Polyfokal-Linsensystem Gegenstand der Erfindung ist ein Polyfokal-Linsen- system zur gleichzeitigen scharfen Abbildung in einer Bildebene mindestens zweier Objekte mit verschiedener Objektweite.
Die auf dem Gebiet der optischen Abbildungen, beispielsweise der Photographie, insbesondere aber auch der Kinematographie oft gestellte Forderung, zwei Objekte mit unterschiedlicher Objektweite in einer Bildebene, d. h. an einem Bildträger abzubilden, konnte nur in umständlicher Weise, auf alle Fälle aber nicht gleichzeitig erfüllt werden. Gewöhnlich ist man bei solchen Aufgaben so vorgegangen, dass man die Ob jekte gesondert abgebildet, d. h. photographiert und aus den Teilbildern das Gesamtbild hergestellt hat.
Zweck der Erfindung ist nun, diese komplizierte und mit einem erheblichen Aufwand verbundene Me thode zu umgehen, und dabei vor allem die gleich zeitige scharfe Abbildung mehrerer Objekte zu ermög lichen. Dies wird mit einem Polyfokal-Linsensystem erreicht, das sich erfindungsgemäss dadurch auszeich net, dass einer auf das eine Objekt fokussierten Haupt linse ein lediglich das zweite Objekt abbildender Teil wenigstens einer Zusatzlinse zugeschaltet ist.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Linsensystems wird nachfolgend anhand der beiliegen den Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die Abbildung zweier Objekte mit endlicher Objektweite mit Hilfe eines Polyfokal-Linsensystems, Fig. 2 die Abbildung zweier weiterer Objekte mit Hilfe des gleichen Linsensystems, wobei jedoch ledig lich das eine Objekt eine endliche Bildweite besitzt, Fig. 3 A-EAusführungsformen der Zusatzlinse und Fig. 4 einen Objektivvorsatz mit mehreren Zusatz linsen.
Gemäss der Fig. 1 weist das Polyfokal-Linsensystem eine bikonvexe Hauptlinse 1 auf, die ein Objekt A-B, das sich von der Hauptlinse in endlicher Objektweite befindet, in an sich bekannter Weise in einer Bildebene 2 scharf abbildet. Sinngemäss ist das Bild des Objektes A-B mit A'-B' bezeichnet.
Zur Abbildung eines weiteren Objektes C-D mit einer kleinern Objektweite als das Objekt A-B wird nun der Hauptlinse 1 eine ebenfalls bikonvexe Zusatz linse 3 vorgeschaltet. Diese Zusatzlinse weist im vorlie genden Falle den gleichen Durchmesser wie die Haupt linse auf, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass die optischen Hauptachsen der beiden Linsen 1 und 3 zusammenfallen. Das Objekt C-D wird nun, wie in der Fig. 1 schematisch angedeutet, durch die Zusatzlinse 3 und die Hauptlinse 1 in der Bildebene 2 ebenfalls scharf abgebildet, wobei das Bild mit C'-D' bezeichnet ist.
Um die Abbildungsstrahlen des Objektes A-B nicht zu brechen, d. h. um die scharfe Abbildung dieses Ob jektes durch die Hauptlinse 1 nicht zu beeinträchtigen, ist ein bei 4 angedeuteter Teil der Zusatzlinse wegge schliffen. Etwaige Projektionsstrahlen des Objektes A-B, welche durch die Zusatzlinse 3 verlaufen bzw. Projektionsstrahlen des Objektes C-D, welche nur durch die Hauptlinse verlaufen, ergeben in der Bild ebene kein Bild. In dieser Weise entsteht aus scharfen Einzelbildern ein Gesamtbild, das die treue Wieder gabe der natürlichen Vorlage ist, und vor allem - wie in der Natur - keine scharfe Trennung zwischen den Einzelbildern aufweist.
Es versteht sich, dass im vorliegenden die Abbildung von lediglich zwei Objekten rein beispielsweise be schrieben wurde, dass also in der gleichen Art und Weise ohne weiteres mehrere Objekte abgebildet werden kön nen. Es versteht sich ausserdem, dass weder die Anzahl, noch die Form der Zusatzlinsen irgendwelchen Be schränkungen unterliegen. Einzelne Linsenformen sind in der Fig. 3 dargestellt, um zu zeigen, dass der wegge schliffene Teil der Linse beliebig gross und von behebi- ger, dem jeweiligen Zweck entsprechender Form sein kann.
Es ist ferner klar, dass von einer Zusatzlinse nicht nur ein Teil, sondern auch mehrere Teile weggeschliffen sein können, je nachdem, ob mit dieser Linse ein am Rande oder etwa in der Mitte des Gesamtbildes liegen des Objekt abgebildet werden muss. Es versteht sich ferner, dass die durch die Zusatzlinse oder Zusatz linsen abzubildende Objekte näher zum Linsensystem liegen müssen als die übrigen Objekte. Die Form und gegebenenfalls das Bewegen der Zusatzlinse oder Zusatzlinsen bietet ausserdem reichhaltige Möglich keiten zur Erzielung von besonderen Bildeffekten.
In der Fig. 2 ist mit einem polyfokalen Linsensystem die Abbildung zweier Objekte dargestellt, von denen lediglich das eine eine endliche Objektweite aufweist. Im vorliegenden Falle ist die Hauptlinse 1' auf ein Objekt mit unendlicher Objektweite fokussiert, welche sinngemäss als<I>A</I> unendlich,<I>B</I> unendlich bezeichnet ist und dessen Bild in der Bildebene 2 bei A unendlich -B unendlich - erscheint. Um die Abbildungsstrahlen des Objektes A unendlich -B unendlich zu der Hauptlinse 1' durchzulassen, ist der bei 4 angedeutete Pfeil der Zusatzlinse 3 wiederum weggeschliffen.
Wie vorstehend beschrieben, wird ein in endlicher Objektweite liegendes Objekt C-D durch die Zusatzlinse 3 und die Haupt linse 1' in der Bildebene bei C'-B' scharf abgebildet. Das Vorhergesagte bezieht sich sinngemäss auch auf den Gegenstand der Fig. 2.
Mit der Fig. 4 soll lediglich angedeutet werden, dass auf mehrere Zusatzlinsen, d. h. Zusatzlinsensegmente zu einem als Ganzes mit 5 bezeichneten Zusatz linsensystem zusammengefasst und als solches auf eine bei 6 angedeutete optische Abbildungsvorrichtung aufgesetzt werden können. Dabei sind die Abwand- lungsmöglichkeiten ausserordentlich zahlreich, auf- grund des Vorhergesagten jedoch dem Fachmann ohne weiteres erkenntlich, so dass auf sie an dieser Stelle nicht näher einzutreten ist.
Es ist möglich, die Vorsatz linse oder das Vorsatzlinsensystem während der Auf nahme axial zu bewegen oder um die eigene Achse zu drehen und dabei gleichzeitig mehrere in verschiedenen Abständen angeordnete Gegenstände abzubilden.
Polyfocal lens system The subject of the invention is a polyfocal lens system for simultaneous sharp imaging in an image plane of at least two objects with different object widths.
The requirement often made in the field of optical imaging, for example photography, but in particular also cinematography, to have two objects with different object widths in one image plane, i. H. To depict it on a picture carrier could only be achieved in a cumbersome manner, but in any case not at the same time. The usual procedure for such tasks is to map the objects separately, i. H. photographed and made the overall picture from the partial images.
The purpose of the invention is now to circumvent this complicated method, which is associated with considerable effort, and in particular to enable the simultaneous sharp image of several objects. This is achieved with a polyfocal lens system which, according to the invention, is characterized in that a main lens focused on one object is connected to a part of at least one additional lens which only images the second object.
An embodiment of the lens system according to the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows: FIG. 1 the image of two objects with a finite object distance with the aid of a polyfocal lens system, FIG. 2 the image of two further objects with the aid of the same lens system, with only one object having a finite image distance, however, FIG. 3A -E embodiments of the additional lens and Fig. 4 an objective attachment with several additional lenses.
According to FIG. 1, the polyfocal lens system has a biconvex main lens 1, which images an object A-B, which is located at a finite object distance from the main lens, in a known manner in an image plane 2 in sharp focus. Analogously, the image of the object A-B is designated A'-B '.
To image a further object C-D with a smaller object width than the object A-B, the main lens 1 is now preceded by a biconvex additional lens 3. In the present case, this additional lens has the same diameter as the main lens, the arrangement being such that the main optical axes of the two lenses 1 and 3 coincide. As indicated schematically in FIG. 1, the object C-D is now also sharply imaged in the image plane 2 by the additional lens 3 and the main lens 1, the image being designated by C'-D '.
In order not to break the imaging rays of the object A-B, i.e. H. in order not to affect the sharp image of this object through the main lens 1, a part of the additional lens indicated at 4 is ground away. Any projection rays from the object A-B which pass through the additional lens 3 or projection rays from the object C-D which only pass through the main lens do not result in an image in the image plane. In this way, an overall image is created from sharp individual images that is a faithful reproduction of the natural original and, above all - as in nature - has no sharp separation between the individual images.
It goes without saying that in the present case the mapping of only two objects has been described purely by way of example, that is to say that several objects can easily be mapped in the same way. It is also understood that neither the number nor the shape of the additional lenses are subject to any restrictions. Individual lens shapes are shown in FIG. 3 in order to show that the part of the lens that has been ground away can be of any size and can be of an appropriate shape for the respective purpose.
It is also clear that not only one part, but also several parts of an additional lens can be ground away, depending on whether an object lying on the edge or approximately in the middle of the overall image has to be imaged with this lens. It is also understood that the objects to be imaged by the additional lens or lenses must be closer to the lens system than the other objects. The shape and, if necessary, the movement of the additional lens or additional lenses also offers a wide range of options for achieving special image effects.
In FIG. 2, the image of two objects is shown with a polyfocal lens system, only one of which has a finite object width. In the present case, the main lens 1 'is focused on an object with an infinite object distance, which is referred to as <I> A </I> infinite, <I> B </I> infinite and its image in the image plane 2 at A infinite -B infinite - appears. In order to allow the imaging rays of the object A infinitely -B infinitely to pass through to the main lens 1 ', the arrow indicated at 4 of the additional lens 3 is again ground away.
As described above, an object C-D lying in a finite object distance is sharply imaged by the additional lens 3 and the main lens 1 'in the image plane at C'-B'. The foregoing also relates accordingly to the subject matter of FIG. 2.
4 is only intended to indicate that several additional lenses, ie. H. Additional lens segments can be combined to form an additional lens system designated as a whole with 5 and, as such, can be placed on an optical imaging device indicated at 6. The modification possibilities are extraordinarily numerous, but based on what has been said, the person skilled in the art can readily recognize them, so that they do not need to be discussed in more detail at this point.
It is possible to move the auxiliary lens or the auxiliary lens system axially during the acquisition or to rotate it around its own axis and at the same time image several objects arranged at different distances.