DE102020201794B4

DE102020201794B4 - Anamorphotisches objektivlinsensystem, kamerasystem und verfahren zum ausbilden von anamorphotischen linseneinheiten mit unterschiedlichen brennweiten

Info

Publication number: DE102020201794B4
Application number: DE102020201794.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: CN111562632A; DE102020201794A9; DE102020201794A1; CN111562632B; US20200264412A1; US11287618B2

Abstract

Anamorphotisches Objektivlinsensystem (100LS) mit orthogonalen vertikalen und horizontalen Richtungen, das entlang einer optischen Achse (AX) und in einer Reihenfolge von einem Objektraum (OBS) zu einem Bildraum (IMS) folgendes umfasst:einen vorderen anamorphotischen Baustein (20) mit einem hinteren Ende (324) und einer anamorphotischen Linsengruppe (G1) mit einer axial stationären ersten Linsenuntergruppe (G1a), die am nächsten am Objektraum (OBS) liegt, und einer dritten Linsenuntergruppe (G1c), die am nächsten am nächsten am Bildraum (IMS) liegt, und einer zweiten Linsenuntergruppe (G1b) zwischen der ersten und der dritten Linsenuntergruppe (G1a, G1c), die axial beweglich ist, für eine Fokussierung, wobei die vordere anamorphotische Linsengruppe (G1) mindestens zwei anamorphotische Linsenelemente umfasst; undeine Menge (40) aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen (50), die jeweils ein vorderes Ende (52) und eine nichtanamorphotische Linsenuntergruppe aufweisen, die axial stationär ist und die optisch auf die anamorphotische Linsengruppe (G1) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) abgestimmt ist, wobei das vordere Ende (52) dafür ausgelegt ist, lösbar mit dem hinteren Ende (24) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) verbunden zu werden, um eine von einer Menge aus zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) mit unterschiedlichen vertikalen Brennweiten (FLY1, FLY2) zu definieren.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Serial Number 62/805,375 , eingereicht am 14. Februar 2019, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Gebiet
Die Offenbarung betrifft anamorphotische Objektivlinsen und insbesondere ein anamorphotisches Objektivlinsensystem und -verfahren zum Ausbilden von anamorphotischen Objektivlinseneinheiten mit unterschiedlichen Brennweiten.
Allgemeiner Stand der Technik
Das Gebiet der Photographie beinhaltet allgemein das Aufzeichnen von Bildern unterschiedlicher Szenen unter Verwendung einer Kamera, die entweder einen Film- oder einen Digitalbildsensor als Lichtaufzeichnungsmedium aufweist. Übliche Anwendungen schließen Standbildphotographie, Videographie und Kinematographie oder Bewegtbildphotographie ein, wo Bilder aufgenommen werden. Um anhand von Nahaufnahmen, Weitwinkelaufnahmen, defokussierten Aufnahmen usw. gewünschte künstlerische Effekte zu erzielen, ist die photographische Kamera dafür ausgelegt, mit einer Reihe verschiedener Objektivlinsen mit jeweiligen Brennweiten zurechtzukommen.
Zum Beispiel kann die photographische Kamera für Weitwinkelaufnahmen mit einer Objektivlinse versehen sein, die ein relativ weites Sichtfeld (z.B. 50 Grad oder mehr) aufweist. Ebenso kann die photographische Kamera für Nahaufnahmen („Telefotos“) mit einer Objektivlinse versehen sein, die ein relativ enges Sichtfeld (z.B. 30 Grad oder weniger) aufweist. Andere Objektivlinsen mit mittleren Brennweiten zwischen den Eckpunkten des Weitwinkels und des Telefotos werden verwendet, um die Menge aus Objektivlinsen, die für die Aufnahme von Bildern verwendet werden, zu vervollständigen. Bei einer bestimmten Anwendung kann der Fotografierende zwei oder mehr verschiedene Objektivlinsen benötigen, um die notwendige künstlerische Darstellung der verschiedenen aufzunehmenden Szenen bereitzustellen.
Die Einführung hochauflösender elektronischer (digitaler) Sensoren, die ungefähr seit zehn Jahren vonstattengeht, hat einen Übergang von der Bildaufnahme auf Film (analog) auf die elektronische (digitale) Bildaufnahme in riesigem Umfang bewirkt. Dies hat sich erheblich auf die Ästhetik von Bildern ausgewirkt, die von der photographischen Kamera aufgenommen werden, die nämlich mit digitalen Sensoren ästhetisch weniger ansprechend sind und steriler wirken als mit analogem Film.
Die Bildästhetik ist für Fotografen wichtig, die ihr Können herausstellen wollen und mit potenziellen Kunden ins Geschäft kommen wollen. Die Bildästhetik ist auch für Kunden wichtig, um ihre Bilder von denen der Konkurrenz abzuheben. Durch Kontrollieren der Bildästhetik mit der Art der verwendeten Objektivlinse kann der Fotograf die Kontrolle über den Prozess leichter behalten, wodurch der Wert des Könnens des Fotografen weiter erhöht wird.
Eine Möglichkeit, die Ästhetik von Bildern zu ändern, die mit einem digitalen Sensor aufgenommen werden, ist die Verwendung von anamorphotischen Objektivlinsen. Anamorphotische Objektivlinsen sind für ihre im Vergleich zu sphärischen Objektivlinsen anderen Bildgebungseigenschaften bekannt. Zum Beispiel bewirkt das Letterbox-Bildformat, das durch das Stauchungsverhältnis von anamorphotischen Objektivlinsen hervorgebracht wird, eine Veränderung der Ästhetik des Bildes, das von digitalen Sensoren aufgenommen wird, im Vergleich zur Verwendung sphärischer Linsen. Genauer bringt die anamorphotische Stauchung von anamorphotischen Objektivlinsen eine deutliche ovale Bokeh-Form von außerhalb des Fokus liegenden Objekten hervor und bringt eine Tiefenschärfe hervor, die über dem gesamten Bild unterschiedlich variiert, was die Ästhetik des Bildes, das mit digitalen Sensoren aufgenommen wird, Bildern, die auf Film aufgenommen werden, ähnlicher macht. Zusammen bringen diese Effekte eine im Vergleich zu Bildern, die mit photographischen Kameras mit digitalen Sensoren aufgenommen werden, insgesamt andere Ästhetik hervor.
Kinematographische anamorphotische Objektivlinsen sind seit den 1950ern allgemein im Gebrauch, leiden aber daran, dass sie im Vergleich zu sphärischen Objektivlinsen mit ähnlichem Sichtfeld und Offenblendenwert um Faktoren von etwa 2X bis 3X und in manchen Fällen erheblich mehr, teurer sind. Ein großer Teil der höheren Kosten kann der Verwendung zylindrischer Linsenelemente zugeschrieben werden, die normalerweise höhere Herstellungskosten verursachen als sphärische Linsenelemente. Ein weiterer Kostenaspekt von anamorphotischen Objektivlinsen ist die Bevorzugung einer vorwiegend frontalen anamorphotischen optischen Konstruktion, um die hervorgebrachte anamorphe Ästhetik zu verstärken. In diesem Fall liegen alle oder die meisten von den anamorphotischen Linsenelementen (d.h. diejenigen mit zylindrischen oder asymmetrischen Oberflächen) zwischen dem Objektraum und der optischen Stufe oder Iris. Diese optische Anordnung verbessert viele anamorphe Eigenschaften der Bildqualität, einschließlich der Bokeh-Form. Diese optische Anordnung vergrößert jedoch tendenziell auch den Durchmesser der zylindrischen oder asymmetrischen Linsenelemente und macht sie teurer als andere Linsenelemente hinter der Abschlussblende oder Iris, die näher am Bildraum liegen.
Ferner kann eine Nahfokussierung einer anamorphotischen Frontlinse die Eigenschaft haben, dass die Bildqualität von einem unendlichen Objektabstand zu einem Brennpunkt mit kurzem Abstand deutlich schlechter wird. Dieser Mangel kann durch eine Erhöhung der anamorphotischen Komplexität, wie etwa mindestens einer zusätzlichen zylindrischen Oberfläche zu mindestens einem Linsenelement vor der axial stationären anamorphotischen Optik verringert werden. Dies kann entweder mit einer axial beweglichen Fokussieroptik oder mit sowohl einer axial beweglichen als auch einer axial stationären Optik erreicht werden. Diese optische Anordnung vergrößert jedoch tendenziell auch den Durchmesser der zylindrischen oder asymmetrischen Linsenelemente und macht sie teurer als andere Linsenelemente im übrigen Teil des Objektivlinsensystems.
Ein weiterer Gesichtspunkt betrifft die Größe und das Gewicht von anamorphotischen Frontlinsen. Da Digitalkameras in Bezug auf sowohl Größe als auch Gewicht kleiner werden, werden die gleichen Merkmale für anamorphotische Objektivlinsen bevorzugt, damit die Kamera und die Linsenkombination in der Praxis gut von Hand zu bedienen sind.
Derzeit sind im Handel teure und manchmal große und schwere anamorphotische Objektivlinsen erhältlich und werden in der Filmindustrie üblicherweise verwendet. Für Standphotographie- und Videographieanwendungen sind weniger anamorphotische Frontlinsen erhältlich als für die Kinematographie, die aber trotzdem teuer sind. Viele dieser anamorphotischen Frontlinsen sind auch tendenziell groß und schwer, haben manchmal komplizierte Fokussiersysteme und bringen eine deutlich schlechtere Bildqualität für Objekte in großen Entfernungen und insbesondere in geringen Entfernungen hervor.
Infolgedessen stellen heutige frontale oder teilweise frontale anamorphotische Objektivlinsen zwar mehrere Sichtfelder mit geeigneten Bildgebungseigenschaften bereit, aber ihre Kosten, ihre Größe und ihr Gewicht und die Komplexität ihrer Bedienung können im Vergleich zu sphärischen Objektivlinsen mit ähnlichen Sichtfeldern und Offenblendenwerten relativ hoch sein. Dieses Kostenproblem fällt besonders bei Anwendungen ins Gewicht, wo mehrere anamorphotische Objektivlinsen mit unterschiedlichen Brennweiten benötigt werden.
Die WO 2018/014954 A1 offenbart einen optischen Zoom, der durch eine Anamorphose eines Obbjekts realisiert ist.
Kurzfassung
Die Offenbarung betrifft ein anamorphotisches Objektivlinsensystem und ein Verfahren zum Ausbilden einer Menge aus anamorphotischen Objektivlinseneinheiten, die jeweils eine andere Brennweite haben. Für das anamorphotische Objektivlinsensystem und -verfahren werden ein vorderer anamorphotischer Baustein (eine anamorphotische Linsenuntereinheit) und eine Menge aus zwei oder mehr hinteren (rückseitigen) nicht-anamorphotischen Bausteinen (nicht-anamorphotischen Linsenuntereinheiten) verwendet, die jeweils keine anamorphotischen Linsenelemente (d.h. nur sphärische Linsenelemente) aufweisen und die dafür ausgelegt sind, jeweils einzeln auf den vorderen anamorphotischen Baustein befestigt zu werden, um unterschiedliche anamorphotische Objektivlinseneinheiten zu bilden. Eine Menge aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen und ein einzelner anamorphotischer Baustein ermöglichen die Bildung einer Menge aus zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten, die jeweils eine andere Brennweite haben. Das Befestigen von einem bestimmten von den nicht-anamorphotischen Bausteinen am hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins kann ohne die Notwendigkeit für ein Werkzeug und nur durch Verwendung von Linsenanschlüssen, die üblichen Schnellbefestigungs- und Schnellfreigabe-Standardlinsenanschlüssen ähnlich, wenn nicht gleich sind, durchgeführt werden, um eine komplette Menge von anamorphotischen Objektivlinseneinheiten bereitzustellen.
Da das anamorphotische Objektivlinsensystem nur einen einzigen vorderen anamorphotischen Baustein zur Verwendung mit zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Aufsätzen verwendet, sind die Kosten für mehrere anamorphotische Objektivlinseneinheiten erheblich verringert. Diese Kostensenkung betrifft verschiedene Designaspekte, unter anderem, dass weniger zylindrische Linsenelemente, somit ein geringerer Herstellungsaufwand und geringere Herstellungskosten nötig sind, und dass nur eine einzige Fokussieroptik und -mechanik, die in dem einzelnen vorderen anamorphotischen Baustein liegt, verwendet wird. Dies vereinfacht das Design und die Herstellung der nicht-anamorphotischen Bausteine weiter. Da die nicht-anamorphotischen Bausteine speziell dafür designt sind, mit dem vorderen anamorphotischen Baustein zusammenzuarbeiten (d.h. optisch auf diesen abgestimmt sind), sind eine Aberrationskontrolle und eine Bildgebungsleistung optimiert. In einem Ausführungsbeispiel wird die axiale Länge der Linse bewahrt, d.h. alle anamorphotischen Objektivlinseneinheiten haben die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche axiale Länge, z.B. innerhalb einer Axiallängentoleranz, die eine einzige kalibrierte Fokusskala beibehält, ohne die Notwendigkeit einer Anpassung beim Wechseln der nicht-anamorphotischen Bausteine.
In einem Beispiel variiert die axiale Linsenlänge LA zwischen unterschiedlichen anamorphotischen Objektivlinseneinheiten nicht um eine ausgewählte Längentoleranz, z.B. ± 0,05 mm. In manchen Fällen kann diese Längentoleranz halbiert oder verdoppelt oder mehr als halbiert oder verdoppelt sein, abhängig von der angestrebten Auflösung und dem akzeptablen Fehler an der Fokusskala des Fokusrads (siehe 15), was von der Dicke des Fokusmarkierungsstrichs und des Fokusindexmarkierungsstrichs abhängt, die variieren können, und davon, wie weit sie überlappen müssen, um akzeptabel zu sein, usw. In den meisten Fällen ist der akzeptable Fehler an der Fokusskala größer als der genannte Wert, aber ein konservativer Ansatz stellt die Linsenlängentoleranz auf einen Wert von ± 0,05 mm ein, um eine optimale Leistung zwischen unterschiedlichen anamorphotischen Objektivlinseneinheiten zu gewährleisten.
In der Praxis können die unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteine 50(i) in einer gegebenen Menge 40 solcher Bausteine aufgrund von Herstellungsfehlern ihrer Länge LB nach leicht variieren. In Fällen, wo die Variation relativ groß ist und die Gesamt-Linsenlänge LA aus der ausgewählten Toleranz bringt, kann der vorhandene nicht-anamorphotische Baustein 50(i) in kleinen Schritten zum vorderen anamorphotischen Baustein hin oder von diesem weg bewegt werden, z.B. durch Unterlegscheiben oder durch Abtragen von Metall, ohne die Aberrationskontrolle und die Bildgebungsleistung wesentlich zu verändern.
Zusätzliche Vorteile schließen eine verringerte Größe und ein verringertes Gewicht, eine nähere Fokussierung, eine Bildgebung mit höherer Leistung bei Nahfokus und eine konsistentere Bildleistung über dem gesamten Fokusbereich ein. Dies wird zum Teil durch Beschränken der optischen und mechanischen Komplexität auf den vorderen anamorphotischen Baustein, während das optische und mechanische Design der mehreren nicht-anamorphotischen Bausteine relativ einfach gehalten wird, erreicht.
Die nicht-anamorphotischen Bausteine sind so designt, dass sie optisch zu dem vorderen anamorphotischen Baustein passen, um die Bildgebungsleistung für die gegebene Bildgebungsanwendung zu optimieren, d.h. so, dass die resultierende anamorphotische Objektivlinseneinheit eine Hochleistungsabbildung liefert, unabhängig davon, welcher nicht-anamorphotische Baustein mit dem vorderen anamorphotischen Baustein verwendet wird. Infolgedessen kann man nicht einfach eine handelsübliche nicht-anamorphotische (z.B. sphärische) Objektivlinse nehmen, diese am vorderen anamorphotischen Baustein befestigen und erwarten, dass sie für die gegebene Anwendung eine geeignete Bildgebungsleistung zeigt. Der Grund dafür ist, dass die handelsübliche nicht-anamorphotische Objektivlinse wahrscheinlich keine Eintrittspupillenstelle aufweist, die der Austrittspupillenstelle des vorderen anamorphotischen Bausteins angemessen entspricht. Die Nichtentsprechung der Eintrittspupillenstelle führt zur Vignettierung oder sogar zu einer harten Vignette von Licht, die das Bild insbesondere an der Ecke der Bilddiagonalen verformt (d.h. es wird gar kein Bild hervorgebracht). Außerdem wären die Kosten für eine handelsübliche nicht-anamorphotische Objektivlinse, die für einen Wechsel in Betracht gezogen werden könnte, nahezu sicher wesentlich höher als für die hierin offenbarten nicht-anamorphotischen Bausteine, da die handelsübliche sphärische Objektivlinse nahezu sicher eine Fokussierungsoptik und - mechanik aufweist. Darüber hinaus erzeugt die Verwendung der handelsüblichen nicht-anamorphotischen Objektivlinse zum Wechseln residuale Aberrationen in der resultierenden anamorphotischen Objektivlinseneinheit, da die kombinierten Linsen nicht spezifisch dafür entwickelt wurden, im Tandem miteinander zusammenzuarbeiten. Und in dem Fall, wo eine Bewahrung der axialen Länge angestrebt wird, ist es sehr unwahrscheinlich, dass eine Menge von handelsüblichen nicht-anamorphotischen Objektivlinsen anamorphotische Objektivlinseneinheiten ergibt, welche die gleiche axiale Länge aufweisen, wenn sie gegeneinander ausgewechselt werden.
Die nicht-anamorphotischen Bausteine sind so designt, dass sie dem vorderen anamorphotischen Baustein optisch entsprechen, um den Durchmesser sowie die Größe, das Gewicht und die Kosten der vordersten Linsenelemente, einschließlich von anamorphotischen Linsenelementen mit zylindrischen asymmetrischen Oberflächen, zu verringern. Die nicht-anamorphotischen Bausteine sind dafür ausgelegt, ein anamorphotisches Objektivlinsensystem zu definieren, das mehrere Brennweiten aufweisen kann, von einer relativ kurzen Brennweite mit einem relativ weiten Sichtfeld zu einer relativ langen Brennweite mit einem relativ engen Sichtfeld.
Um den Durchmesser sowie die Größe, das Gewicht und die Kosten der vordersten Linsenelemente des vorderen anamorphotischen Bausteins weiter zu verringern und um die relativ teuren, einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen oder asymmetrischen Linsenelemente des vorderen anamorphotischen Bausteins zu schützen, wird bzw. werden in einem Beispiel ein oder mehrere nicht-anamorphotische Linsenelemente, die zusammen eine Kraft (d.h. eine Gesamtkraft) von null oder eine positive Kraft haben, zwischen dem Objektraum und dem am nächsten am Objektraum liegenden anamorphotischen Linsenelement angeordnet. Das mindestens eine nicht-anamorphotische Linsenelement kann ein oder mehrere sphärische Linsenelemente umfassen oder von diesen gebildet werden, und kann in dem Beispiel darüber hinaus ein einzelnes sphärisches Linsenelement umfassen. In einem Beispiel kann das sphärische Linsenelement bikonvex sein.
In einem anderen Beispiel kann das mindestens eine nicht-anamorphotische Linsenelement eine Glasplatte (z.B. eine einzelne Glasplatte) mit null Brechkraft umfassen. In der Technik ist bekannt, dass die Verwendung einer Glasplatte an oder nahe an dem vorderen Ende einer Objektivlinse unerwünschte Geisterbilder entstehen lässt (die in der Technik auch als „narzisstisches Ghosting“ bezeichnet werden), so dass die Verwendung einer Glasplatte die Bildgebungsleistung der hierin offenbarten anamorphotischen Objektivlinseneinheiten ohne Merkmale, die in das Design aufgenommen werden und darauf ausgerichtet sind, solche Geisterbilder zu verringern oder zu eliminieren, verringern kann.
Die Optik in dem einzelnen vorderen anamorphotischen Baustein ist relativ komplex, um die oben genannten vorteilhaften Eigenschaften der mehreren anamorphotischen Objektivlinseneinheiten, die unter Verwendung der mehreren nicht-anamorphotischen Bausteine gebildet werden, wie etwa das ovale Bokeh, eine anamorphe Tiefenschärfe, eine Nahfokussierungsfähigkeit, eine verringerte Größe und ein verringertes Gewicht und verringerte Gesamtkosten, bereitzustellen. Die Kosten und die Komplexität des einzelnen vorderen anamorphotischen Bausteins werden durch die erhebliche Verringerung der Kosten und der Komplexität der mehreren nicht-anamorphotischen Bausteine, so dass die Gesamtkosten der mehreren anamorphotischen Objektivlinseneinheiten wesentlich geringer sind als die Gesamtkosten für die gleiche Zahl von herkömmlichen anamorphotischen Objektivlinsen, und die Tatsache, dass nur ein einzelner vorderer anamorphotischer Baustein nötig ist, um mehrere Brennweiten bereitzustellen, ausgeglichen. Der Kostenvorteil wird weiter unten ausführlicher erläutert.
Auch wenn die hierin bereitgestellten Beispiele Ausführungsformen zeigen, die drei verschiedene nicht-anamorphotische Bausteine mit entsprechenden unterschiedlichen Sichtfeldern aufweisen, können im Allgemeinen zwei oder mehr anamorphotische Bausteine verwendet werden, die jeweils so designt sind, dass sie der anamorphotischen Objektivlinseneinheit eine jeweils andere Brennweite und ein jeweils anderes Sichtfeld verleihen. Im Prinzip gibt es keine Beschränkung für die Zahl von nicht-anamorphotischen Bausteinen, die verwendet werden können, und die tatsächlich verwendete Zahl wird von der jeweiligen Anwendung vorgegeben, wie der Fachmann erkennen wird.
In der Technik ist bekannt, dass Objektivlinsen eine feste Brennweite oder eine variable Brennweite haben können, wobei letztere als Zoom-Objektiv bezeichnet werden. Die hierin bereitgestellten Beispiele legen Ausführungsformen dar, in denen jeder von den nicht-anamorphotischen Bausteinen in der Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen eine feste Brennweite aufweist. In anderen Beispielen kann mindestens einer von den nicht-anamorphotischen Bausteinen ein Zoom-Objektiv umfassen, d.h. einen nicht-anamorphotischen Zoom-Baustein. Der mindestens eine nicht-anamorphotische Zoom-Baustein kann beispielsweise mindestens zwei axial bewegliche Linsenelemente aufweisen, die eine Brechkraft aufweisen und die entweder allein oder gemeinsam und durch Optimierung eine Zoom-Funktion bereitstellen können, die mindestens zwei unterschiedliche Brennweiten definiert. Dies macht es möglich, dass die nicht-anamorphotische Linseneinheit, die den nicht-anamorphotischen Zoom-Baustein aufweist, mindestens zwei unterschiedliche Brennweiten aufweist, ohne dass ein anderer nicht-anamorphotischer Baustein eingewechselt werden müsste. In einem Beispiel kann die Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen einen oder mehrere nicht-anamorphotische Zoom-Bausteine aufweisen, ganz aus nicht-anamorphotischen Zoom-Bausteinen bestehen, aus nicht-anamorphotischen Bausteinen mit fester Brennweite bestehen oder eine Kombination aus nicht-anamorphotischen Zoom-Bausteinen und nicht-anamorphotischen Bausteinen mit fester Brennweite umfassen.
Das hierin beschriebene anamorphotische Objektivlinsensystem hat eine große Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich des Endverbrauchermarkts (z.B. Foto und Video) und der Filmindustrie. Außerdem kann der einzelne vordere anamorphotische Baustein so designt sein, dass er unterschiedliche Stauchungsverhältniswerte bereitstellt.
In manchen Fällen kann es akzeptabel sein, die Fokusskala zu ändern, um nicht-anamorphotische Bausteine mit unterschiedlichen Längen unterzubringen. Dies kann durch Austauschen der Fokusskala und Ersetzen derselben durch eine andere Fokusskala bewerkstelligt werden. Ein Alternative dazu ist, mehrere Fokusskalen an ein und demselben mechanischen Teil zu haben und eine Skala, aber keine von den anderen, durch eine Fensteröffnung hindurch sichtbar zu machen, und dann das Teil physisch zu bewegen, um die sichtbare Skala zu ändern.
Weitere Verfeinerungen der hierin offenbarten anamorphotischen Objektivlinsensysteme und -verfahren können einschließen: (i) eine im Wesentlichen konstante oder präzise konstante axiale Linsenlänge für die verschiedenen anamorphotischen Objektivlinseneinheiten, die durch Austauschen nicht-anamorphotischer Bausteine gebildet werden. Dies ermöglicht es einer Fokusskala am vorderen anamorphotischen Baustein, ihre Kalibrierung für die unterschiedlichen hervorgebrachten Brennweiten zu behalten. Das bedeutet, dass die Fokusskala nicht ausgetauscht oder geändert werden muss, wenn die nicht-anamorphotischen Bausteine gewechselt werden; (ii) Verwendung einer Kombination aus zylindrischen X- und Y-Linsenelementen, um die Bildqualität konsistent zu maximieren, einschließlich einer Minimierung der Randverzerrung über dem Fokusbereich für alle Brennweiten; (iii) Verwendung einer X-Zylinderoberfläche im vorderen anamorphotischen Baustein entweder in der axial beweglichen Fokussierlinsenuntergruppe oder einer stationären Linsenuntergruppe vor der beweglichen Fokussierlinsenuntergruppe; (iv) Austauschen nicht-anamorphotischer Bausteine gegen andere nicht-anamorphotische Bausteine aus einer Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen, um eine(n) oder mehrere von einer anderen Brennweite, einem anderen Feldwinkel, einem anderen Offenblendenwert und einer anderen Bildgröße bereitzustellen; (v) Aufnehmen von mindestens einem nicht-anamorphotischen Baustein mit variabler Brennweite (variable focal length, VFL), der üblicherweise als Zoom-Objektiv bezeichnet wird, in der Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen, wobei der anamorphotische VFL-Baustein mindestens zwei axial bewegliche Linsenelemente mit einer Brechkraft umfasst, die entweder allein oder zusammen und durch Optimierung eine Zoom-Funktion bereitstellen können, um mindestens zwei Brennweiten für das anamorphotische Linsensystem bereitzustellen. In diesem Verfeinerungsbeispiel (v) kann das Objektivlinsensystem unter Verwendung eines einzigen nicht-anamorphotischen VFL-Bausteins mindestens zwei Brennweiten bereitstellen. Der mindestens eine nicht-anamorphotische VFL-Baustein kann in Kombination mit nicht-anamorphotischen Nicht-VFL-Bausteinen (d.h. solchen ohne Zoom-Funktion) verwendet werden, um eine Menge aus anamorphotischen Linseneinheiten mit drei oder mehr Brennweiten bereitzustellen (einschließlich einer längsten und einer kürzesten Brennweite), die mit den hierin bereitgestellten Beispielen für nicht-anamorphotische Bausteine konsistent sind.
Zusätzliche Ausführungsformen der Offenbarung schließen die folgenden ein.

(1) Ein anamorphotisches Objektivlinsensystem mit orthogonalen vertikalen und horizontalen Richtungen, das entlang einer optischen Achse und in einer Reihenfolge von einem Objektraum zu einem Bildraum folgendes umfasst: einen vorderen anamorphotischen Baustein mit einem hinteren Ende und einer anamorphotischen Linsengruppe mit einer axial stationären ersten und dritten Linsenuntergruppe, die am nächsten am Objektraum bzw. am nächsten am Bildraum liegen, und einer zweiten Linsenuntergruppezwischen der ersten und der dritten Linsenuntergruppe, die für eine Fokussierung axial beweglich ist, wobei die vordere anamorphotische Linsengruppe mindestens zwei anamorphotische Linsenelemente umfasst; und eine Menge aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen, die jeweils ein vorderes Ende und eine nicht-anamorphotische Linsengruppe aufweisen, die axial stationär ist und optisch auf die anamorphotische Linsengruppe des vorderen anamorphotischen Bausteins abgestimmt ist, wobei das vordere Ende dafür ausgelegt ist, lösbar mit dem hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins verbunden zu werden, um eine von einer Menge aus zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten zu definieren, die unterschiedliche vertikale Brennweiten aufweisen.
(2) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß (1), wobei der vordere anamorphotische Baustein eine Fokusskala mit einer Kalibrierung aufweist, und wobei die zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten eine erste bzw. eine zweite axiale Länge aufweisen, die innerhalb einer Axiallängentoleranz, welche die Kalibrierung der Fokusskala beibehält, gleich sind.
(3) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß (1) oder (2), wobei: die dritte Linsenuntergruppe eine hinterste Linsenoberfläche des vorderen anamorphotischen Bausteins definiert, wobei die hinterste Linsenoberfläche einen freien Öffnungsdurchmesser CA aufweist; und wobei eine erste von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten eine erste Bildraum-Blendenzahl und eine freie Öffnung CA bei kürzester Brennweite = CA_s aufweist, und eine zweite von den zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten eine zweite Bildraum-Blendenzahl und eine freie Öffnung CA bei längster Brennweite, CA_L, aufweist, und wobei CAs ≤ CA_L, wenn die erste und die zweite Bildraum-Blendenzahl gleich sind.
(4) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß (1), (2) oder (3), wobei CA_S < CA_L.
(5) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (4), wobei eine erste von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten eine erste vertikale Brennweite aufweist, die eine kürzeste vertikale Brennweite FLY1 ist, eine zweite von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten eine zweite vertikale Brennweite aufweist, die eine längste vertikale Brennweite FLY2 ist, und wobei die kürzeste und die längste vertikale Brennweite FLY1 und FLY2 ein Verhältnis der vertikalen Brennweiten RYFL = 1,25 < FLY2/FLY1 < 100 definieren.
(6) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (5), wobei das hintere Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins und die vorderen Enden der zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteine Linsenanschlusseinrichtungen umfassen, die dafür ausgelegt sind, wirkmäßig ineinander zu greifen und sich voneinander zu lösen.
(7) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (6), wobei die nicht-anamorphotische Linsengruppe Linsenelemente umfasst, und wobei sämtliche Linsenelemente sphärische Linsenelemente sind.
(8) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (7), wobei die mindestens zwei anamorphotischen Linsenelemente in der anamorphotischen Linsengruppe mindestens ein zylindrisches Linsenelement umfassen.
(9) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (8), wobei die mindestens zwei anamorphotischen Linsenelemente folgendes umfassen: In der ersten Linsenuntereinheit ein einzelnes zylindrisches Linsenelement mit einer Brechkraft in einer ersten (X-)Richtung; in der zweiten Linsenuntereinheit ein einzelnes zylindrisches Linsenelement mit einer Brechkraft in einer zweiten (Y-)Richtung, die orthogonal zur ersten Richtung ist; in der dritten Linsenuntereinheit vier zylindrische Linsenelemente, wobei zwei von den vordersten von den vier zylindrischen Linsenelementen eine Brechkraft in der zweiten (Y-)Richtung aufweisen und die übrigen zwei, hintersten zylindrischen Linsenelemente eine Brechkraft in der ersten (X-)Richtung aufweisen.
(10) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (9), wobei jede von den nicht-anamorphotischen Linsengruppen der nicht-anamorphotischen Bausteine eine Blendenstufe umfasst, die eine Blendenzahl für jede von den anamorphotischen Objektivlinseneinheiten definiert.
(11) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (10), wobei der vordere anamorphotische Baustein ein Fokusrad mit einer Fokusskala umfasst, die kalibriert bleibt, wenn unterschiedliche von den zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen jeweils einzeln wirkmäßig an dem vorderen anamorphotischen Baustein befestigt werden.
(12) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (11), wobei eines von den mindestens zwei anamorphotischen Linsenelementen ein am nächsten am Objektraum liegendes anamorphes Linsenelement umfasst, und wobei die erste Linsengruppe zwischen dem Objektraum und dem am nächsten am Objektraum liegenden Linsenelement ein oder mehrere nicht-anamorphotische Linsenelemente umfasst, die gemeinsam entweder null Brennkraft oder eine positive Brechkraft aufweisen.
(13) Das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (12), wobei das mindestens eine nicht-anamorphotische Linsenelement mindestens ein sphärisches Linsenelement umfasst.
(14) Ein Kamerasystem, das umfasst: das anamorphotische Objektivlinsensystem gemäß einem von (1) bis (13), wobei der vordere anamorphotische Baustein einen ersten Objektivtubus umfasst und der erste und der zweite nicht-anamorphotische Baustein jeweils einen zweiten Objektivtubus umfasst, der ein hinteres Ende aufweist; ein Kameragehäuse mit einem Inneren und einem vorderen Ende, das eine Linsenanschlusseinrichtung trägt, an der die hinteren Enden der zweiten Linsentuben jeweils einzeln wirkmäßig befestigbar und lösbar sind; einen Bildsensor, der wirkmäßig im Inneren des Kameragehäuses und auf einer Bildoberfläche im Bildraum des anamorphotischen Objektivlinsensystems angeordnet ist, wenn der Objektivtubus am Kameragehäuse befestigt ist; und eine Kameraelektronik, die elektrisch mit dem Bildsensor verbunden ist.
(15) Ein Kamerasystem, das umfasst: die Menge aus anamorphotischen Objektivlinseneinheiten des anamorphotischen Objektivlinsensystems gemäß einem von (1) bis (13); ein Kameragehäuse mit einem Inneren und einem vorderen Ende, das eine Linsenanschlusseinrichtung trägt, an der jede von den anamorphotischen Objektivlinseneinheiten in der Menge aus anamorphotischen Objektivlinseneinheiten jeweils einzeln wirkmäßig befestigbar und lösbar ist; einen Bildsensor, der wirkmäßig im Inneren des Kameragehäuses angeordnet ist und an einer Bildoberfläche angeordnet ist, die jeder der anamorphotischen Objektivlinseneinheiten in der Menge von anamorphotischen Objektivlinseneinheiten gemeinsam ist; und Kameraelektronik, die elektrisch mit dem Bildsensor verbunden ist.
(16) Ein Verfahren zum Durchführen einer anamorphotischen Bildgebung für eine Bildgebungsanwendung mit unterschiedlichen vertikalen Brennweiten unter Verwendung einer Kamera, umfassend: Bereitstellen eines vorderen anamorphotischen Bausteins mit einem hinteren Ende, der eine anamorphotische Linsengruppe umfasst, die eine axial bewegliche Linsenuntergruppe einschließt; Befestigen eines ersten nicht-anamorphotischen Bausteins, der eine erste nicht-anamorphotische Linsengruppe umfasst, die optisch auf die anamorphotische Linsengruppe abgestimmt ist und nur stationäre erste nicht-anamorphotische Linsenelemente und eine erste Blendenstufe aufweist, am hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins, um eine erste anamorphotische Objektivlinseneinheit mit einer ersten vertikalen Brennweite FLY1 und einer ersten axialen Linsenlänge zu bilden; Durchführen eines ersten Bildgebungsprozesses mit der ersten anamorphotischen Objektivlinseneinheit, um ein erstes geeignetes Bild für die Bildgebungsanwendung zu bilden; Entfernen des ersten nicht-anamorphotischen Bausteins vom hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins und Befestigen eines zweiten nicht-anamorphotischen Bausteins, der eine zweite nicht-anamorphotische Linsengruppe mit nur stationären zweiten nicht-anamorphotischen Linsenelementen und eine zweite Blendenstufe umfasst, am hinteren Ende, um eine zweite anamorphotische Objektivlinseneinheit mit einer zweiten vertikalen Brennweite FLY2 und einer zweiten axialen Länge zu bilden; und Durchführen eines zweiten Bildgebungsprozesses mit der zweiten anamorphotischen Objektivlinseneinheit, um ein zweites geeignetes Bild für die Bildgebungsanwendung zu bilden.
(17) Das Verfahren gemäß (16), wobei: das Durchführen des ersten Bildgebungsprozesses das wirkmäßige Befestigen der ersten anamorphotischen Objektivlinse auf eine Kamera beinhaltet, die einen Bildsensor aufweist und die mit dem Bildsensor ein erstes Bild aufnimmt; und das Durchführen des zweiten Bildgebungsprozesses das Entfernen der ersten anamorphotischen Objektivlinse von der Kamera und das wirkmäßige Befestigen der zweiten anamorphen Objektivlinse auf die Kamera und das Aufnehmen eines zweiten Bildes mit dem Bildsensor beinhaltet.
(18) Das Verfahren gemäß (16) bis (17), wobei das Bereitstellen der Menge aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen das Bereitstellen von mindestens drei nicht-anamorphotischen Bausteinen umfasst, die eine kürzeste Brennweite, eine längste Brennweite bzw. eine mittlere Brennweite zwischen der kürzesten und der längsten Brennweite aufweisen; der nicht-anamorphotische Baustein mit der kürzesten Brennweite die vertikale Brennweite FLY1 der ersten anamorphotischen Objektivlinseneinheit als eine kürzeste vertikale Brennweite bildet, und der nicht-anamorphotische Baustein mit der längsten Brennweite die zweite vertikale Brennweite FLY2 der ersten anamorphotischen Objektivlinseneinheit als die längste vertikale Brennweite bildet, so dass FLY2 > FLY1; und eine erste (kürzeste) und eine zweite (längste) vertikale Brennweite FLY1 und FLY2 ein Verhältnis FYFL = FLY2/FLY2 definieren, wobei 1,25 < RYFL < 100.
(19) Das Verfahren gemäß einem von (16) bis (18), wobei die axial bewegliche zweite Linsenuntereinheit für die Fokussierung mindestens eine nicht-rotationssymmetrische Oberfläche aufweist; die Fokussierung unter Verwendung einer Fokusskala mit einer Kalibrierung am vorderen anamorphotischen Baustein ausgeführt wird; und die erste und die zweite anamorphotische Objektivlinseneinheit eine erste bzw. eine zweite axiale Länge aufweisen, die innerhalb einer axialen Längentoleranz, welche die Kalibrierung der Fokusskala beibehält, gleich sind.
(20) Ein anamorphotisches Objektivlinsensystem, das entlang einer optischen Achse und in einer Reihenfolge von einem Objektraum zu einem Bildraum folgendes umfasst: einen vorderen anamorphotischen Baustein mit einem hinteren Ende, der eine anamorphe Linsengruppe umfasst, die mindestens zwei nicht-rotationssymmetrische Oberflächen umfasst und die eine am nächsten an einem Bildraum liegende axiale stationäre dritte Linsenuntergruppe und eine zweite Linsenuntergruppe zwischen der ersten und der dritten Linsenuntergruppe aufweist, wobei die zweite Linsenuntergruppe zur Fokussierung axial beweglich ist und wobei die dritte Linsenuntergruppe eine hinterste optische Oberfläche definiert, die am nächsten am hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins liegt, wobei eine von den mindestens zwei nicht-rotationssymmetrischen Oberflächen in der ersten und/oder der zweiten Linsenuntergruppe liegt und die andere von den zwei nicht-rotationssymmetrischen Oberflächen in der dritten Linsenuntergruppe liegt; und mehrere hintere nicht-anamorphotische Bausteine, die jeweils lösbar am hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins befestigbar sind, um mehrere anamorphotische Objektivlinseneinheiten zu bilden, die eine Menge aus anamorphotischen Objektivlinseneinheiten definieren, wobei jede von den mehreren hinteren nicht-anamorphotischen Bausteinen eine vertikale Richtung und mehrere nicht-anamorphotische Linsengruppen umfasst, die axial stationär und nicht-anamorphotisch sind, wobei die nicht-anamorphotischen Linsengruppen optisch auf den vorderen anamorphotischen Baustein abgestimmt sind, um für jede von den anamorphotischen Objektivlinseneinheiten andere Brennweiten zu definieren, die eine kürzeste vertikale Brennweite, die eine erste Bildraum-Blendenzahl und einen ersten freien Öffnungsdurchmesser CAs für die hinterste optische Oberfläche definiert, und eine längste Brennweite, die eine zweite Bildraum-Blendenzahl und einen zweiten freien Öffnungsdurchmesser CA_L für die mindestens eine optische Oberfläche definiert, umfassen, und wobei CA_S ≤ CA_L, wenn die erste und die zweite Bildraum-Blendenzahl gleich sind.

Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung schließt ein Kamerasystem ein, das umfasst: eine anamorphotische Objektivlinseneinheit, wie hierin offenbart, gebildet unter Verwendung des anamorphotischen Objektivlinsensystems wie hierin offenbart; einen Objektivtubus mit einem hinteren Ende, wobei der Objektivtubus wirkmäßig die anamorphotische Objektivlinseneinheit trägt; ein Kameragehäuse mit einem Inneren und einem vorderen Ende, das eine Linsenanschlusseinrichtung trägt, an der das hintere Ende des Objektivtubus befestigt wird; einen Bildsensor, der wirkmäßig im Inneren des Kameragehäuses und an der Bildoberfläche der anamorphotischen Objektivlinseneinheiten angeordnet ist, wenn der Objektivtubus am Kameragehäuse befestigt ist; und Kameraelektronik, die elektrisch mit dem Bildsensor verbunden ist. Diese Ausführungsform ermöglicht die Verwendung einer Reihe unterschiedlicher anamorphotischer Objektivlinseneinheiten mit unterschiedlichen Brennweiten.
Eine andere Ausführungsform der Offenbarung schließt ein Kamerasystem ein, das umfasst: ein anamorphotisches Objektivlinsensystem mit einem vorderen anamorphotischen Baustein und mehreren nicht-anamorphotischen Bausteinen, die jeweils dafür ausgelegt sind, an einem hinteren Ende des vorderen anamorphotischen Bausteins befestigt zu werden, um eine anamorphotische Objektivlinseneinheit zu bilden, die eine ausgewählte Brennweite aufweist, wobei jeder nicht-anamorphotische Baustein eine andere Brennweite für die anamorphotische Objektivlinseneinheit definiert; ein Kameragehäuse mit einem inneren und einem vorderen Ende,, das eine Linsenanschlusseinrichtung trägt, an der eine von den anamorphotischen Objektivlinseneinheiten in der Menge aus anamorphotischen Objektivlinseneinheiten befestigt wird; einen Bildsensor, der wirkmäßig im Inneren des Kameragehäuses angeordnet ist und an einer Bildoberfläche angeordnet ist, die jeder der anamorphotischen Objektivlinseneinheiten in der Menge aus anamorphotischen Objektivlinseneinheiten gemeinsam ist; Kameraelektronik, die mit dem Bildsensor verbunden ist.
Figurenliste

1A ist eine schematische Skizze des anamorphotischen Objektivlinsensystems wie hierin offenbart, gebildet von einem vorderen anamorphotischen Baustein mit einer anamorphotischen Linsengruppe (G1) und von einem nicht-anamorphotischen Baustein mit einer anamorphotischen Linsengruppe (G2), wobei der nicht-anamorphotische Baustein, der am vorderen anamorphotischen Baustein befestigt ist, ausgewählt ist aus einer Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen, um anamorphotische Objektivlinseneinheiten mit unterschiedlichen Brennweiten zu definieren, wobei die unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteine die unterschiedlichen Brennweiten definieren.
1B ähnelt 1A und stellt eine Menge aus drei anamorphotischen Objektivlinseneinheiten dar, die unter Verwendung einer anamorphotischen (ersten) Linsengruppe und einer Menge aus drei unterschiedlichen nicht-anamorphotischen (zweiten) Linsengruppen gebildet wird, wobei die anamorphotische Linsengruppe eine erste, eine zweite und eine dritte Linsenuntergruppe umfasst; wobei die mittlere Linsenuntergruppe zur Fokussierung bewegbar ist.
2A und 2B sind detaillierte Seiten(Y-Z-Ebenen)-bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten von drei unterschiedlichen anamorphotischen Objektivlinseneinheiten mit unterschiedlichen X- und Y-Brennweiten, definiert unter Verwendung von drei unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Linsengruppen, wobei zu beachten ist, dass die Brennweiten paraxial sind, wobei die Brennweite in der Y-Richtung exakt ist und die Brennweite in der X-Richtung angenähert ist.
2C, 2D und 2E sind Nahansichten des hintersten Linsenelements des vorderen anamorphotischen Bausteins und des vordersten Linsenelements des hinteren nicht-anamorphotischen Bausteins zusammen mit nachgezeichneten Strahlen zum Beispiel einer kurzen Brennweite (2C), einer mittleren Brennweite (2D) und einer langen Brennweite (2E) für die Ausführungsformen der anamorphotischen Objektivlinseneinheiten, die darstellen, wie der maximale freie Öffnungs-CA der genannten hintersten Oberfläche des hintersten Linsenelements des vorderen anamorphotischen Bausteins für die anamorphotische Objektivlinseneinheit mit der längsten Brennweite erscheint.
3A ist eine seitliche (Y-Z-Ebenen-)Nahansicht der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 2A mit der kurzen Brennweite (100(1)), wobei FLY1 = 50,0 mm und FLX1 = 25,0 mm.
3B und 3C sind Seiten(Y-Z-Ebenen)- bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 3A mit der kurzen Brennweite und stellen die Y-Zylinder- und X-Zylinder-Linsenelemente besonders heraus.
3D und 3E sind Seiten(Y-Z-Ebenen)- und Ebenen(X-Z)-Ansichten der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 3A mit der kurzen Brennweite und stellen die Bewegung der Fokussierungsuntereinheit G1b für einen im Unendlichen liegenden Brennpunkt, einen Brennpunkt in mittlerer Entfernung („mittleren Brennpunkt“) und einen Brennpunkt in kurzer Entfernung dar.
4A ist eine seitliche (Y-Z-Ebenen-)Nahansicht der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 2A mit der kurzen Brennweite (100(2)), wobei FLY2 = 65,0 mm und FLX2 = 32,5 mm.
4B und 4C sind Seiten(Y-Z-Ebenen)- bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 4A mit der mittleren Brennweite und stellen die Y-Zylinder- und X-Zylinder-Linsenelemente besonders heraus.
4D und 4E sind Seiten(Y-Z-Ebenen)- und Ebenen(X-Z)-Ansichten der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 4A mit der mittleren Brennweite und stellen die Bewegung der Fokussierungsuntereinheit G1b für einen im Unendlichen liegenden Brennpunkt, einen Brennpunkt in mittlerer Entfernung und einen Brennpunkt in kurzer Entfernung dar.
5A ist eine seitliche (Y-Z-Ebenen-)Nahansicht der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 2A mit der langen Brennweite (100(3)), wobei FLY3 = 85,0 mm und FLX3 = 42,5 mm.
5B und 5C sind Seiten(Y-Z-Ebenen)- bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 5A mit der langen Brennweite und stellen die Y-Zylinder- und X-Zylinder-Linsenelemente besonders heraus.
5D und 5E sind Seiten(Y-Z-Ebenen)- und Ebenen(X-Z)-Ansichten der Ausführungsform der anamorphotischen Objektivlinseneinheit von 5A mit der langen Brennweite und stellen die Bewegung der Fokussierungsuntereinheit G1b für einen im Unendlichen liegenden Brennpunkt, einen Brennpunkt in mittlerer Entfernung und einen Brennpunkt in kurzer Entfernung dar.
6A-6C, 8A-8C und 10A-10C zeigen Transversalaberrationsplots für verschiedene Feld- /Bildpositionen über einem Bereich von Wellenlängen für die Beispiele für die anamorphotischen Objektivlinseneinheiten mit der kurzen, der mittleren bzw. der langen Brennweite.
7A-7C, 9A-9C und 11A-11C zeigen beugungsbegrenzte polychromatische MTF-Plots (Modulation M vs. Raumfrequenz f in Zyklen/mm) für tangentiale und sagittale Azimute für die Beispiele für die anamorphotische Objektivlinseneinheit mit der kurzen, der mittleren und der langen Brennweite, wo die Modulation bei einer Raumfrequenz f von 25 Zyklen/mm oberhalb von 60 % liegt, wobei die Kurven für die gleichen Felder und Wellenlängen gelten wie in 6A-6C, 8A-C und 10A-10C, wobei die gepunktete Linie die Beugungsgrenze darstellt.
12A-12C zeigen die Randverzerrung für die Beispiele für die anamorphotische Objektivlinseneinheit mit der kurzen, der mittleren und der langen Brennweite beim mittleren Brennpunktabstand FD2.
13A-13C stellen das Achsen-Bokeh für die Beispiele für die anamorphotische Objektivlinseneinheit mit der kurzen, der mittleren und der langen Brennweite beim großen Abstand FD1 nahe unendlich für die anamorphotische Linsengruppe, die auf den kurzen Brennpunktabstand FD3 eingestellt ist.
14A ist eine schematische Skizze, die darstellt, wie eine Menge aus fünf herkömmlichen Festbrennweiten verwendet wird, um die fünf Brennweiten in dem obigen Beispiel für eine Brennweitenspanne von 40 mm bis 100 mm gemäß der Methode des Standes der Technik abzudecken.
14B zeigt, wie die fünf herkömmlichen Festbrennweiten 200 durch ein Linsensystem ersetzt werden können, das einen einzelnen vorderen anamorphotischen Baustein 20 und eine Menge 40 von fünf nicht-anamorphotischen Bausteinen aufweist, die verwendet werden können, um fünf verschiedene Linseneinheiten mit den jeweiligen Brennweiten der fünf herkömmlichen Festbrennweiten zu bilden.
15 ist eine schematische Skizze eines Beispiels für ein anamorphotisches Objektivlinsensystem, das in Kombination mit einer Kamera verwendet wird, und die auch zeigt, wie eine von den mehreren anamorphotischen Objektivlinseneinheiten mit der Kamera verwendet werden kann, um ein Kamerasystem zu bilden.

Die in den Figuren gezeigten Informationen und die Daten, die in den nachstehend aufgeführten Design-Tabellen enthalten sind, wurden durch optische Design-Software CodeV® erzeugt, die im Handel von SYNOPSYS INC., Pasadena, Kalifornien, USA erhältlich ist.
Ausführliche Beschreibung
Die nachstehend aufgeführten Ansprüche sind in die ausführliche Beschreibung aufgenommen und bilden einen Teil davon.
Kartesische Koordinaten werden in manchen von den Figuren zur Bezugnahme verwendet und sollen nicht beschränkend sein hinsichtlich Position, Ausrichtung, Richtung usw.
Die optische Achse ist Z, die in der Horizontale gezeigt ist, und bewegt sich positiv on links nach rechts. Die zwei senkrechten Achsen sind X und Y (positiv für die Y-Richtung von unten nach oben auf der Seite und positiv für die X-Richtung in die Seite hinein). Die Y-Richtung wird als die vertikale Richtung bezeichnet und die X-Richtung wird als die horizontale Richtung bezeichnet, wie dies in der Kunst des anamorphotischen Linsen-Designs und anamorphotischer optischer Systeme gebräuchlich ist.
Brennpunktabstände werden durch die Buchstaben FD bezeichnet, und liegen in der nachstehenden Erörterung in einem Bereich von einem langen oder unendlichen Brennpunkt-FD1 bis zu einem näheren oder nahen Brennpunkt-FD3 zusammen mit dem mittleren Brennpunktabstand FD2, wobei FD1 > FD2 > FD3.
Die Parameter FLY1, FLY2 und FLY3 bezeichnen paraxiale Brennweiten in der Y-Richtung für drei Beispiele der Objektabstände bei einem langen Brennpunktabstand FD1, einem mittleren Brennpunktabstand FD2 und einem kurzen Brennpunktabstand FD3. Die Parameter FLX1, FLX2 und FLX3 bezeichnen angenäherte paraxiale Brennweiten in der X-Richtung für die gleichen Brennweiten wie für die paraxialen Brennweiten FLY1, FLY2 und FLY3. In manchen Beispielen und in den Ansprüchen können Bezugnahmen auf die erste und die zweite vertikale Brennweite FLY1 und FLY2 für irgendwelche zwei anamorphotische Objektivlinseneinheiten für ein anamorphotisches Objektivlinsensystem und nicht nur für die ersten zwei gelten.
In einem Beispiel weist eine von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (nennen wir sie die „erste“) eine erste vertikale Brennweite FLY1 auf, welche die kürzeste vertikale Brennweite aller Einheiten des anamorphotischen Objektivlinsensystems ist, während eine andere von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (nennen wir sie die „zweite“) eine zweite vertikale Brennweite FLY2 aufweist, welche die längste vertikale Brennweite aller Einheiten des anamorphotischen Objektivlinsensystems ist, und diese kürzeste und längste vertikale Brennweite FLY1 und FLY2 definieren ein Verhältnis der vertikalen Brennweiten RYFL = FLY2/FLY1. In verschiedenen Beispielen gilt 1,25 < RYFL < 100 oder 1,25 < RYFL < 50 oder 1,25 < RYFL < 20 oder 1,25 < RYFL < 10 oder 1,25 < RYFL < 4 oder 1,25 < RYFL < 2, abhängig von der Gesamtzahl von verwendeten nicht-anamorphotischen Bausteinen, der gegebenen Bildgebungsanwendung und dem Bereich von gewünschten Bildgebungsoptionen und derartigen Faktoren, die in der Technik bekannt sind.
Der Begriff „Linsengruppen“ wie hierin verwendet, bedeutet eine Menge aus einem oder mehreren individuellen Linsenelementen. Der Begriff „Linsenuntergruppe“ wie hierin verwendet, bedeutet eine Menge aus einem oder mehreren individuellen Linsenelementen. In der nachstehenden Erörterung schließt die erste Linsengruppe G1 alle Linsenelemente im vorderen anamorphotischen Baustein ein, und die zweite Linsengruppe G2 schließt alle Linsenelemente im (hinteren) nicht-anamorphotischen Baustein ein.
Die Begriffe „Blendenstufe“, „optische Stufe“, „Stufe“ und „Iris“ sind gleichbedeutende Ausdrücke, die austauschbar verwendet werden können. In Beispielen liegt die Blendenstufe im nicht-anamorphotischen Baustein.
Der Begriff „Design-Brennweite“ wird hierin in der Bedeutung einer paraxialen Brennweite verwendet, bezeichnet als FLY und FLX, gemessen in der Y- bzw. der X-Richtung, bei der die Objektivlinsenabbildung einen optimalen Brennpunkt aufweist. Die technische Konvention eines anamorphotischen optischen Designs und anamorphotischen optischen Systems ist, dass die Brennweite durch die vertikale Brennweite (VEFL) definiert wird, aber in manchen Fällen wird manchmal eine horizontale Brennweite (HEFL) genannt. Herkömmlicherweise wird stattdessen eher das Stauchungsverhältnis SR, das heißt das Verhältnis der vertikalen und der horizontalen Brennweite (d.h. SR = VEFL/HEFL) genannt, und die horizontale Brennweite HEFL wird anhand der vertikalen Brennweite VEFL über die Beziehung HEFL = VEFL/SR definiert. Eine gegebene anamorphotische Objektivlinseneinheit weist somit eine Brennweite in der Y-Z-Ebene auf, welche die Y-Brennweite oder die vertikale Brennweite genannt wird, und wird hierin als FLY bezeichnet, während die Brennweite n der X-Z-Ebene X-Brennweite oder horizontale Brennweite genannt wird und hierin als FLX bezeichnet wird. Es wird angenommen, dass eine Bezugnahme auf eine „Brennweite“ die Y-Brennweite (d.h. die vertikale Brennweite) bedeutet, solange nichts anderes angegeben wird.
Begriffe in der Form „zwischen A und B“, wie hierin verwendet, sollen A und B einschließen, so dass der Ausdruck „zwischen zwei Design-Brennweiten und vier Design-Brennweiten“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, „zwei Design-Brennweiten oder drei Design-Brennweiten oder vier Design-Brennweiten“ bedeutet. Ausdrücke, die Endpunkte in einem bestimmten Bereich für einen gegebenen Parameter K ausschließen sollen, verwenden das Symbol „<“, wie etwa in dem Fall für u < K < V, wobei der Bereich des Parameters K u oder v nicht einschließt.
Der Begriff „sphärisch“, wie in Verbindung mit einer sphärischen Linsengruppe (oder -untergruppe) oder sphärischen Linsenuntereinheit verwendet, bedeutet, dass alle Linsenelemente in der sphärischen Linsengruppe (oder - untergruppe) oder der sphärischen Linsenuntereinheit sphärische Oberflächen aufweisen, wobei eine sphärische Oberfläche definiert wird durch einen Abschnitt einer Kugel, so dass die Oberflächenkrümmung in einer X-Z-Ebene und einer Y-Z-Ebene gleich sind, und wenn die sphärische Oberfläche einen unendlichen oder nahezu unendlichen Radius aufweist, kann sie als „flach“, „plan“ oder „plano“ Oberfläche bezeichnet werden.
Der Begriff „anamorphotisch“ , wie in Verbindung mit einer anamorphotischen Linsengruppe (oder -untergruppe) oder einer anamorphotischen Linsenuntereinheit verwendet, bedeutet, dass mindestens eines von den Linsenelementen in der anamorphotischen Linsengruppe (oder -untergruppe) oder der anamorphotischen Linsenuntereinheit eine anamorphotische Oberfläche aufweist, wobei eine anamorphotische Oberfläche n der X-Z- und der Y-Z-Ebene jeweils andere Krümmungen aufweist und somit nicht rotationssymmetrisch ist. Eine zylindrische Linse ist ein Beispiel für einen Typ einer anamorphotischen Linse. Eine asphärische Linse oder „Asphäre“, wie der Begriff hierin verwendet wird, weist eine oder zwei rotationssymmetrische Oberflächen auf und wird nicht als anamorphotische Linse betrachtet. Somit ist in einem Beispiel ein nicht-anamorphotisches optisches System, wie der Begriff hierin verwendet wird, eines, das rotationssymmetrische Linsenelemente aufweist.
Der Begriff „anamorphotisches Objektivlinsensystem“, wie hierin verwendet, bedeutet eine Menge aus mindestens einer vorderen anamorphotischen Linsenuntereinheit (einem „vorderen anamorphotischen Baustein“) und einer Menge aus von zwei oder mehr hinteren, nicht-anamorphotischen Linsenuntereinheiten („nicht-anamorphotischen Bausteinen“), die jeweils so konfiguriert sind, dass sie wirkmäßig mit dem mindestens einen vorderen anamorphotischen Baustein verbunden werden, um zwei oder mehr anamorphotische Linsenuntereinheiten zu bilden, die unterschiedliche Brennweiten aufweisen und in einem Beispiel im Wesentlichen die gleiche axiale Linsengesamtlänge aufweisen. Die Menge aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen ist so designt, dass sie auf den vorderen anamorphotischen Baustein „optisch abgestimmt ist“, um die Bildgebungsleistung der zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten in Bezug auf beispielsweise eine oder mehrere von einer Aberrationskorrektur, einer Austritts- /Eintrittspupillenabstimmung, einer Vignettensteuerung, einer Axiallängenbewahrung (optional) im Wesentlichen zu optimieren, um eine geeignete Bildgebung für die jeweilige Anmeldung hervorzubringen.
Dies dient zur Unterscheidung von dem Fall, wo jemand versuchen könnte, einen vorderen anamorphotischen Baustein mit einer oder mehreren hinteren nicht-anamorphotischen Linsenuntereinheiten zu kombinieren, die optisch nicht auf den vorderen anamorphotischen Baustein abgestimmt wurden (d.h. die nicht dafür entwickelt wurden, mit diesem wirksam zusammenzuarbeiten), um ein nicht funktionsfähiges anamorphes Objektivlinsensystem, d.h. eines, das keine geeignete Bildgebung (d.h. kein geeignetes Bild) für die jeweilige Bildgebungsanwendung liefert, zu bilden, wie etwa durch den Versuch, eine handelsübliche nicht-anamorphotische Linse zu verwenden, die nicht unter Verwendung von Informationen über den Aufbau des vorderen anamorphotischen Bausteins designt wurde. Eine ungeeignete Bildgebung würde unangemessene Grade von einer oder mehreren Aberrationen, eine erhebliche Nichtübereinstimmung von Eintritts- und Austrittspupillenstelle, eine schlechte Vignettensteuerung usw. einschließen.
Die geeignete Bildgebung kann eine Hochleistungsbildgebung (wie unmittelbar nachstehend definiert) oder manchmal eine etwas schlechtere als eine Hochleistungsbildgebung sein, solange die Bildgebungsqualität für die jeweilige Anwendung geeignet ist und die Variation der Bildgebung zwischen unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteinen als akzeptabel betrachtet wird. In der Praxis benötigen manche Bildgebungsanwendungen (einschließlich bestimmter kinematographischer Anwendungen) streng genommen keine sehr hohe Bildgebungsleistung, beispielsweise aufgrund von künstlerischen und ästhetischen Überlegungen, die anamorphotische Objektivlinsen von sphärischen Objektivlinsen unterscheiden. Auch für Bildgebungsanwendungen, wo eine nichtoptimale Bildgebung zulässig ist, gibt es aber trotzdem Mindestanforderungen an die Bildgebungsleistung.
Anamorphotische Objektive können einen höheren Grad an residualer Aberration aufweisen als sphärische Linsen, und dies kann ein oder mehrere Leistungskriterien, wie etwa die Modulationstransferfunktion, beeinträchtigen. Auch wenn diese Herabsetzung der Leistung durch andere Methoden, wie etwa Filter, die auf die Linse gesetzt werden, erreicht werden kann, bevorzugen viele Endverbraucher, dass die Herabsetzung der Leistung intrinsisch innerhalb der Linse geschieht. Wenn handelsübliche Fotolinsen anstelle der hierin offenbarten hinteren nicht-anamorphotischen Linsenuntereinheiten verwendet werden, ist zumindest eine gewisse Herabsetzung der Leistung für das anamorphotische Objektivlinsensystem gegeben, da keine Abstimmung von residualen Aberrationen der vorderen anamorphotischen Linsenuntereinheit und einer Menge aus zwei oder mehr hinteren nicht-anamorphotischen Linsenuntereinheiten stattgefunden hat.
Die „optische Abstimmung“ wird über einen Linsendesignprozess bewerkstelligt, der eine Brechkraft der (virtuellen) anamorphotischen Objektivlinsenbaugruppe analysiert, die von dem vorderen anamorphotischen Baustein gebildet wird, der jeweils wirkmäßig mit jedem von den (hinteren) nicht-anamorphotischen Bausteinen in der Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen verbunden wird. Anders ausgedrückt wird jede anamorphotische Objektivlinsenbaugruppe so designt und optimiert, dass sie mit jedem der jeweiligen nicht-anamorphotischen Bausteine funktioniert.
Der Begriff „Hochleistungsbildgebung“, wie hierin verwendet, bezeichnet eine Qualität der Bildgebung der anamorphotischen Objektivlinseneinheit, die für die jeweilige Anwendung als akzeptabel betrachtet wird, wie etwa für eine Standbildfotografie, Video, Film usw. Die Bildgebungsqualität wird über dem gesamten Feld betrachtet und kann unter Verwendung eines bzw. einer oder mehrerer einer Reihe von Bildgebungsleistungsparametern und -kriterien, die in der Technik bekannt sind, wie etwa der polychromatischen Modulationstransferfunktion (MTF) für tangentiale und sagittale Azimute, Transversalaberrationsplots, Verzerrungsplots usw. gemessen werden.
In einem Beispiel bedeutet Hochleistungsbildgebung, wie der Begriff hierin verwendet wird, dass die polychromatisch MTF mindestens 60 % der beugungsbegrenzten Modulation bei 25 Zyklen/mm bei langen, mittleren und kurzen Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3 und über Wellenlängen von 643,8 nm, 587,6 nm, 546,1 nm, 486,1 nm und 450,0 nm mit jeweiligen Gewichtungen von 7, 8, 9, 7 und 4 ausmacht, wobei eine Variation der polychromatischen MTF-Leistung mit Brennpunktvariation höchstens 10 % beträgt, und eine Variation der polychromatischen MTF-Leistung beim gleichen Brennpunkt zwischen allen anamorphotischen Objektivlinseneinheiten in der Menge aus diesen Einheiten, wie sie vom gegebenen vorderen anamorphotischen Baustein und der Menge aus nicht-anamorphotischen Bausteinen gebildet werden, höchstens etwa 10 % beträgt.
Wenn eine erste anamorphotische Linsenuntereinheit, die einen vorderen anamorphotischen Baustein und einen ersten nicht-anamorphotischen Baustein verwendet, eine erste Hochleistungsbildgebung zeigt, und wenn eine zweite anamorphotische Linsenbaugruppe, den gleichen vorderen anamorphotischen Baustein, aber einen zweiten nicht-anamorphotischen Baustein verwendet, eine zweite Hochleistungsbildgebung zeigt, dann sind die erste Hochleistungsbildgebung und die zweite Hochleistungsbildgebung im Wesentlichen gleich, wenn die polychromatischen MTFs innerhalb von 10 % zueinander liegen, vorbehaltlich der oben genannten Bedingungen über das, was eine Hochleistungsbildgebung darstellt. Dies liefert eine Beispielstoleranz für die Streuung der oben genannten optischen Abstimmung des anamorphotische Bausteins auf jeden der abgestimmten nicht-anamorphotischen Bausteine.
Das Kriterium, dass sämtliche anamorphotischen Linsenuntereinheiten eine Hochleistungsbildgebung aufweisen, spiegelt die oben genannte Bedingung wider, dass der vordere anamorphotische Baustein und jeder von den nicht-anamorphotischen Bausteinen optisch abgestimmt sind, und schließt die Verwendung von nicht-abgestimmten nicht-anamorphotischen Bausteinen mit dem vorderen anamorphotischen Baustein, um anamorphotische Objektivlinseneinheiten zu bilden, von vorneherein aus, da optisch nicht-abgestimmte nicht-anamorphotische Bausteine per definitionem keinen zufriedenstellenden gleichmäßigen Bildgebungsstandard für die Menge aus anamorphotischen Linsenuntereinheiten, die unter Verwendung des gegebenen anamorphotischen Objektivlinsensystems gebildet werden kann, bereitstellen. Trotzdem kann nach Wunsch eine optische Fehlabstimmung eingeführt werden, die aber nicht ohne Weiteres korrigierbar sein könnte.
In der folgenden Erörterung wird gesagt, dass eine Linsenoberfläche eines bestimmten Linsenelements eine vordere Oberfläche ist, wenn sie von den zwei Linsenoberflächen die ist, die am nächsten am Objektraum liegt. Für eine Linse mit positivem Meniskus, die so angeordnet ist, dass ihre konvexe Oberfläche näher am Objektraum liegt und ihre konkave Oberfläche näher am Bildraum liegt, wird die konvexe Oberfläche als „vordere, konvexe Oberfläche“ bezeichnet, während die konkave Oberfläche als „hintere, konkave Oberfläche“ bezeichnet werden kann.
Eine Y-Zylinderoberfläche weist eine Krümmung in der Y-Z-Ebene und keine Krümmung in der orthogonalen X-Z-Ebene auf. Ebenso weist eine Y-Zylinderoberfläche eine Krümmung in der X-Z-Ebene und keine Krümmung in der orthogonalen Y-Z-Ebene auf.
Der Objektraum (mit OBS bezeichnet) grenzt unmittelbar an das vordere Ende der gegebenen anamorphotischen Objektivlinseneinheit an, wie nachstehend beschrieben, und definiert somit eine Vorwärtsrichtung, während der Bildraum (mit IMS bezeichnet) unmittelbar an ein hinteres oder rückseitiges Ende der gegebenen anamorphotischen Objektivlinseneinheit angrenzt und somit eine Rückwärtsrichtung definiert. Somit können bestimmte Linsenuntergruppen als nach vorne ausgerichtet oder nach vorne gewandt bezeichnet werden, während bestimmte andere Linsenuntergruppen in derselben Linsengruppe als nach hinten ausgerichtet oder rückwärts gewandt bezeichnet werden können, mit der Übereinkunft, dass in einer gegebenen Linsengruppe die nach vorne ausgerichtete oder nach vorne gewandte Linsenuntergruppe näher am vorderen Ende ober am Objektraum liegt als die nach hinten ausgerichtete oder rückwärts gewandte Linsenuntergruppe.
Die Blendenstufen AS in dem Beispiel unten sind anpassbar, um unterschiedliche Blendenzahlen (eine Blendenzahl) der gegebenen anamorphotischen Objektivlinseneinheit 100 zu definieren. Die Blendenzahl wird an der Bildoberfläche IS ermittelt, solange nichts anderes angegeben wird. Die Blendenzahl an der Bildoberfläche kann als die Bildraum-Blendenzahl oder die Bildoberflächen-Blendenzahl bezeichnet werden.
Die Konvention der Vergabe von Bezugszahlen für die Linsenelemente und optischen Oberflächen in den optischen Diagrammen ist so gewählt, dass sie mit den Informationen übereinstimmt, die in den entsprechenden Linsendesigntabellen bereitgestellt werden, die nachstehend dargelegt sind.
Grundlegendes Design
1A ist eine schematische Skizze des anamorphotischen Objektivlinsensystems (des „Linsensystems“) 100LS, wie es hierin offenbart wird. Das Linsensystem 100LS schließt einen vorderen anamorphotischen Baustein 20 ein, der ein Gehäuse 21 mit einem vorderen Ende, 22 und einem hinteren Ende 24 aufweist. In einem Beispiel umfasst das Gehäuse 21 einen Objektivtubus. Das hintere Ende 24 schließt eine ersten Anschlusseinrichtung 26 ein. Das Gehäuse 21 trägt in einem Inneren 25 wirkmäßig eine erste Linsengruppe G1, die mindestens ein anamorphotisches Linsenelement einschließt, wie nachstehend beschrieben.
Das Linsensystem 100LS schließt außerdem eine Menge 40 aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen 50 ein, die ein Gehäuse 51 mit einem vorderen Ende, 52 und einem hinteren Ende 54 aufweisen. In einem Beispiel umfasst das Gehäuse 51 einen Objektivtubus. Das vordere Ende 52 schließt eine zweite Anschlusseinrichtung 56 ein, die dafür ausgelegt ist, wirkmäßig mit der ersten Anschlusseinrichtung 26 in und außer Eingriff zu kommen, so dass die nicht-anamorphotischen Bausteine 50(i) in den und aus dem vorderen anamorphotischen Baustein 20 gewechselt werden können, wie von dem Doppelpfeil dargestellt.
Das Gehäuse 51 trägt wirkmäßig in einem Inneren 55 eine zweite Linsengruppe G2, die in einem Beispiel keine anamorphotischen Linsenelemente aufweist und ferner in einem Beispiel nur sphärische Linsenelemente aufweist, wie nachstehend beschrieben. Die n unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteine 50 werden mit 50(1), 50(2), ... 50 (i) ...50 (n) bezeichnet und weisen jeweils eine andere zweite Linsengruppe G2 auf, die jeweils mit G2(1), G2(2), ...G2 (i) ...G2 (n) bezeichnet wird. Der Buchstabe i wird verwendet, um einen beliebigen von den nicht-anamorphotischen Bausteinen 50 oder eine beliebige von den zweiten Linsengruppen G2 von den insgesamt n zweiten Linsengruppen G2 der insgesamt n unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteine 50 zu bezeichnen. Wie oben angegeben, gilt n ≥ 2. Die zweite Linsengruppe G2 kann auch als die nicht-anamorphotische Linsengruppe bezeichnet werden.
Der untere Abschnitt von 1A zeigt den vorderen anamorphotischen Baustein 20, der wirkmäßig mit einem von den nicht-anamorphotischen Bausteinen 50(i) an ihren jeweiligen Anschlusseinrichtungen 26 und 56 in Eingriff steht, um eine anamorphotische Objektivlinseneinheit („Linseneinheit“) 100 mit einer optischen Achse AX, einer Brennweite FLX in der X-Z-Ebene, einer Brennweite FLY in der Y-Z-Ebene (der Kürze halber nachstehend gemeinsam als geordnetes Paar (FLX, FLY) geschrieben), einer Objektebene OP in einem Objektraum OBS, einer Bildoberfläche IS in einem Bildraum IMS und einer axialen Länge LA zwischen dem vorderen Ende, 22 des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 und der Bildoberfläche IS aufweist. Insgesamt können n unterschiedliche Linseneinheiten 100 unter Verwendung der n unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteine 50 in der Menge 40 von nicht-anamorphotischen Bausteinen gebildet werden. Eine bestimmte Linseneinheit 100, die einen nicht-anamorphotischen Baustein 50(i) mit einer zweiten Linsengruppe G2(i) verwendet, wird auch als 100(i) bezeichnet.
1B ähnelt 1A und stellt ein Linsensystem 100LS aus drei Linseneinheiten 100 (z.B. 100(1), 100(2) und 100(3)) bereit, die unter Verwendung einer anamorphotischen (ersten) Linsengruppe G1 und einer Menge aus drei unterschiedlichen sphärischen (zweiten) Linsengruppen G2(1), G2(2) und G2(3) gebildet werden. Die anamorphotische Linsengruppe G1 ist als Beispiel so gezeigt, dass sie eine nach vorne gewandte Linsenuntergruppe G1a, eine mittlere Linsenuntergruppe G1b und eine nach hinten gewandte Linsenuntergruppe G1c aufweist, wobei die mittlere Linsenuntergruppe G1b zur Fokussierung axial beweglich ist (G1b wird hierin auch als „Fokussierungssoptik“ oder Fokussierungsuntergruppe‟ bezeichnet). Die axiale Länge LA ist für alle drei Einheiten (100(1), 100(2) und 100(3) gleich.
Die hierin offenbarten Linsensysteme 100LS ermöglichen die Bildung unterschiedlicher Linseneinheiten 100 mit unterschiedlichen Brennweiten (FLY) anhand einer modularen Methode, wobei der relativ hochkomplexe vordere anamorphotische Baustein 20 an einem relativ wenig komplexen nicht-anamorphotischen Baustein 50 einer Menge 40 aus solchen Bausteinen befestigt wird. Die nicht-anamorphotischen Bausteine 50 sind austauschbar, um unterschiedliche Linseneinheiten 100 mit unterschiedlichen Brennweiten zu definieren. Dies umgeht die Notwendigkeit für mehrere teure hochkomplexe anamorphotische Linsen, die jeweils unterschiedliche Brennweiten aufweisen.
Die wichtigsten Überlegungen zum optischen Design bei der Bildung des anamorphotischen Objektivlinsensystems schließen manche, die meisten oder alle von den folgenden ein, abhängig von der jeweiligen Anwendung: (1) Anordnen irgendwelcher oder aller von den anamorphotischen Elementen vor dem anamorphotischen Baustein 20; (2) Anordnen der Fokussierungsoptik (der Untergruppe G1b) und der zugehörigen Fokussierungsmechanik im vorderen anamorphotischen Baustein 20; (3) mindestens eine anamorphotische Oberfläche innerhalb der oder vor der Fokussierungsoptik G1b (d.h. zum Objektraum hin), um die Bildqualität über dem Fokusbereich für alle Brennweiten konsistent zu maximieren; (4) überwiegend, wenn nicht ausschließlich, sphärische Linsenelemente im nicht-anamorphotischen Baustein 50; (5) Abstimmen des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 auf den nicht-anamorphotischen Baustein 50 im Hinblick auf die Aberrationskontrolle und die Bildgebungsleistung, was eine Vignettenbildungs- und Pupillenkontrolle und andere Überlegungen, die oben aufgeführt sind, einschließen kann; (6) Sicherstellen, dass die unterschiedlichen Linseneinheiten, die unter Verwendung eines gemeinsamen vorderen anamorphotischen Bausteins 20 und unterschiedlicher nicht-anamorphotischer Bausteine 50 gebildet werden, alle im Wesentlichen die gleiche Länge aufweisen; und (7) Ermöglichen der Verwendung einer ersten und einer zweiten mechanischen Anschlusseinrichtung 26 und 56, die eine rasche Verbindung und Trennung der unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteine 50 am vorderen anamorphotischen Baustein 20 ermöglichen.
Auch wenn die nachstehend dargelegten Beispiele für anamorphotische Linsenbaugruppen 100 als Beispiel ein nominales 2X-Stauchungs(Aspekt)-Verhältnis aufweisen, variieren die auf der paraxialen Brennweite basierenden tatsächlichen Stauchungsverhältnisse (berechnet durch Nehmen der paraxialen Y-Brennweite FLY geteilt durch die paraxiale X-Brennweite FLX) für die gegebenen Brennpunktabstände. Dies ist zum Teil auf variierende Verzerrungen in der X- und der Y-Richtung des Sichtfelds (über dem Bild) und Focus Breathing, wobei Focus Breathing die Änderung der Feldgröße (oder des Feldwinkels oder der Vergrößerung) bei der Fokussierung zurückzuführen. Die Tatsache, dass letzteres in gewissem Umfang mit Brennpunktvariation stattfindet, macht einen Teil der anamorphischen Ästhetik aus und ist üblicherweise eine bevorzugte Bedingung einer anamorphotischen Objektivlinse.
Somit kann eine zusätzliche Designüberlegung für die hierin offenbarten Linseneinheiten die Hervorbringung eines ähnlichen Maßes an minimiertem Breathing bis zu dem Punkt sein, wo es dem einer herkömmlichen Festbrennweite im Wesentlichen entspricht, insbesondere bei den kürzesten Brennweiten.
Große Unterschiede im Breathing zwischen der Y- und der X-Richtung werden verringert, sobald residuale Aberrationen (nicht-paraxiale), wie etwa Verzerrungen eingeschlossen sind. Für die drei Beispiele der hierin offenbarten Linseneinheit 100 beträgt das maximale Breathing in der Y-Richtung auf Basis eines verkleinerten Feldwinkels vom weiten (unendlichen) Brennpunktabstand FD1 zum mittleren Brennpunktabstand (Zwischenbrennpunktabstand) FD2 und zum kurzen Brennpunktabstand FD3 +1,00 %, +1,03 % bzw. +1,07 %.
Für die drei Beispiele der hierin offenbarten Linseneinheit 100 betragen die maximalen Breathing-Werte in der X-Richtung auf Basis eines verkleinerten Feldwinkels vom weiten Brennpunktabstand FD1 zum mittleren Brennpunktabstand FD2 und zum kurzen Brennpunktabstand FD3 +1,00 %, +1,00% bzw. +1,01%.
Die nachstehend angegebenen Tabellen 1, 2 und 3 sind optische Vorschriften für die Beispielslinseneinheiten der kurzen, mittleren und langen Brennweite mit Y-Z-Brennweiten FLY2 von 50,0 mm, 65,0 mm bzw. 85,0 mm. Alle drei Beispielslinseneinheiten 100 weisen eine axiale Gesamtlänge LA vom vorderen Scheitelpunkt FV zur Bildoberfläche IS von 210,2 mm auf. Der vordere anamorphotische Baustein 20 weist eine axiale Länge LF von 122,5 mm auf, und alle drei austauschbaren nicht-anamorphotischen Bausteine 50(1), 50(2) und 50(3) weisen eine axiale Länge LB, gemessen ab dem letzten Oberflächenscheitelpunkt BV der vorderen anamorphotischen Untereinheit zur Bildoberfläche IS, von 87,7 mm auf.
Die halben Durchmesser der kreisförmigen freien Öffnung aller Linsenelementoberflächen im vorderen anamorphotischen Baustein 20 der drei Beispielslinseneinheiten 100 sind in den Tabelle 1, 2 und 3 angegeben, wobei sie alle gleich sind, da die angegebenen Werte aus dem Maximum ausgewählt sind, das für jedes der Beispiele erforderlich ist. Alle drei Beispielslinseneinheiten 100 weisen eine Offenblende von f/3,5 auf.
Moderne Festbrennweiten stellen eine Fokussierung über Objektraumabstände von weit (unendlich) bis sehr nahe an der Vorderseite der Linse bereit. Da eine Verwendung der hierin offenbarten Linseneinheiten 100 die anstelle der Verwendung mehrerer anamorpher Festbrennweiten ist, weisen Beispiele für die Linseneinheiten 100, die hierin offenbart sind, auch im Wesentlichen die gleichen Objektraum-Fokussierungseigenschaften auf wie eine Hochleistungs-Festbrennweite. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die erste Linsengruppe G1 eine erste stationäre Linsenuntergruppe G1a aufweist, auf welche die axial bewegliche Linsenuntergruppe G1b folgt, die bewegbar ist, um scharfe Bilder für unterschiedliche Objektraumabstände bereitzustellen. In den nachstehend beschriebenen Beispielslinseneinheiten 100 folgt auf die fokussierende Linsenuntergruppe 61b eine stationäre dritte Linsenuntergruppe G1c.
2A und 2B sind detaillierte Seiten(Y-Z-Ebenen)-bzw. Ebenen(X-Z-Ebenen)-Ansichten eines Beispielslinsensystems 100LS mit drei unterschiedlichen Linseneinheiten 100(1), 100(2) und 100(3) mit unterschiedlichen Brennweiten (FLX, FLY), wie unter Verwendung einer Menge 40 von hinteren Bausteinen 50 mit drei unterschiedlichen nicht-anamorphotischen Bausteinen 50(1), 50(2) und 50(3) definiert. Die Brennweiten (FLX, FLY) sind paraxial, wobei die Brennweite FLY in der Y-Richtung exakt ist und die Brennweite FLX in der X-Richtung angenähert ist. Man beachte, dass die Beispielslinseneinheit 100(1) eine kurze Brennweite aufweist, die Beispielslinseneinheit 100(2) eine mittlere Brennweite aufweist und die Beispielslinseneinheit 100(3) eine lange Brennweite aufweist.
Die Einzelheiten der verschiedenen Linsenelemente, die in 2A und 2B gezeigt sind, die das Beispiel für eine anamorphotische Linsengruppe G1 für den vorderen anamorphotischen Baustein 20 bilden, und die sphärischen Linsengruppen G2(1); G2(2) und G2(3), welche die jeweiligen Beispiele für nicht-anamorphotische Bausteine 50(1), 50(2) und 50(3) der jeweiligen Linseneinheiten 100(1), 100(2) und 100(3) bilden, sind nachstehend dargelegt.
Offenblende der hintersten Oberfläche des vorderen anamorphotischen Bausteins
2C, 2D und 2E sind Nahansichten der drei Beispiele für Linseneinheiten 100(1), 100(2) und 100(3) von 2A für die unterschiedlichen Brennweiten FLY1 = 50 mm, FLY2 = 65 mm und FLY3 = 85 mm und zeigen insbesondere die letzten zwei Elemente L10 und L11 der Linsengruppe G1 des Beispiels für den vorderen anamorphotischen Baustein 20 und das erste Linsenelement L12 der Linsengruppe G2(1), G2(2) und G2(3) der drei Beispiele für nicht-anamorphotische Bausteine 50(1), 50(2) bzw. 50(3). 2C, 2D und 2E schließen Lichtstrahlen LR ein, die unter Verwendung der oben genannten optischen Design-Software durch das Linsensystem 100(1), 100(2) und 100(3) nachgezeichnet wurden.
Das Beispiel für den vordersten anamorphotischen Baustein 20 weist das hinterste Linsenelement L11 auf, das eine hinterste Oberfläche SB aufweist, bei der es sich um die Linsenoberflächen S22 für das Beispiel für einen vorderen anamorphotischen Baustein 20 handelt (siehe 3A). Die hinterste Oberfläche SB weist einen freien Öffnungsdurchmesser („eine freie Öffnung“) CA auf, der als das Doppelte der maximalen Höhe der Lichtstrahlen (gemessen von der optischen Achse AX aus), die durch die gegebene Linsenoberfläche treten - im vorliegenden Fall die hinterste Oberfläche SB der Linse L11, definiert ist. Der freie Öffnungs-CA für die hinterste Oberfläche SB variiert auf Basis der Brennweite FLY der Linseneinheit 100 und wird für die Ausführungsform mit der kurzen (oder der kürzesten) Brennweite von 2C, definiert durch den nicht-anamorphotischen Baustein 50(1), mit CA_S , für die Ausführungsform mit der Zwischen- oder mittleren Brennweite von 2D, definiert durch den nicht-anamorphotischen Baustein 50(2), mit CAM und für die Ausführungsform mit dem langen (oder dem längsten) Brennweite von 2E, definiert durch den nicht-anamorphotischen Baustein 50(3), mit CA_L bezeichnet.
2C, 2D und 2E zeigen auch koinzidente nicht-paraxiale Lichtstrahlenschnittpunkte LRX_S, LRX_M und LRX_L für die kurze, die mittlere bzw. die lange Brennweite. Genauer treten die Lichtstrahlenschnittpunkte da auf, wo der axiale Strahl und Feldstrahlrandstrahlen einander kreuzen
Von besonderem Interesse ist die Nähe der Lichtstrahlenschnittpunkte LRX_S , LRX_M und LRX_L zur hintersten Oberfläche SB des vorderen anamorphotischen Bausteins 20, wie vom axialen LRX-Abstand δ angegeben, für die Ausführungsformen mit der kurzen, der mittleren und der langen Brennweite als δS, δM bzw. δL bezeichnet. Für die Ausführungsform mit der kurzen Brennweite von 2C liegt die LRX_S-Position auf der Objektseite der hintersten Oberfläche SB, und der LRX_S-Abstand δS ist kleiner als die Dicke des Linsenelements L11, d.h. δS < 2,45 mm (siehe Tabelle 1). Für die Ausführungsform mit der mittleren Brennweite von 2D liegt die LRX_M-Position auf der Bildseite der hintersten Oberfläche SB, und der LRX_M-Abstand δS ist etwas kleiner als der axiale Abstand zwischen den Linsenelementen L11 und L17, d.h. δM < 12,79 mm (siehe Tabelle 2). Für die Ausführungsform mit der langen Brennweite von 2E liegt die LRX_L-Position auf der Bildseite der hintersten Oberfläche SB, und der LRX_L-Abstand δS ist etwas größer als der axiale Abstand zwischen den Linsenelementen L11 und L12, d.h. δL < 4,72 mm (siehe Tabelle 3).
Das Erreichen der bevorzugten geringen Größe, des geringen Gewichts und der damit zusammenhängenden Abbildungsleistung des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 beinhaltet das Verringern der Größe der freien Öffnung der ersten Linsenoberfläche angrenzend an den Objektraum OBS (d.h. die vorderste Linsenoberfläche) des vorderen anamorphotischen Bausteins. Die Verringerung dieser freien Öffnung beinhaltet das Verringern der Größe des freien Öffnungs-CA der hintersten Oberfläche SB des vorderen anamorphotischen Bausteins. Es zeigt sich, dass die Design-Eigenschaften der offenbarten Linseneinheiten 100 so sind, dass der größte freie Öffnungs-CA der hintersten Oberfläche SB des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 für den nicht-anamorphotischen Baustein 50 erscheint, der die längste Brennweite für die Linseneinheit 100 hervorbringt. Dies ist aus 2C, 2D und 2E ersichtlich, wo die Ausführungsform 100(3) mit der längsten Brennweite (2E) der drei Linseneinheiten 100 die größte freie Öffnung CA = CAL für die hinterste Oberfläche SB des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 aufweist. Anders ausgedrückt gilt CA_S < CA_M < CA_L. Die allgemeinere Design-Bedingung ist CA_S ≤ CA_L. Diese Bedingungen gehen davon aus, dass die Blendenzahl im Bildraum IMS für jede der Linseneinheiten 100 gleich sind oder alternativ dazu im Wesentlichen gleich sind (z.B. innerhalb von Design-Toleranzen liegen).
Diese Bedingung hängt zum Teil von einer Vignettenbildung ab, geht aber hauptsächlich darauf zurück, dass die Eintrittspupille sämtlicher hinterer nicht-anamorphotischer Bausteine 50(i) nach vorne geschoben ist, und insbesondere wesentlich weiter nach vorne als bei einer eigenständigen sphärischen Objektivlinse, so dass die Stellen, wo sich die Lichtstrahlen kreuzen, LRX_S , LRX_M und LRX_L , vorzugsweise vor den hinteren nicht-anamorphotischen Bausteinen liegen. Dies trifft insbesondere für die nicht-anamorphotischen Bausteine 50 zu, welche die kürzeren Brennweiten für die Linseneinheit 100 bereitstellen, und die zu vielen Weitwinkelobjektivlinsen-Designs im Gegensatz stehen.
Die große Nähe der Stelle LRXs des Lichtstrahlenschnittpunkts zur hintersten Oberfläche SB (angegeben durch den kleinen LRXs-Abstand δS) für die Ausführungsform mit der kurzen Brennweite ist so designt, da sie die freie Öffnung CA_S klein hält, was wiederum die freie Öffnung des vordersten Linsenelements L1 klein hält (siehe z.B. 3E). Da die Ausführungsform mit der kurzen Brennweite üblicherweise die größte freie Öffnung für die vorderste Linsenoberflächen S1 des vordersten Linsenelements L1 aufweist (siehe 3A, nachstehend eingeführt und erörtert), können die Linseneinheiten 100(i) im Verhältnis zur physischen Größe der Linsenelemente für eine großen Bereich von Brennweiten relativ kompakt gehalten werden.
Interessanterweise besteht kein Bedarf, dies mit Standfotolinsen zu tun, und in der Tat ist es hilfreich für die Aberrationskorrektur, dies für solche Linsen nicht zu tun, da dadurch die Verringerung residualer Aberrationen erleichtert wird. Für die hierin offenbarten Linseneinheiten 100 hängt eine Verringerung der residualen Aberration nicht nur vom Design der hinteren nicht-anamorphotischen Bausteine 50 ab, sondern hängt vielmehr von einer Optimierung der gesamten Linseneinheit ab, d.h. des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 und jedes der nicht-anamorphotischen Bausteine 50 (i) .
Der Fachmann auf dem Gebiet des Linsendesigns wird erkennen, dass handelsübliche Festbrennweiten(Objektiv)-Linsen mit einem herkömmlichen weiten Winkel und einer kurzen Brennweite tendenziell eine größere freie Öffnung an der ersten oder vordersten optischen Oberfläche als Linsen mit einem engeren Winkel und einer längeren Brennweite. Auf Basis der oben genannten Bedingung für die freie Öffnung CA der hintersten Linsenoberfläche SB des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 macht dies die Verwendung von handelsüblichen herkömmlichen Objektivlinsen anstelle der optisch abgestimmten nicht-anamorphotischen hoch problematisch.
Im Falle der hierin offenbarten Linseneinheiten 100 ist es möglich, die freie Öffnung CA der hintersten Oberfläche SB des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 durch Platzieren des hintersten Linsenelements L11 des vorderen anamorphotischen Bausteins axial nahe am ersten oder vordersten Linsenelement L12 des nicht-anamorphotischen Bausteins 50 zu verkleinern, da der vordere anamorphotische Baustein 20 und die nicht-anamorphotischen Bausteine optisch abgestimmt sind, d.h. so designt und optimiert sind, dass sie zusammenarbeiten. Im Falle von Standfotografie-Objektivlinsen kann dies schwierig, wenn nicht unmöglich zu schaffen sein, da die Optik und die Mechanik des vorderen anamorphotischen Bausteins und insbesondere der hinteren nicht-anamorphotischen Bausteine für die Standfotografie zuvor designt wurden und durch Neudesign verändert werden müssten.
In den nachstehend angegebenen Design-Tabellen 1, 2 und 3 wird der Halbdurchmesser der (freien) Öffnung der hintersten Oberfläche SB (der Oberfläche S22) des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 für alle drei Beispielslinseneinheiten 100(1), 100(2) und 100(3) mit 13,17 mm (d.h. 26,34 mm Durchmesser) angegeben. Dies wurde einfach deshalb gemacht, weil der größte Wert (bestimmt durch die längste (vertikale) Brennweite FLY1 von 85 mm) so gewählt wurde, dass der vordere anamorphotische Baustein mit jedem von den als Beispiel angegebenen hinteren nicht-anamorphotischen Baustein verwendet werden kann, und zwar ganz ohne die Blockierung von Licht. Anders ausgedrückt wird in der Praxis der physische Durchmesser des hintersten Linsenelements LB des vorderen anamorphotischen Bausteins 20 so gestaltet, dass er den größten Wert für die freie Öffnung CA für die hinterste Oberfläche SB unterbringt, und dieser größte Wert tritt für die Ausführungsform des nicht-anamorphotischen Bausteins 50(3) mit der längsten Brennweite und die entsprechende Linseneinheit 100(3) für die drei Linsenkonfigurationen auf. Die spezifischen Halbdurchmesser der freien Öffnungen für die Beispiele 1, 2 und 3 sind 8,32 mm (d.h. CAs = 16,64 mm Durchmesser), 11,94 mm (d.h. CAM = 23,88 mm Durchmesser) bzw. 13,17 mm (d.h. CAL = 26,34 mm Durchmesser).
Beispielslinseneinheit 100(1) - kurze Brennweite
3A ist eine seitliche (Y-Z-Ebenen-)Nahansicht des Beispiels für eine Linseneinheit 100(1) mit der kurzen Brennweite („kurzer Fokus“ von 2A, wobei FLY1 = 50,0 mm und FLX1 = 25,0 mm.
3B und 3C sind seitliche (Y-Z-Ebenen-) bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten des Beispiels für eine Linseneinheit 100(1) mit kurzer Brennweite von 3A, welche die Y-Zylinder- und X-Zylinderlinsenelemente besonders herausstellt.
Die Linseneinheit 100(1) mit der kurzen Brennweite weist die oben genannte optische Achse AX, ein vorderes (oder nach vorne gewandtes) Ende 102, das den Objektraum OBS definiert, und ein hinteres Ende (oder rückseitiges Ende oder rückwärts gewandtes Ende) 104, das den Bildraum IMS definiert, auf. 3A zeigt außerdem die Bildoberfläche IS, die im Bildraum IMS liegt, und die Objektebene OP, die im Objektraum OBS liegt.
Die Linseneinheit 100(1) mit der kurzen Brennweite umfasst in der Reihenfolge ab dem Objektraum OBS zum Bildraum IMS (d.h. objektnah bis bildnah) und entlang der optischen Achse AX: die erste oder anamorphotische Linsengruppe G1, die mit dem vorderen anamorphotischen Baustein 20 assoziiert ist, und die zweite oder sphärische Linsengruppe G2, die mit dem nicht-anamorphotischen Baustein 50 assoziiert ist.
Die erste Linsengruppe G1 ist in drei Linsenuntergruppen G1a, G1b und G1c unterteilt.
Die erste Linsenuntergruppe G1a weist eine erste und eine zweite Linse L1 und L2 auf. Die erste Linse L1 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S1 und S2 auf und ist bikonvex. Die zweite Linse L2 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S3 und S4 auf und ist bikonkav-zylindrisch, ohne Kraft in der Y-Z-Ebene und mit negativer Kraft in der X-Z-Ebene. Die erste Linsenuntergruppe G1a weist insgesamt eine positive (+) Kraft in der Y-Z-Ebene und insgesamt eine negative (-) Kraft in der X-Z-Ebene auf.
Die zweite Linsenuntergruppe G1b weist eine dritte und eine vierte Linse L3 und L4 auf. Die dritte Linse L3 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S5 und S6 auf und ist bikonkav. Die vierte Linse L4 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S7 und S8 auf und ist bikonkav-zylindrisch, ohne Kraft in der X-Z-Ebene und mit negativer Kraft in der Y-Z-Ebene. Wie oben angegeben, ist die zweite Linsenuntergruppe G1b für den Fokus axial beweglich. Die zweite Linsenuntergruppe G1b weist sowohl in der X-Z- als auch in der Y-Z-Ebene eine insgesamt negative (-) Kraft auf.
Die dritte Linsenuntergruppe G1c weist eine fünfte Linse L5, eine sechste Linse L6, eine siebte Linse L7, eine achte Linse L8, eine neunte Linse L9, eine zehnte Linse L10 und eine elfte Linse L11 auf. Die fünfte Linse L5 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S9 und S10 auf und ist zylindrisch bikonvex, mit einer positiven (+) Kraft in der Y-Z-Ebene und ohne Kraft in der X-Z-Ebene. Die sechste Linse L6 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S11 und S12 auf und ist ein zylindrischer Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S11 konkav ist, wobei die sechste Linse eine negative Kraft in der Y-Z-Ebene und keine Kraft in der X-Z-Ebene aufweist. Die fünfte und die sechste Linse L5 und L6 definieren eine zylindrische Dublette mit einem Luftspalt dazwischen und mit einer insgesamt positiven (+) Kraft in der Y-Z-Ebene und ohne Kraft in der X-Z-Ebene. Die siebte Linse L7 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S13 und S14 auf und ist ein zylindrischer negativer Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S13 flach und ohne Kraft in der Y-Z-Ebene ist und die hintere Oberfläche eine negative (-) Kraft in der X-Z-Ebene aufweist. Die achte Linse L8 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S15 und S16 auf und ist ein negativer Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S15 konvex ist. Die neunte Linse L9 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S17 und S18 auf und ist -zylindrisch bikonvex, ohne Kraft in der Y-Z-Ebene und mit positiver (+) Kraft in der X-Z-Ebene. Die zehnte Linse L10 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S19 und S20 auf und ist ein positiver Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S19 konvex ist und die hintere Oberfläche S20 konkav ist. Die zehnte Linse L10 weist eine positive (+) Kraft auf. Die elfte Linse L11 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S21 und S22 auf und ist ein negativer Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S21 konvex ist und die hintere Oberfläche S22 konkav ist. Die zehnte Linse L10 und die elfte Linse L11 bilden eine positiv-negative Dublette mit Luftspalt.
Die zweite Linsengruppe G2 des nicht-anamorphotischen Bausteins 50 weist insgesamt sechs Linsenelemente L12 bis L17 auf. Die zwölfte Linse L12 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S23 und S24 auf und ist bikonvex mit positiver (+) Kraft. Die dreizehnte Linse L13 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S25 und S26 auf und ist bikonkav mit einer negativen (-) Kraft. Die vierzehnte Linse L14 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S27 und S28 auf und ist im Wesentlichen plano-konvex, wobei die vordere Oberfläche S27 im Wesentlichen plan (flach) ist. Die fünfzehnte Linse L15 weist Oberflächen S30 und S31 auf, wobei eine Oberfläche S29 zwischen der vierzehnten und der fünfzehnten Linse L14 und L15 liegt und eine Blendenstufe AS definiert. Die fünfzehnte Linse L15 ist bikonvex mit einer positiven (+) Kraft. Die sechzehnte Linse L16 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S32 und S33 auf und ist ein positiver Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S32 konvex ist. Die siebzehnte Linse L17 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S34 und S35 auf und ist ein negativer Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S34 konvex ist.
Die Bildoberfläche IS wird von der letzten Oberfläche S36 gebildet. Die Objektebene OP bildet eine Anfangsoberfläche S0.
3D und 3E zeigen seitliche (Y-Z-Ebenen-) bzw. Ebenen(X-Z-Ebenen)-Ansichten des Beispiels für eine Linseneinheit 100(1) mit kurzer Brennweite von 3A und stellen die Bewegung der Fokussierungsuntergruppe G1b für die unendliche Brennweite FD1, die mittlere Brennweite FD2 und die nahe Brennweite FD3 dar.
Für die Linseneinheit 100(1) sind die vertikale und die horizontale paraxiale Fokus (FLY, FLX) in der Y- bzw. in der X-Richtung (50,0 mm, 24,2 mm), (48,4 mm, 24,1 mm) und (46,9 mm, 23,9 mm), was jeweilige paraxiale Stauchungsverhältnisse von 2,06, 2,01 bzw. 1,96 bei Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3 ergibt. Die relativen Beleuchtungsstärken an der Ecke des Feldes/Bildes sind 31,0 %, 30,9 % bzw. 31,0 % an den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3. FLX und FLY ist die natürliche Reihenfolge, wie man FLX und FLY schreibt, im Falle von anamorphotischen Linsen wird FLY jedoch üblicherweise als erster genannt, wie in FLY und FLX. Dies wird an anderer Stelle dadurch erläutert, dass das Stauchungsverhältnis in FLY geteilt wird, um FLX zu erhalten - man beachte, dass die FLY- und FLX-Verhältnisse alle paraxial sind.
Das Breathing auf Basis der paraxialen Brennweiten in der Y-Richtung mit unendlichem Brennpunktabstand FD1 als Bezug ist 1,00 %, 1,03 % bzw. 1,07 % bei den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3. Das Breathing auf Basis der paraxialen Brennweiten in der X-Richtung mit unendlichem Brennpunktabstand FD1 als Bezug ist 1,00 %, 1,00% bzw. 1,01% bei den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3. Die anamorphe Ästhetik wird dadurch verstärkt, dass man ein gewisses Breathing in der Y-Richtung einführt.
Tabelle 1A enthält eine optische Vorschrift für die Beispielslinseneinheit 100(1) (Beispiel 1) gemäß der ersten allgemeinen Ausführungsform von 3A, wobei die Y-Z-Brennweite des Designs FLY1 = 50,0 mm beträgt.
Beispielslinseneinheit 100(2) - mittlere Brennweite
4A ist eine seitliche (Y-Z-Ebenen-)Nahansicht des Beispiels für eine Linseneinheit 100(2) mit der mittleren Brennweite von 2A, wobei FLY2 = 65,0 mm und FLX2 = 32,5 mm, 4B und 4C sind seitliche (Y-Z-Ebenen-) bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten des Beispiels für eine Linseneinheit 100(2) mit mittlerer Brennweite von 4A, welche die Y-Zylinder- und X-Zylinderlinsenelemente besonders herausstellt.
Die Linseneinheit 100(2) mit der mittleren Brennweite ähnelt der Linseneinheit (100(1) mit der kurzen Brennweite dahingehend, dass sie den gleichen vorderen anamorphotischen Baustein 20 aufweist, aber sie weist einen anderen nichtanamorphotischen Baustein 50 mit einer anderen zweiten Linsengruppe G2 auf.
Die zweite Linsengruppe G2 weist fünf Linsenelemente L12 bis L16 auf. Die zwölfte Linse L12 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S23 und S24 auf und ist ein positiver Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S23 konvex ist und die hintere Oberfläche S24 konkav ist. Das dreizehnte Linsenelement L13 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S25 und S26 auf und ist ein positiver Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S25 konvex ist und die hintere Oberfläche S26 konkav ist. Die vierzehnte Linse L14 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S27 und S28 auf und ist ein negativer Meniskus, wobei die hintere Oberfläche S28 konvex ist. Die fünfzehnte Linse L15 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S30 und S31 auf und ist bikonkav. Die Blendenstufe AS wird durch eine Oberfläche S29 definiert, die zwischen dem vierzehnten und dem fünfzehnten Linsenelement L14 und L15 liegt. Das sechzehnte Linsenelement L16 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S32 und S33 auf und ist bikonvex
4D und 4E zeigen eine seitliche (Y-Z-Ebenen-) bzw. Ebenen(X-Z-Ebenen)-Ansicht des Beispiels für eine Linseneinheit 100(2) mit mittlerer Brennweite von 4A und stellen die Bewegung der Fokussierungseinheit FD2 und die nahe Brennweite FD3 dar.
Die paraxialen Brennweiten sind jeweils in der Y- und der X-Richtung, 65,0 mm, 31,5 mm), (62,3 mm, 31,2 mm und 59,8 mm und 31,0 mm, was jeweilige paraxiale Stauchungsverhältnisse von 2,06, 2,00 bzw. 1,93 bei Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3 ergibt. Die relativen Beleuchtungsstärken an der Ecke des Feldes/Bildes sind 38,1%, 38,0% bzw. 38,1% an den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3.
Das Breathing auf Basis der paraxialen Brennweiten in der Y-Richtung (FLY) mit unendlichem Brennpunktabstand FD1 als Bezug ist 1,00 %, 1,04% bzw. 1,09% bei den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3. Das Breathing auf Basis der paraxialen Brennweiten in der X-Richtung (FLX) mit unendlichem Brennpunktabstand FD1 als Bezug ist 1,00 %, 1,01 % bzw. 1,02 % bei den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3.
Tabelle 2A enthält eine optische Vorschrift für die Beispielslinseneinheit 100(2) (Beispiel 2) gemäß der zweiten allgemeinen Ausführungsform von 4A, wobei die Y-Z-Brennweite des Designs FLY2 = 65,0 mm beträgt.
Beispielslinseneinheit 100(3) - lange Brennweite
5A ist eine seitliche (Y-Z-Ebenen-)Nahansicht des Beispiels für eine Linseneinheit 100(3) mit der langen Brennweite von 2A, wobei FLY2 = 85,0 mm und FLX2 = 42,5 mm, 5B und 5C sind seitliche (Y-Z-Ebenen-) bzw. Ebenen(X-Z)-Ansichten des Beispiels für eine Linseneinheit 100(3) mit langer Brennweite von 5A, welche die Y-Zylinder- und X-Zylinderlinsenelemente besonders herausstellt.
Die Linseneinheit 100(3) mit der langen Brennweite ähnelt den Linseneinheiten 100(1) und 100(2) mit der kurzen bzw. der mittleren Brennweite dahingehend, dass sie den gleichen vorderen anamorphotischen Baustein 20 aufweist, aber sie weist einen anderen nicht-anamorphotischen Baustein 50 mit einer anderen zweiten Linsengruppe G2 auf.
Die zweite Linsengruppe G2 weist fünf Linsenelemente L12 bis L16 auf. Die zwölfte Linse L12 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S23 und S24 auf und ist im Wesentlichen plano-konvex, wobei die vordere Oberfläche S23 konvex ist. Das dreizehnte Linsenelement L13 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S25 und S26 auf und ist ein positiver Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S25 konvex ist. Das vierzehnte Linsenelement L14 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S27 und S28 auf, wobei die vordere Oberfläche S27 konvex ist. Das fünfzehnte Linsenelement L15 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S30 und S31 auf und ist ein negativer Meniskus, wobei die vordere Oberfläche S30 konkav ist. Die Blendenstufe AS wird durch eine Oberfläche S29 definiert, die zwischen dem vierzehnten und dem fünfzehnten Linsenelement L14 und L15 liegt. Das sechzehnte Linsenelement L16 weist eine vordere und eine hintere Oberfläche S32 und S33 auf und ist im Wesentlichen plano-konvex, wobei die vordere Oberfläche S32 im Wesentlichen plan, z.B. flach oder leicht konkav ist.
5D und 5E zeigen eine seitliche (Y-Z-Ebenen-) bzw. Ebenen(X-Z-Ebenen)-Ansicht des Beispiels für eine Linseneinheit 100(3) mit langer Brennweite von 5A und stellen die Bewegung der Fokussierungsuntereinheit FD2 und die nahe Brennweite FD3 dar.
Die paraxialen Brennweiten in der Y- und der X-Richtung sind jeweils 85,0 mm, 41,2 mm, 80,4 mm und 40,7 mm und 76,3 mm und 40,2 mm , was jeweilige paraxiale Stauchungsverhältnisse von 2,06, 1,98 bzw. 1,90 bei Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3 ergibt. Die relativen Beleuchtungsstärken an der Ecke des Feldes/Bildes sind 26,6 %, 26,6 % und 26,7 % an den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3.
Das Breathing auf Basis der paraxialen Brennweiten in der Y-Richtung (FLY) mit unendlichem Brennpunktabstand FD1 als Bezug ist 1,00 %, 1,06% bzw. 1,11% bei den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3. Das Breathing auf Basis der paraxialen Brennweiten in der X-Richtung (FLX) mit unendlichem Brennpunktabstand FD1 als Bezug ist 1,00 %, 1,01 % bzw. 1,03% bei den Brennpunktabständen FD1, FD2 und FD3.
Tabelle 3A enthält eine optische Vorschrift für die Beispielslinseneinheit 100(3) (Beispiel 3) gemäß der dritten allgemeinen Ausführungsform von 5A, wobei die Y-Z-Brennweite des Designs FLY1 = 85,0 mm beträgt.
Zusätzliche Merkmale
Der vordere anamorphotische Baustein 20 weist mindestens ein anamorphotisches Linsenelement auf und kann in dem Beispiel ferner mindestens ein zylindrisches Element aufweisen. In Fällen, wo eine Kostensenkung und Einfachheit des Designs wichtig sind, können die Linsenelemente im vorderen anamorphotischen Baustein nur sphärische und zylindrische Oberflächen aufweisen, wobei ein plane Oberfläche als sphärische Oberfläche und nicht als asphärische Oberfläche betrachtet wird. Anders ausgedrückt weist in einem Beispiel der vordere anamorphotische Baustein 20 keinerlei asphärische oder toroidale oder asphärisch-toroidale Oberflächen auf.
In dem Fall, dass keinerlei asphärische oder toroidale oder asphärisch-toroidale Oberflächen vorhanden sind, ist dies von Vorteil hinsichtlich eines Bokeh, wobei es sich um die ästhetische Qualität von außerhalb des Brennpunkts liegenden Teilen eines Bildes handelt. Ein vorderer anamorphotischer Baustein 20 mit nur sphärischen und zylindrischen Oberflächen vermeidet den ungünstigen „Zwiebelring“-Effekt auf Bokeh, der mit der Verwendung asphärischer Linsenelemente assoziiert ist.
In einem Beispiel kann ein gegebenes anamorphotisches Linsenelement eine XZ-gekrümmte Oberfläche an der vorderen Oberfläche eines Linsenelements und eine YZ-gekrümmte Oberfläche an der hinteren Oberfläche desselben Linsenelements aufweisen.
Die hierin offenbarten Objektivlinsen 100 können so konfiguriert sein, dass die axiale Linsenlänge LA unverändert bleibt, wenn der Brennpunkt geändert wird, und außerdem in allen Beispielen die Linsenlänge unverändert bleibt, wenn auch zwischen den Design-Brennweiten gewechselt wird.
Ferner bleibt in dem Beispiel die axiale Linsenlänge LA auch dann konstant, wenn ein nicht-anamorphotischer Baustein 50 gegen einen anderen ausgetauscht wird, wenn die Linseneinheiten 100 gebildet werden. Diese Eigenschaft, dass sich die axiale Linsenlänge LA nicht ändert, wenn die Brennweite geändert wird, schafft die Notwendigkeit einer Änderung einer kalibrierten Fokusskala auf einem Fokusrad am vorderen anamorphotischen Baustein 20 ab (siehe 15).
Auch wenn die Beispielslinseneinheiten 100 in den oben genannten Figuren zur Vereinfachung der Erläuterung isoliert gezeigt sind, kann ihnen in Beispielen eine beliebige Zahl von Optiken innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung vorangehen oder folgen.
Optische Leistung
6A-6C, 8A-8C und 10A-10C zeigen Transversalaberrationsplots für verschiedene Feld-/Bildpositionen über einem Bereich von Wellenlängen für die Beispiele für mit der kurzen, der mittleren bzw. der langen Brennweite für die unendlichen, mittleren und nahen Brennpunktabstände FD1, FD2 bzw. FD3.
7A-7C, 9A-9C und 11A-11C zeigen beugungsbegrenzte polychromatische MTF-Plots (Modulation M vs. Raumfrequenz f (Zyklen/mm)) für tangentiale und sagittale Azimute für die Beispiele für die anamorphotische Objektlinseneinheit mit der kurzen, der mittleren und der langen Brennweite, wo die Modulation bei einer Raumfrequenz f von 25 Zyklen/mm oberhalb von 60 % liegt. Die MTF-Kurven sind für die gleichen Felder und Wellenlängen wie in 6A-6C, wobei die oberste Kurve (gepunktete Linie) die Beugungsgrenze darstellt.
Die MTF-Leistung ist für fünf Feldpositionen bereitgestellt, nämlich auf der Achse (im Zentrum des Bildes), oben im Bild, seitlich im Bild, bei 70 % der Diagonale der Ecke des Bildes und in der Ecke des Bildes bei Y- und X-Azimuten an den Feldern, die in Tabelle B angegeben sind.
Die relativen Wellenlängengewichtungen für die Kurven sind wie in der folgenden Tabelle A.

Tabelle A - Wellenlängengewichtung für MTF-Plots

Wellenlänge (nm) Gewicht

643,8469 7

587,5618 8

546, 0740 9

486, 1327 7

450,0000 4

Die Linientypen in den MTF-Plots als Funktion einer Feldposition sind wie folgt, wobei die gepunktete Linie die Beugungsgrenze darstellt.

TABELLE B - Linienarten und Feldpositionen
FELD	Linienart	ORT
FELD 1 Y	durchgezogen	Auf der Achse
FELD 1 X	Strich-Punkt	Auf der Achse
FELD 2 Y	Kurz gestrichelt	Oben/unten
FELD 2 X	Strich-Punkt-Punkt	Oben/unten
FELD 3 Y	Mittellange Striche	Seite
FELD 3 X	Strich-Punkt-Punkt-Punkt	Seite
FELD 4 Y	Lange Striche	70 % Diagonale
FELD 4 X	Strich-Punkt-Punkt-Punkt-Punkt	70 % Diagonale
FELD 5 Y	Extra lange Striche	Ecke der Diagonale
FELD 5 X	Strich-Punkt-Punkt-Punkt-Punkt-Punkt	Ecke der Diagonale

Die Bildgrößenabmessungen für die Feldpositionen, die in 6A-6C, 8A-8C und 10A-10C und 7A-7C, 9A-9C und 11A-11C angegeben sind, sind X=0 mm und Y=0 mm für auf Achse, X=0 mm und Y=8.91 mm oben im Bild, X=10,65 mm und Y=0 mm für seitliche im Bild, X=7,46 mm und Y=6,24 mm für 70 % der Diagonale der Ecke des Bildes und X=10,65 mm und Y=8,91 mm für die Ecke des Bildes.
12A-12C zeigen die Randverzerrung für die Beispiele für die kurze, die mittlere und die lange Brennweite beim mittleren Brennpunktabstand FD2.
13A-13C zeigen das Achsen-Bokeh für die Beispiele mit der kurzen, der mittleren und der langen Brennweite, wobei die Linsenbeispiele alle auf einen kurzen Brennpunktabstand FD3 eingestellt sind und das Objekt in einem weiten Brennpunktabstand FD1 liegt.
7A-7C, 9A-9C und 11A-11C geben an, dass die drei Linseneinheitsbeispiele alle eine mehr als 60%ige beugungsbegrenzte MTF-Modulation bei 25 Zyklen/mm bei weiten, mittleren und kurzen Brennpunktabständen FD1, FD2, und FD3 und bei Wellenlängen von 643,8 nm, 587,6 nm, 546,1 nm, 486,1 nm und 450,0 nm mit jeweiligen Gewichtungen von 7, 8, 9, 7 und 4 zeigen. Die Variation der niedrigsten MTF-Leistung für jede Beispielslinseneinheit 100 mit Brennpunktvariation ist geringer als 10 %, und die Variation der niedrigsten MTF-Leistung zwischen allen Beispielslinseneinheiten bei allen Brennpunktabständen ist kleiner als etwa 10 %. Daher ist die MTF aller Linsen bei allen Brennpunktabständen konsistent und zeigt eine hohe Leistung.
Die Transversalaberrationsleistung der drei Beispielslinseneinheiten 100 ist in 6A-6C, 8A-8C und 10A-10C gezeigt und zeigt, dass die gesamte Transversalaberrationsleistung für die Beispielslinseneinheiten hauptsächlich innerhalb von plus oder minus 0,025 mm an der Bildoberfläche bei Wellenlängen von 643,8 nm, 587,6 nm, 546,1 nm, 486,1 nm und 450,0 liegt, abgesehen von wenigen Feldern bei einer Wellenlänge von 450,0 nm in 10A und 10B, die an der Bildoberfläche minus 0,025 mm leicht überschreiten.
12A-12C sind Randverzerrungsplots und werden für die Beispielslinsen, die auf dem mittleren Brennpunktabstand FD2 fokussiert sind, für jede der drei Beispielslinseneinheiten 100 angegeben. Die Randverzerrungsplots zeigen, dass das Maß der Randverzerrung gering und für alle Beispielslinseneinheiten gleich ist.
13A-13C sind Plots des Achsen-Bokehs für die drei Beispielslinseneinheiten 100, wobei das Objekt auf dem großen Abstand (FD1) und die Linseneinheiten auf den kurzen Brennpunktabstand (FD3) fokussiert sind. Die Plots zeigen, dass die Bokeh-Form oval oder elliptisch ist, mit einer maximalen vertikalen Abmessung über einer maximalen horizontalen Richtung, die dem 2x-Stauchungsverhältnis der Linsen ähnlich ist, und dass die Formen der Bokehs ähnlich und somit konsistent sind.
Das hierin offenbarte anamorphotische Linsensystem 100LS erlaubt die Ausbildung mehrerer Linseneinheiten, die jeweils eine andere Brennweite aufweisen und die außerdem eine konsistente Abbildungsleistung von hoher Qualität aufweisen, z.B. im Wesentlichen die gleiche wie Hochleistungs-Festbrennweiten. Somit ist ein Aspekt der Offenbarung auf den Austausch einer Menge aus relativ teuren anamorphotischen Festbrennweiten gegen einen einzelnen vorderen anamorphen Baustein 20 und einer Menge 40 von zwei oder mehr nichtanamorphotischen Bausteinen 50 gerichtet, die befestigt und ausgetauscht werden können, um unterschiedliche Linseneinheiten zu bilden, die unterschiedliche Brennweiten aufweisen, während eine Hochleistungsabbildung beibehalten wird. Die mehreren Linseneinheiten100, die unter Verwendung des anamorphotischen Objektivlinsensystems 100LS gebildet werden, kosten wesentlich weniger als die gleiche Zahl herkömmlicher anamorphotischer Objektivlinsen. Auch wenn der vordere anamorphotische Baustein 20 nahezu so teuer sein kann wie eine herkömmliche anamorphotische Objektivlinse, kosten die nicht-anamorphotischen Bausteine wesentlich weniger als der vordere anamorphotische Baustein. Somit beginnt die Kosteneinsparung schon, wenn man nur n = 2 zwei nichtanamorphotische Bausteine 50 nimmt, was sich schnell addiert, wenn die Zahl n der nicht-anamorphotischen Bausteine 50 zunimmt.
Eine herkömmliche Methode, eine relativ breite Fokusspanne von etwa 35 mm bis 100 mm mit einer Menge aus Festbrennweiten abzudecken, besteht darin, P = 5 unterschiedliche Festbrennweiten mit Design-Brennweiten zu nehmen, die über der Fokusspanne verteilt sind, wie etwa 35 mm, 40 mm, 50 mm, 75 mm und 100 mm. Man beachte, dass jede von den Festbrennweiten zwischen etwa $ 30K und $ 40K kosten kann, so dass die Kosten für diese Menge aus P = 5 Festbrennweiten etwa $ 150K bis $ 200K betragen.
14A ist eine schematische Skizze, die darstellt, wie eine Menge 140 aus fünf herkömmlichen Festbrennweiten 200, die mit 200(1) bis 200(5) bezeichnet werden, verwendet wird, um die fünf Brennweiten in dem obigen Beispiel für eine Fokusspanne von 35 mm bis 100 mm gemäß der Methode des Standes der Technik abzudecken. 14B zeigt, wie die fünf herkömmlichen Festbrennweiten 200 durch ein Linsensystem 100LS ersetzt werden können, das einen einzelnen vorderen anamorphotischen Baustein 20 und einer Menge 40 aus fünf nicht-anamorphotischen Bausteinen 50, die mit 50(1) bis 50(5) bezeichnet werden, aufweist, die verwendet werden können, um fünf verschiedene Linseneinheiten 100 mit den jeweiligen Brennweiten der fünf herkömmlichen Festbrennweiten 200(1) bis 200(5) zu bilden.
Es kann vorsichtig geschätzt werden, dass der einzelne vordere anamorphotische Baustein 20 etwa das gleiche kostet wie eine einzige herkömmlichen Festbrennweite 200, und dass ein einzelner von den nicht-anamorphotischen Bausteinen 50 etwa 25 % von dem vorderen anamorphotischen Baustein 20 und somit 25 % der herkömmlichen Festbrennweite 200 kostet.
Wenn jede herkömmliche Festbrennweite 200 1 Einheit kostet, dann kostet die Menge 140 aus den Festbrennweiten 5 Einheiten. Dagegen kostet das Linsensystem 100LS insgesamt 2,25 Einheiten, d.h. 1 Einheit für den vorderen anamorphotischen Baustein und 5·(0,25) = 1,25 Einheiten für die 5 nicht-anamorphotischen Bausteine 50. Das Linsensystem 100LS kostet somit 45 % der Kosten für die Menge 140 aus herkömmlichen Festbrennweiten 200.
Für einen größere Menge aus Festbrennweiten mit zwei zusätzlichen Brennweiten von 35 mm und 135 mm kostet das Linsensystem 100LS insgesamt 2,75 Einheiten, d.h. 1 Einheit für den vorderen anamorphotischen Baustein und 7·(0,25) = 1,75 Einheiten für die 7 nicht-anamorphotischen Bausteine 50. Wenn jede herkömmliche Festbrennweite 200 1 Einheit kostet, dann kostet die Menge 140 aus den Festbrennweiten 7 Einheiten. Das Linsensystem 100LS kostet somit weniger als 40 % (d.h. 39,3 %) der Kosten für die Menge 140 aus herkömmlichen Festbrennweiten 200.
Für eine noch größere Menge aus herkömmlichen Festbrennweiten können sich weitere Kosteneinsparungen ergeben.
Ausführungsform des Kamerasystems
15 ist eine schematische Skizze des Linsensystems 100LS wie hierin offenbart in Kombination mit einer Kamera 300, um ein Kamerasystem 301 zu bilden. Die Kamera 300 weist ein Kameragehäuse 302 auf, das ein Inneres 304 und eine vordere Seite 305 aufweist. Die vordere Seite 305 weist eine Anschlusseinrichtung 306 auf. Die Kamera 300 trägt im Inneren 304 wirkmäßig einen Bildsensor EIS, der elektrisch mit einer Kameraelektronik 312 verbunden ist. Die Kameraelektronik 312 ist dafür ausgelegt, die vom Bildsensor EIS aufgenommenen Bilder zu empfangen und zu verarbeiten.
Der vordere anamorphotische Baustein 20 der Linseneinheit 100(i) weist einen Objektivtubus 320 auf mit einem vorderen Ende, 322 und einem hinteren Ende 324, das die Anschlusseinrichtung 26 aufweist. Der nicht-anamorphotische Baustein 50(i) der Linseneinheit 100(i) weist einen Objektivtubus 350 auf mit einem vorderen Ende 352, das die Anschlusseinrichtung 56 aufweist, und einem hinteren Ende 354, das eine andere Anschlusseinrichtung 58 aufweist, die dafür ausgelegt ist, jeweils einzeln wirkmäßig mit der Anschlusseinrichtung 306 der Kamera in und außer Eingriff zu kommen (d.h. wirkmäßig an diese befestigt und dieser abgenommen zu werden).
In einem Beispiel weist der vordere anamorphotische Baustein 20 Fokusrad 380 für die Änderung des Brennpunkts auf, wobei ein Drehen des Fokusrads eine axiale Bewegung der Fokussierungs-Linsenuntergruppe G1b in der anamorphotischen Linsengruppe G1 des anamorphotischen vorderen Bausteins bewirkt. Das Fokusrad 380 weist eine Fokusskala 382 auf, die kalibriert bleibt, wenn die axiale Linsenlänge LA der verschiedenen Linseneinheiten 100(i) im Wesentlichen gleich ist.
Die mechanische Einrichtung zum wirkmäßigen Verbinden des Fokusrads 380 mit der Fokussierungs-Linsengruppe G1b und zum beweglichen Tragen der Fokussierungs-Linsengruppe sind in der Technik bekannt.
Das Kamerasystem 301 kann ein optionales optisches Filter 314 aufweisen, das im Inneren des Kameragehäuses 304 angrenzend an den und vor dem Bildsensor EIS angeordnet ist. Außerdem kann die Kamera 300 eine kinematographische Kamera oder eine Videokamera sein.
Die MTF-Leistung der hierin offenbarten Linseneinheiten 100 ist auf einem Niveau, das für die Verwendung mit elektronischen (Bild-)Sensoren ESI mit etwa 6000 Pixeln oder mehr über dem Sichtfeld geeignet ist. Solche elektronischen Bildsensoren EIS sind dem Fachmann auf dem Gebiet der 6K-Bildsensoren bekannt.
Zusätzliche Kostenüberlegungen
Die Gesamtzahl von Linsenelementen in jeder der Beispielslinseneinheiten 100(1), 100(2) und 100(3) ist 17, 16 bzw. 16 Linsen. Jedoch wird der vordere anamorphotische Baustein 20 mit 11 Linsenelementen nur einmal mit mehreren hinteren nicht-anamorphotischen Bausteinen verwendet. Daher ergibt dies insgesamt 27 (d.h. 11, 6, 5 und 5) Linsenelemente für die drei Linseneinheiten, mit insgesamt 6 zylindrischen Linsenelementen. Die entsprechende Gesamtzahl von Linsenelementen für eine herkömmliche Linse, welche die gleiche Zahl an Brennweiten bereitstellt, könnte bei 49 (d.h. 17, 16 und 16) liegen.
Zylindrische Linsenelemente sind teurer in der Herstellung, z.B. etwa doppelt so teuer wie sphärische Linsenelemente entsprechender Größe. Das bedeutet, dass auf Kostenfaktorbasis die insgesamt 27 Linsenelemente (zylindrisch + sphärisch) den Kosten für 33 sphärische Linsenelemente entsprechen. Die entsprechenden Linsenkosten einer herkömmlichen anamorphotischen Objektivlinse, welche die gleiche Zahl von Brennweiten bereitstellt, könnte aufgrund dessen, dass der vordere anamorphotische Baustein dreimal verwendet wird, auf 67 Einheiten angesetzt werden.
Das bedeutet, dass nur hinsichtlich der Kosten für die Linsenelemente die Offenbarung etwas weniger als die Hälfte der Kosten der herkömmlichen Designmethode beinhaltet. Jedoch ist die herkömmliche Designmethode auch teurer, weil sie drei Fokusoptiken und -mechaniken statt einer wie für die offenbarten Linseneinheiten verwendet. Ferner sind Linsenelemente mit zylindrischen Oberflächen während des Aufbaus des Linsensystems bekanntermaßen schwierig zusammenzusetzen und einzustellen, und dass man sich dreimal damit beschäftigen muss, wenn man die herkömmliche Methode anwendet, im Gegensatz dazu, dass man mit der Offenbarung nur einmal damit zu tun hat, differenziert die Kosten noch weiter, wodurch die Kosten für die anamorphotische Objektivlinse der vorliegenden Offenbarung noch weiter gesenkt werden. Es wäre vertretbar zu erwarten, dass nach der Betrachtung der bekanntesten Kostenfaktoren die Offenbarung nur etwa zwei Fünftel (d.h. 40 %) der Kosten der herkömmlichen Designmethode verursacht.
Auch wenn dies keine direkten Kostenvorteile sind, sind mit der Offenbarung indirekte Kosteneinsparungen verbunden. Zum Beispiel ist dadurch, dass man austauschbare hinteren Optiken mit der gleichen axialen Länge nimmt, der kurze Brennpunktabstand der Linsen aller Brennweiten gleich, wodurch das Rüsten der Kamera beschleunigt werden kann, da weniger Einrichtungsänderungen notwendig sind. Außerdem sollten wegen des geringeren Gewichts und Gesamtvolumens der Platzbedarf und die Transportkosten für die Offenbarung geringer ausfallen als für Festbrennweiten. Ferner sollte die Tatsache, dass man nur ein einziges hochkomplexes anamorphotisches Teil des optischen Systems hat, bei dem nur ein einziges Fokussierungssystem gewartet werden muss, weniger Zeitaufwand und weniger Kosten bedeuten.
Design-Tabellen
Die oben genannten verschiedenen Design-Tabellen für jede der drei Beispielslinseneinheiten 100(1), 100(2) und 100(3) sind nachstehend enthalten. Man beachte, dass der vordere anamorphotische Baustein 20 für jede von den drei Beispielslinseneinheiten gleich ist, und dass diese Informationen der Vollständigkeit halber in jeder Tabelle enthalten sind.
In den Design-Tabellen und Figuren werden die folgenden Symbole verwendet:

Gruppe = Linsengruppe
Untergruppe = Linsenuntergruppe
L = Linsenelement
S = Oberfläche
FD(i) = Brennpunktabstandsposition i
FL = Design-Brennweite
SEP = Trennung zwischen benachbarten Oberflächen (mm)
RX, RY = X-, Y-Krümmungsradien (mm); R = Krümmungsradius für eine sphärische Oberfläche
TYP = Material eines Mediums, z.B. Glas oder Luft
Code = Glascode
Name = Glasbezeichnung
Anbieter = Glasanbieter
MTF = Modulationstransferfunktion Die MTF-Daten sind polychromatische MTF-Beugungsdaten (%) bei 25 Zyklen/mm bei verschiedenen Objekt-Bild-Brennweiten an einer festen Bildpositionsoberfläche und bei Wellenlängen von 643,9 nm, 587,6 nm, 546,1 nm, 486,1 nm und 455,0 nm mit einer jeweiligen Gewichtung von 7, 8, 9 7 und 4.

Die Design-Tabellen 1 bis 3 sind nachstehend beginnend auf der nächsten Seite dargelegt.
Beispiele 1- Tabelle 1
Beispiele 2- Tabelle 2
Beispiele 3- Tabelle 3
Auch wenn die vorliegende Offenbarung vollständig in Verbindungen mit ihren Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen und Tabellen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, einschließlich von kleineren und größeren Brennweiten, kleineren und größeren Stauchungsverhältnissen, kleineren und größeren Bildgrößen, kleineren und größeren Wellenbändern (z.B. 435 nm bis 656 nm), kleineren und größeren Blenden usw., wie der Fachmann erkennen wird. Somit sollen die hierin vorgelegten Beispiele und Ausführungsformen nicht als Beschränkungen aufgefasst werden, und Änderungen und Modifikationen, wie oben angegeben, sind als im Bereich der vorliegenden Offenbarung zu verstehen, wie er von den beigefügten Ansprüchen definiert wird.

Claims

Anamorphotisches Objektivlinsensystem (100LS) mit orthogonalen vertikalen und horizontalen Richtungen, das entlang einer optischen Achse (AX) und in einer Reihenfolge von einem Objektraum (OBS) zu einem Bildraum (IMS) folgendes umfasst: einen vorderen anamorphotischen Baustein (20) mit einem hinteren Ende (324) und einer anamorphotischen Linsengruppe (G1) mit einer axial stationären ersten Linsenuntergruppe (G1a), die am nächsten am Objektraum (OBS) liegt, und einer dritten Linsenuntergruppe (G1c), die am nächsten am nächsten am Bildraum (IMS) liegt, und einer zweiten Linsenuntergruppe (G1b) zwischen der ersten und der dritten Linsenuntergruppe (G1a, G1c), die axial beweglich ist, für eine Fokussierung, wobei die vordere anamorphotische Linsengruppe (G1) mindestens zwei anamorphotische Linsenelemente umfasst; und eine Menge (40) aus zwei oder mehr nicht-anamorphotischen Bausteinen (50), die jeweils ein vorderes Ende (52) und eine nichtanamorphotische Linsenuntergruppe aufweisen, die axial stationär ist und die optisch auf die anamorphotische Linsengruppe (G1) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) abgestimmt ist, wobei das vordere Ende (52) dafür ausgelegt ist, lösbar mit dem hinteren Ende (24) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) verbunden zu werden, um eine von einer Menge aus zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) mit unterschiedlichen vertikalen Brennweiten (FLY1, FLY2) zu definieren.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei der vordere anamorphotische Baustein (20) eine Fokusskala (382) mit einer Kalibrierung aufweist, und wobei die zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) eine erste oder eine zweite axiale Länge (LA) aufweisen, die innerhalb einer Axiallängentoleranz, welche die Kalibrierung der Fokusskala (382) beibehält, gleich sind.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei: die dritte Linsenuntergruppe (G1c) eine hinterste Linsenoberfläche (SB) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) definiert, wobei die hinterste Linsenoberfläche (SB) einen freien Öffnungsdurchmesser CA aufweist; und wobei eine erste von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) eine erste Bildraum-Blendenzahl und eine freie Öffnung CA bei kürzester Brennweite CAS aufweist, und eine zweite von den zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) eine zweite Bildraum-Blendenzahl und eine freie Öffnung CA bei längster Brennweite CAL, aufweist, und wobei CAS ≤ CAL, wenn die erste und die zweite Bildraum-Blendenzahl gleich sind.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 3, wobei CAS < CAL.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei eine erste von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) eine erste vertikale Brennweite (FLY1, FLY2) aufweist, die eine kürzeste vertikale Brennweite FLY1 ist, eine zweite von zwei oder mehr anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) eine zweite vertikale Brennweite (FLY1, FLY2) aufweist, die eine längste vertikale Brennweite FLY2 ist, und wobei die kürzeste und die längste vertikale Brennweite FLY1 und FLY2 ein Verhältnis der vertikalen Brennweiten RYFL = 1,25 < FLY2/FLY1 < 100 definieren.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei das hintere Ende (24) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) und die vorderen Enden (52) der zwei oder mehr nichtanamorphotischen Bausteine (50) jeweilige Linsenanschlusseinrichtungen (26, 56) umfassen, die dafür ausgelegt sind, wirkmäßig ineinander zu greifen und sich voneinander zu lösen.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei die nicht-anamorphotische Linsengruppe (G2) Linsenelemente umfasst, und wobei sämtliche Linsenelemente sphärische Linsenelemente sind.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei anamorphotischen Linsenelemente in der anamorphotischen Linsengruppe (G1) mindestens ein zylindrisches Linsenelement umfassen.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei anamorphotischen Linsenelemente folgendes umfassen: in der ersten Linsenuntergruppe (G1a) ein einzelnes zylindrisches Linsenelement mit einer Brechkraft in einer ersten (X-)Richtung; in der zweiten Linsenuntergruppe (G1b) ein einzelnes zylindrisches Linsenelement mit einer Brechkraft in einer zweiten (Y-)Richtung, die orthogonal ist zur ersten Richtung; in der dritten Linsenuntergruppe (G1c) vier zylindrische Linsenelemente, wobei zwei von den vordersten von den vier zylindrischen Linsenelementen eine Brechkraft in der zweiten (Y-)Richtung aufweisen und die übrigen zwei, hintersten zylindrischen Linsenelemente eine Brechkraft in der ersten (X-)Richtung aufweisen.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei jede von den nicht-anamorphotischen Linsengruppen (G2) der nicht-anamorphotischen Bausteine (50) eine Blendenstufe (AS) umfasst, die eine Blendenzahl für jede von den anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) definiert.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei der vordere anamorphotische Baustein (20) ein Fokusrad (380) mit einer Fokusskala (382) umfasst, die kalibriert bleibt, wenn unterschiedliche von den zwei oder mehr nichtanamorphotischen Bausteinen (50) jeweils einzeln wirkmäßig an dem vorderen anamorphotischen Baustein (20) aufgesetzt werden.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, wobei eines von den mindestens zwei anamorphotischen Linsenelementen ein am nächsten am Objektraum (OBS) liegendes anamorphes Linsenelement umfasst, und wobei die erste Linsengruppe (G1) zwischen dem Objektraum (OBS) und dem am nächsten am Objektraum (OBS) liegenden Linsenelement ein oder mehrere nichtanamorphotische Linsenelemente umfasst, die gemeinsam entweder null Brennkraft oder eine positive Brechkraft aufweisen.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem nach Anspruch 12, wobei das mindestens eine nicht-anamorphotische Linsenelement mindestens ein sphärisches Linsenelement umfasst.
Kamerasystem, umfassend: das anamorphotische Objektivlinsensystem (100LS) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der vordere anamorphotische Baustein (20) einen ersten Objektivtubus (320) umfasst und der erste und zweite nicht-anamorphotische Baustein (50) jeweils einen zweiten Objektivtubus (350) umfassen, der ein hinteres Ende (324) aufweist; ein Kameragehäuse (302) mit einem Inneren (304) und einem vorderen Ende (305), das eine Linsenanschlusseinrichtung (306) trägt, an der die hinteren Enden (24) der zweiten Objektivtuben jeweils einzeln aufgesetzt und gelöst werden; einen Bildsensor (EIS), der wirkmäßig im Inneren des Kameragehäuses (304) und an einer Bildoberfläche (IS) im Bildraum (IMS) des anamorphotischen Objektivlinsensystems (100LS) angeordnet ist, wenn der Objektivtubus (320, 350) am Kameragehäuse (302) aufgesetzt ist; und Kameraelektronik (312), die elektrisch mit dem Bildsensor (EIS)verbunden ist.
Kamerasystem, umfassend: die Menge von anamorphotischen Objektivlinseneinheiten (100) des anamorphotischen Objektivlinsensystems (100LS) nach einem der Ansprüche 1 bis 13; ein Kameragehäuse (302) mit einem Inneren (304) und einem vorderen Ende (305), das eine Linsenanschlusseinrichtung (306) trägt, an der jede von den anamorphotischen Objektlinseneinheiten (100) der Menge von anamorphotischen Objektlinseneinheiten (100) jeweils einzeln wirkmäßig aufsetzbar und lösbar ist; einen Bildsensor (EIS), der wirkmäßig im Inneren (304) des Kameragehäuses (302) angeordnet ist und an einer Bildoberfläche (IS) angeordnet ist, die jeder der anamorphotischen Objektlinseneinheiten (100) der Menge von anamorphotischen Objektlinseneinheiten (100) gemeinsam ist; und Kameraelektronik (312), die elektrisch mit dem Bildsensor(EIS) verbunden ist.
Verfahren zur Durchführung einer anamorphotischen Abbildung für eine Abbildungsanwendung bei verschiedenen vertikalen Brennweiten unter Verwendung einer Kamera (300), umfassend: Bereitstellen eines vorderen anamorphotischen Bausteins (20) mit einem hinteren Ende (324), der eine anamorphotische Linsengruppe (G1) umfasst, die eine axial bewegliche Linsenuntergruppe (G2b) aufweist; Befestigen eines ersten nicht-anamorphotischen Bausteins (50), der eine erste nicht-anamorphotische Linsengruppe (G2), die optisch auf die anamorphotische Linsengruppe (G1) abgestimmt ist und die nur stationäre erste nichtanamorphotische Linsenelemente und eine erste Blendenstufe (AS) aufweist, an dem hinteren Ende (324) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20), um eine erste anamorphotische Objektlinseneinheit (100) zu bilden, die eine erste vertikale Brennweite FLY1 und eine erste axiale Linsenlänge (LA) aufweist; Durchführen eines ersten Abbildungsprozesses mit der ersten anamorphotischen Objektivlinseneinheit (100), um ein erstes geeignetes Bild für die Abbildungsanwendung zu bilden; Entfernen des ersten nicht-anamorphotischen Bausteins (50) vom hinteren Ende (324) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) und Befestigen eines zweiten nichtanamorphotischen Bausteins (50), der eine zweite nichtanamorphotische Linsengruppe (G2) mit nur stationären zweiten nicht-anamorphotischen Linsenelementen und eine zweite Blendenstufe (AS) aufweist, an dem hinteren Ende (324, um eine zweite anamorphotischen Objektlinseneinheit (100) mit einer zweiten vertikalen Brennweite FLY2 zu bilden; und Durchführen eines zweiten Abbildungsprozesses mit der zweiten anamorphotischen Objektivlinseneinheit (100), um ein zweites geeignetes Bild für die Abbildungsanwendung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei: das Durchführen des ersten Abbildungsprozesses das wirkmäßige Befestigen der ersten anamorphotischen Objektivlinse an einer Kamera (300), die einen Bildsensor (EIS) aufweist und die ein erstes Bild mit dem Bildsensor (EIS) aufnimmt, beinhaltet; und das Durchführen des zweiten Abbildungsprozesses das Entfernen der ersten anamorphotischen Objektivlinse von der Kamera (300) und das wirkmäßige Befestigen der zweiten anamorphen Objektivlinse auf die Kamera (300) und das Aufnehmen eines zweiten Bildes mit dem Bildsensor (EIS) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei: das Bereitstellen der Menge aus zwei oder mehr nichtanamorphotischen Bausteinen (50) das Bereitstellen von mindestens drei nicht-anamorphotischen Bausteinen (50) umfasst, die jeweils eine kürzeste Brennweite, eine längste Brennweite und eine mittlere Brennweite zwischen der kürzesten und der längsten Brennweite aufweisen; der nicht-anamorphotische Baustein (50) mit der kürzesten Brennweite die vertikale Brennweite FLY1 der ersten anamorphotischen Objektivlinseneinheit (100) als kürzeste vertikale Brennweite bildet, und der nicht-anamorphotische Baustein (50) mit der längsten Brennweite die zweite vertikale Brennweite FLY2 der ersten anamorphotischen Objektivlinseneinheit(100) als längste vertikale Brennweite bildet, so dass FLY2 > FLY1; und die erste (kürzeste) und die zweite (längste) vertikale Brennweite FLY1 und FLY2 ein Verhältnis RYFL = FLY2/FLY1 definieren, wobei 1,25 < RYFL < 100.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei: die axial bewegliche zweite Linsenuntergruppe (G1b) für die Fokussierung mindestens eine nicht-rotationssymmetrische Oberfläche aufweist; das Fokussieren unter Verwendung einer Fokusskala (382) mit einer Kalibrierung am vorderen anamorphotischen Baustein (20) ausgeführt wird; und die erste anamorphotische Objektivlinseneinheit (100) eine erste axiale Länge und die zweite anamorphotische Objektivlinseneinheit (100) eine zweite axiale Länge aufweisen, die innerhalb einer axialen Längentoleranz, welche die Kalibrierung der Fokusskala (382) beibehält, gleich sind.
Anamorphotisches Objektivlinsensystem, das entlang einer optischen Achse (XA) und in einer Reihenfolge von einem Objektraum (OBS) zu einem Bildraum (IMS) folgendes umfasst: einen vorderen anamorphotischen Baustein (20) mit einem hinteren Ende (324), der eine anamorphotische Linsengruppe (G1) umfasst, die mindestens zwei nicht-rotationssymmetrische Oberflächen umfasst, und der eine axial stationäre, am nächsten am Objektraum (OBS) liegende erste Linsenuntergruppe (G1a) und eine axial stationäre, am nächsten am Bildraum (IMS) liegende dritte Linsenuntergruppe (G1c) und eine zweite Linsenuntergruppe (G1b) zwischen der ersten und der dritten Linsenuntergruppe (G1a, G1c) umfasst, wobei die zweite Linsenuntergruppe (G1b) axial beweglich ist für eine Fokussierung, und wobei die dritte Linsenuntergruppe (G1c) eine hinterste optische Oberfläche (LBS) definiert, die am nächsten am hinteren Ende (324) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) liegt, wobei eine von den mindestens zwei nicht-rotationssymmetrischen Oberflächen in einer von der ersten und der zweiten Linsenuntergruppe (G1a, G1b) liegt und die andere von den zwei nicht-rotationssymmetrischen Oberflächen in der dritten Linsenuntergruppe (G1c) liegt; und mehrere hintere nicht-anamorphotische Bausteine (50), die jeweils lösbar am hinteren Ende (324) des vorderen anamorphotischen Bausteins (20) befestigbar sind, um mehrere anamorphotische Objektivlinseneinheiten (100) zu bilden, die einen Satz von anamorphotischen Objektlinseneinheiten (100) definieren, wobei jeder von den mehreren hinteren nichtanamorphotischen Bausteinen (50) eine vertikale Richtung und mehrere nicht-anamorphotische Linsengruppen (G2) umfasst, die axial stationär und nichtanamorphotisch sind, wobei die nichtanamorphotischen Linsengruppen (G2) optisch auf den vorderen anamorphotischen Baustein (20) abgestimmt sind, um für jede von den anamorphotischen Objektlinseneinheiten (100) unterschiedliche vertikale Brennweiten zu definieren, die eine kürzeste vertikale Brennweite, die eine erste Bildraum-Blendenzahl definiert, und einen ersten freien Öffnungsdurchmesser CAS für die hinterste optische Oberfläche definiert, und eine längste vertikale Brennweite, die eine zweite Bildraum-Blendenzahl und einen zweiten freien Öffnungsdurchmesser CAL für die letzte optische Oberfläche definiert, umfassen, und wobei CAS ≤ CAL, wenn die erste und die zweite Bildraum-Blendenzahl gleich sind.