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:
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(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,
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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
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genügen,
und die Brechungsindices für die Gläser der Linsen der hinter der Blende liegenden Objektivhälfte die Bedingung
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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:
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<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
The invention relates to a wide-angle magnifying lens which consists of four members separated by air gaps, namely, based on the beam path, a collecting meniscus-shaped front member, two also meniscus-shaped dispersing members, each of two cemented together Lenses of opposite refractive power to composite members which enclose the diaphragm, the surfaces of these members delimiting the diaphragm space turning their hollow sides towards one another,
and from a collecting meniscus-shaped rear section, the hollow sides of all lens surfaces - including those of the cemented surfaces - facing the diaphragm.
It is known that so far preferably lenses of the triplet type and of the type known under the name Tessar have been used as magnification lenses, which, however, only had a good and constant image quality for a small magnification range and a relatively small image field and were only corrected for a relatively small spectral range. There have recently become known five-lens magnification systems in triplet variants that meet the requirement of good image quality over the usual magnification range and the neces sary spectral range.
These become known magnifying lenses are capable of z. B. in an execution focal length of about 50 to 60 mm, the negative format 24 X 36 mm in the United magnification range of about 2 to 12; these lenses thus capture a normal angle of view to be spoken of. Magnifying wide-angle lenses, however, were previously unknown.
The invention seeks to create a magnifying wide-angle lens of the aforementioned type whose field of view is expanded such that, for. B. with a corresponding execution focal length of about 60 mm, the negative format of 50 X 50 mm in ge the entire magnification range of 2 to 12 can be given again. In addition, the image quality of the magnifying wide-angle lens should be improved so that
that the objective gain in image sharpness achieved through modern recording is also retained in the enlargement over the entire enlargement range and in which the error correction extends to an extended spectral area, so that it can be used equally for black and white enlargements and, on the other hand, for color Enlargements is made possible.
The invention also aims to refine the enlargement wide-angle lens in its' geometrical optical correction in spherical, astigmatic, comatic terms as well as in the distortion in such a way that the image field curvature still mostly adhering even to normal lenses, which is particularly in the magnification range 3 to 1 , 5 would bother, is completely eliminated.
If the elimination of the curvature of the field of view over the entire magnification range already causes great difficulties with the magnification lenses with the usual image angle, then these increase extremely strongly for a magnification wide-angle lens.
The invention is therefore based on the Gaussian type, which has become known for recording purposes, since with a lens type of a triplet variant as a magnifying wide-angle lens, the refined astigmatic and comatic correction cannot be achieved over such a large angle.
Above all, however, the astigmatic shell displacements in triplet variants are significantly larger within the scope of a 12 to 2-fold magnification than is the case with the Gaussian type under certain conditions. For this reason, the invention is based on a Gaussian type in which not only all lens elements, but preferably all six individual lenses are meniscuses which are arranged around the diaphragm in such a way that the hollow sides of all lens surfaces face the diaphragm.
The magnifying wide-angle lens according to the present invention is now characterized in that the meniscus-shaped negative members arranged immediately before and after the diaphragm have the type of deflections that the ratio of the radius of curvature of the respective glass-air surface assigned to the diaphragm to the radius of curvature of the respective The glass-air surface facing away from the diaphragm with the negative element in front of the diaphragm in relation to the beam path, greater than 0.70 and smaller than 0,
75 and the negative member located behind the diaphragm is greater than 0.75 and less than 0.80, the difference in the radii of one negative member from the difference in the radii of the other negative member in the absolute amount by a maximum of 0.02 times the focal length of the lens is different and the axial air gap between these elements in the diaphragm space is greater than 3.5 times, but less than 4.5 times the difference in the absolute amounts of the radii of the lens surfaces delimiting the diaphragm space.
The overall design conditions set out above for the identification of the subject of the invention can be expressed in the usual formulaic representation as follows:
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(c) [! R "-R, 1-! R, -R" I] G0.02.f (d) 3.5 # [IR,! - (R.1l <l2 <4.5. [IR , 1-IRsi] Here and for all of the following denote:
n1. . . n. the refractive index of the glasses in the order given by the beam path, based on the d-line of the spectrum (587.6 my), f the lens focal length, R1 <B> ... </B> Rio the radius of curvature of the Boundary surfaces of the glasses transverse to the optical axis in the order given by the beam path, h the axial air distance between the boundary surfaces of the first two members facing each other, measured in the optical axis, based on the sequence given by the beam path, l #,
the corresponding axial air gap in the diaphragm space for the two middle links, <B> 13 </B> the corresponding axial air gap for the last two links, dl <B> ... </B> d6 the individual thickness of the glasses, in the op table axis measured in the order given by the beam path, "i <I>... </I> v% the Abbe numbers of the glasses used,
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the refractive powers.
Advantageously, the absolute amounts of the radii of the lens outer surfaces differ by a maximum of 0.03 times the lens focal length, according to the formula: [IRl1-1Rio1] <0.03 # f A chromatic image quality above that required for color and black and white magnifications The spectral range can be achieved in that the lenses of the objective half in front of the diaphragm consist of glasses whose refractive indices, based on the d-line of the spectrum (587.6 mii), meet the condition
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suffice
and the refractive indices for the glasses of the lenses of the lens half behind the diaphragm the condition
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meet, and the Abbe numbers also show the following relationship for the dispersion of the glasses:
(1a) 0.7G v2 <U>v3</U> <B> <</B> vs v4 - 3.0 - vr-vs vl-vs - By simultaneously fulfilling all of the above conditions, it has been possible to to achieve a magnifying wide-angle lens in which the error elimination is carried out so far and evenly that the image performance that the lens has at full aperture is hardly increased by dimming.
This success is all the more highly valued as the refinement of the correction in geometrical-optical and chromatic terms over the wide spectral range and the elimination of the field curvature in the entire magnification range was achieved in a better quality over the very expanded field of view than this was known for a long time for the usual image field of a normal enlarging lens. The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention in a central longitudinal section, the diaphragm being indicated by the line B-B and N being the negative plane and P being the positive plane.
The following numbers for radii, thicknesses, air gaps, refractive indices and Abbe numbers apply to a magnification wide-angle lens 1: 4, with a focal length of f = 1.0 and correction_ for the magnification interval from 12 to 1.5:
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<I> Number table </I>
<tb> Radii of curvature <SEP> I <SEP> Thicknesses <SEP> and <SEP> Air gaps <SEP> I <SEP> Refractive indices <SEP> Abbd numbers
<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