>1</B>1 <SEP> = <SEP> 0,00993 <SEP> n2 <SEP> = <SEP> 1,63930 <SEP> v2 <SEP> = <SEP> 45,0
<tb>  R3 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,30231 <SEP> d<B><I>2</I></B> <SEP> = <SEP> 0,09844 <SEP> n3 <SEP> = <SEP> 1,63980 <SEP> v3 <SEP> = <SEP> 34,6
<tb>  R4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 3,30882 <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 0,01324 <SEP> n4 <SEP> = <SEP> 1,69895 <SEP> v4 <SEP> = <SEP> 30,1
<tb>  R5 <SEP> = <SEP> <B>1</B>- <SEP> 0,22275 <SEP> l., <SEP> = <SEP> 0,26074 <SEP> n.

   <SEP> = <SEP> 1,69350 <SEP> v5 <SEP> = <SEP> 53,4
<tb>  R6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,28679 <SEP> d4 <SEP> = <SEP> 0,02647 <SEP> n. <SEP> = <SEP> 1,72342 <SEP> vo <SEP> = <SEP> 38,0
<tb>  R <SEP> 7 <SEP> = <SEP> - <SEP> 7,94117 <SEP> d5 <SEP> = <SEP> 0,09844
<tb>  R$ <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,36579 <SEP> <B>1</B>3 <SEP> = <SEP> 0,00877
<tb>  Ro <SEP> = <SEP> - <SEP> 7,78648 <SEP> do <SEP> = <SEP> 0,07875
<tb>  Rio <SEP> -= <SEP> - <SEP> 0,69237

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vergrösserungs-Weitwinkelobjektiv, das aus vier durch Luftabstände voneinander getrennten Gliedern besteht, und zwar einem sammelnden meniskenför- migen Vorderglied, zwei ebenfalls meniskenförmigen zerstreuenden, aus je zwei miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft zusammenge setzten Gliedern, die die Blende einschliessen, wobei die den Blendenraum begrenzenden Flächen dieser Glieder einander ihre hohlen Seiten zukehren und aus einem sammelnden meniskenförmigen Hinterglied, wobei die hohlen Seiten aller Linsenflächen - auch die der Kittflächen - der Blende zugekehrt sind,

   dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar vor und nach der Blende (B-B) angeordneten meniskenför- migen Negativglieder derartige Durchbiegungen auf weisen, dass das Verhältnis - des Krümmungsradius (R5, R,) der jeweils der Blende zugekehrten Glas- Luft-Fläche zum Krümmungsradius (R3, R.) der jeweils der Blende abgekehrten Glas-Luft-Fläche bei dem, bezogen auf den Strahlengang,

   vor der Blende liegenden Negativglied grösser als 0,70 und kleiner als 0,75, dagegen bei dem hinter der Blende liegenden Negativglied grösser als 0,75 und kleiner als 0,80 ist, wobei sich die Differenz der Radien (R3, R5) des einen Negativgliedes von der Differenz der Radien (R3, R.) des anderen Negativgliedes dem absoluten Betrag nach höchstens um das 0,02fache der Objek- tivbrennweite (f) unterscheidet und der axiale Luft abstand (l2) dieser Glieder im Blendenraum grösser ist als das 3,5fache, dagegen kleiner als das 4,

   5fache der Differenz der absoluten Beträge der Radien (RG, R,) der den Blendenraum begrenzenden Linsen flächen, gemäss den Formeln: EMI0003.0035 (e) [IR,-R.1-IR.-R.IIZ0,02-f (d) 3,5'[JR,I-IR,JI < l2 < 4,5#[IR,I-IRS11 UNTERANSPRÜCHE 1.

   Objektiv nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ausserdem die Linsen der vor der Blende (B-B) liegenden Objektivhälfte aus Gläsern bestehen, deren Brechungsindices, bezogen auf die d-Linie des Spektrums (587,6 ,u) der Bedingung EMI0003.0046 genügen, und die Brechungsindices für die Gläser der Linsen der hinter der Blende liegenden Objektivhälfte die Bedingung EMI0003.0050 erfüllen,

   und ausserdem für die Dispersion der Gläser die Abb6schen Zahlen folgenden Zusammenhang auf weisen: (h) 0,7G v2 1@3 C v5 v4 G 3,0 <I>-</I> v1 <I>-</I> Ws v1 - v6 2.

   Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass sich die absoluten Beträge der Radien (R1, Rio) der Objektivaussenflächen höchstens um das 0,03fache der Objektivbrennweite (f) voneinander unterscheiden, entsprechend der Formel: [@RII-IRioII < 0,03-f 3.

   Objektiv nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch die nachstehend angegebenen Konstruktions daten, mit einer Toleranz von höchstens je 0,3/f für die Brechkräfte EMI0003.0073 sowie von je höchstens 0,02<I>. f</I> für die Linsendicken<I>(d)</I> und die Luft abstände (l), wobei die Radien (R1 <B>...</B> Rio), die axialen Linsendicken (d1 <B>...</B> d6) und Luftabstände (1i <B>... 13)</B> in Masseinheiten der Objektivbrennweite angegeben sind:

   EMI0004.0001 Krümmungsradien <SEP> Brechkräfte <SEP> Dicken <SEP> und <SEP> Luftabstände <SEP> Brechungsindices <SEP> Abbe-Zahlen <tb> <I>R <SEP> Rn <SEP> d, <SEP> l</I> <SEP> <B>11</B> <tb> R1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,69237 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> + <SEP> 1,03557/f <SEP> dl <SEP> = <SEP> 0,06254 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> n1 <SEP> = <SEP> <B>1,71700</B> <SEP> v1 <SEP> = <SEP> 47,9 <tb> R2 <SEP> = <SEP> + <SEP> 2,30294 <SEP> <I>- <SEP> f</I> <SEP> - <SEP> 0,31134/f <SEP> l1 <SEP> = <SEP> 0,00993 <SEP> <I># <SEP> f <SEP> n2 <SEP> =</I> <SEP> 1,63930 <SEP> r2 <SEP> = <SEP> 45,0 <tb> R3 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,30231 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> + <SEP> 2,11472/f <SEP> <I>d</I><B>2</B> <SEP> = <SEP> 0,09844 <SEP> <I>- <SEP> f</I> <SEP> n <SEP> <B>3</B> <SEP> = <SEP> <B>1</B>,63980 <SEP> <B>3</B>13 <SEP> = <SEP> 34,6 <tb> R4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 3,

   30882 <SEP> <I>- <SEP> f</I> <SEP> + <SEP> 0,00015/f <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 0,01324 <SEP> - <SEP> f <SEP> n4 <SEP> = <SEP> 1,69895 <SEP> <I>v4</I> <SEP> = <SEP> 30,1 <tb> RS <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,22275 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> -2,87228/f <SEP> 12 <SEP> = <SEP> 0,26074 <SEP> <I>- <SEP> f</I> <SEP> r <SEP> = <SEP> 1,69350 <SEP> i,5 <SEP> = <SEP> 53,4 <tb> Ro <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,28679 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> - <SEP> 2,43715/f <SEP> <I>d4 <SEP> =</I> <SEP> 0,02647 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> n.

   <SEP> = <SEP> 1,72342 <SEP> il <SEP> o <SEP> = <SEP> 38,0 <tb> R7 <SEP> = <SEP> - <SEP> 7,94117 <SEP> # <SEP> f <SEP> + <SEP> 0,00069/f <SEP> d5 <SEP> = <SEP> 0,09844 <SEP> # <SEP> f <tb> R8 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,36579 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> + <SEP> 1,89590/f <SEP> <B>13</B> <SEP> = <SEP> 0,00877 <SEP> <I>- <SEP> f</I> <tb> R<B>9</B> <SEP> = <SEP> - <SEP> 7,78648 <SEP> <I># <SEP> f</I> <SEP> - <SEP> 0,09291/f <SEP> d<B><I>6</I></B> <SEP> = <SEP> 0,07875 <SEP> <I>- <SEP> f</I> <tb> Rio <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,69237 <SEP> - <SEP> f <SEP> + <SEP> 1,04485/f