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Anamorphotisches Vorsatzsystem Die Erfindung betrifft ein anamorphotisches,
aus Zylinderlinsen nach Art eines Galileischen Fernrohrs aufgebautes afokales Vorsatzsystem,
bestehend aus einem sammelnden, dem Aufnahmeobjektiv und einem zerstreuenden, dem
Objekt zugekehrten Systemteil. Die zylindrischen Linsenflächen sind hierbei so angeordnet,
daß ihre Achsen vertikal stehen, wenn die Ebene der anamorphotischen Dehnung die
Waagerechte ist.
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Solche Systeme bekannter Bauart dienen zur Aufnahme oder Wiedergabe,
insbesondere in Verbindung mit sphärischen Objektiven, die eine relativ kurze Brennweite
und somit einen verhältnismäßig großen Bildwinkel haben. Es sind Systeme bekannt,
die aus zwei oder drei frei stehenden optischen Gliedern aufgebaut sind. Sie haben
den Nachteil, daß zwischen den sammelnden und den zerstreuenden Teilgliedern große
Luftabstände bestehen, so daß besonders vor kurzbrennweitigen Objektiven mit entsprechend
großem Bildwinkel, wie sie bei der Aufnahme verwendet werden, die Durchstoßungshöhen
an den optischen Flächen der zerstreuenden Teilglieder sehr groß werden. Dies hat
zur Folge, daß bei Korrektion der Verzeichnung, des Astigmatismus und der Koma für
die zu den Bildrändern führenden Strahlen die Zonen dieser Fehlerkurven so große
Beträge annehmen, daß eine befriedigende Bildleistung nicht zu erzielen ist.
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Weitere Nachteile bei den bekannten Konstruktionen sind bedingt durch
die lange Bauart und die daraus folgende Notwendigkeit, bei größeren Winkeln unverhältnismäßig
große Linsendurchmesser anzuwenden, was wiederum einen erheblichen Aufwand an optischem
Glas, großes Gewicht und schwierige Einbaumöglichkeit sowie mangelnde Handlichkeit
verursacht.
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Die Erfindung betrifft ein derartiges, aus fünf Zylinderlinsen nach
Art eines galileischen Fernrohres aufgebautes anamorphotisches Vorsatzsystem, dessen
sammelnder, aus zwei Linsen verkitteter Systemteil dem Aufnahmeobjektiv und dessen
zerstreuender, aus drei Linsen aufgebauter Systemteil dem Objekt zugeordnet ist,
wobei die erste, zweite und vierte Linse zerstreuender und die dritte und fünfte
Linse sammelnder Brechkraft sind und bei dem die ersten drei Linsen je eine Planfläche
aufweisen, derart, daß die der beiden ersten zerstreuenden Linsen dem Aufnahmeobjekt
und die der dritten (sammelnden) Linse dem Objektiv zugewendet sind. Das Neue der
Erfindung besteht bei einem solchen grundsätzlich aufgebauten System darin, daß
die dem Aufnahmeobjekt zugekehrten ersten drei Linsen als frei in Luft stehende
Einzelglieder aufgebaut und von dem nachfolgenden, dem Objektiv zugekehrten zweilinsig-verkitteten
Teilglied durch einen Luftabstand getrennt ist, welcher nicht größer als 25% und
nicht kleiner als 8% der Brennweite des vierten sammelnden Teilgliedes ist.
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Als vorteilhaft hat sich weiterhin. bei einem erfindungsgemäß aufgebauten
System erwiesen, wenn der Luftabstand zwischen den ersten und zweiten zerstreuenden
Teilgliedern einerseits und den dritten und vierten sammelnden Teilgliedern andererseits
nicht größer ist als 10%, der Kombinationsbrennweite der beiden letzten Teilglieder,
und außerdem wenn die zwischen dem zweiten und dritten Teilglied befindliche Luftlinse
sammelnd wirkt und ihre Mittendicke nicht größer ist als 10%. der Kombinationsbrennweite
des dritten und vierten frei stehenden Teilgliedes.
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Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird bei geringer Bauhöhe
für das Gesamtsystem eine gute Korrektion bei verhältnismäßig kleinen Linsendurchmessern
und geringen relativen Linsenöffnungen erreicht, wobei - abgesehen von der natürlichen,
dem Lambertschen Gesetz folgenden Vignettierung -trotz großer Bildwinkel keine Vignettierung
durch Abschattung an den Linsenrändern auftritt.
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Besonders günstige Korrektionsbedingungen lassen sich weiterhin erzielen,
wenn das vierte Glied meniskenförmig ausgebildet ist und die Außenradien desselben
zueinander innerhalb des Verhältnisses von 1 :1,5 bis 1 : oo stehen, wobei der größere
Radius dem dritten Teilglied zugewendet ist, und schließlich dadurch, wenn die Brechungsindizes
für % der verkitteten Linsen dieses Gliedes mindestens um 5% unterschiedlich sind.
Durch
die erfindungsgemäßen Konstruktionsmaßnahmen konnte, wie erwähnt, die Bauhöhe des
Systems besonders klein gehalten werden; sie beträgt beträchtlich weniger als 60%
der Brennweite fiv eben dieses dem Aufnahmeobjektiv zugekehrten Teilgliedes, beispielsgemäß.
nahezu nur 500/a derselben.
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In Übereinstimmung mit den Fig. 1 und 2 der Zeichnung, die einen Horizontal-
bzw. Vertikalschnitt durch einen gemäß der Erfindung aufgebauten anamorphotischen
Vorsatz schematisch veranschaulichen, bedeuten in dem nachfolgenden Zahlenbeispiel
I T1 und T2 die ersten beiden zerstreuenden optischen Teilglieder mit den Einzelbrennweiten
f1 und f11, T3 und
T4 die nachfolgenden beiden sammelnden optischen Teilglieder
mit den Einzelbrennweiten fiii und fiv. Gemäß den Baumerkmalen in diesem Zahlenbeispiel
sind die Einzel- bzw. Kombinationsbrennweiten der Glieder T1 bis T4 folgende:
| fi = -64,27 mm |
| fi, 1i = -28,36 mm |
| ff, = -64,27 mm |
| fIII = -E-58,83 mm |
| fiii,iv = +54,60 mm |
| fiv = +167,66 mm |
Aus dem Verhältnis derselben ergibt sich der anamorphotische Faktor -2.
| Zahlenbeispiel 1 |
| nd |
| r1 = 00 |
| T1 dl = 4,95 1,52 |
| r2 = +33.=12 |
| d., = 13,85 Luft |
| j.; = 00 |
| T2 d3 = 4,95 1,52 |
| r4 = +33.42 |
| d4 = 1,97 Luft |
| r. _ +38,24 |
| T3 d; = 14,84 1,65 |
| r" = 00 |
| d6 = 17,01 Luft |
| r7 = -123,57 |
| d7 = 4,80 1,73 |
| T4 r. = +371,78 |
| d 8 = 13,43 1,56 |
| r9 = -45,97 |
| d9 = 1,50 Luft |
| S d1 bis d$ = 75,80 |
Die Radien der planen bzw. zylindrischen Linsenflächen der Teilglieder T1 bis T4
sind mit r1 bis r9, die Linsendicken und Luftabstände mit d1 bis d9 bezeichnet.
Die Brechungsindizes der verwendeten optischen Gläser sind für die nd-Linie des
Spektrums angegeben.
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In Verbindung mit einem vorgesetzten sphärischen Einstellsystem, das
es gestattet, den anamorphotischen Vorsatz und das sphärische Objektiv auch für
die Aufnahme oder Wiedergabe auf kürzeste Entfernungen in ihrer Unendlich-Einstellung
zu belassen, sind die kurze Baulänge und die geringen Linsenöffnungen von besonderem
Vorteil, wenn an Stelle der vorderen Planfläche r1 am ersten Teilglied T1 eine sammelnde
sphärische Linsenfläche vorgesehen wird, so daß lediglich eine sphärische Plankonkavlinse
vorgesetzt zu werden braucht, wie dies Fig. 3 der Zeichnung veranschaulicht. Durch
Verschieben dieser Plankonkavlinse SZ längs der optischen Achse wird die Einstellfokussierung
für die Entfernungseinstellung des Gesamtsystems durchgeführt. Ein getrenntes sphärisches
Einstellsystem nach bekannter Bauart würde außerordentlich große Ausmaße annehmen
müssen.
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Das anamorphotische System nach der Erfindung ist für eine derartige
Konstruktion auch besonders gut geeignet, weil die erste Fläche ri des ersten Teilgliedes
T1 des zylindrischen Systems plan ist. Wäre sie eine Zylinderfläche, so ergäbe die
zusätzliche Aufbringung einer sphärischen Wirkung auf diese Zylinderfläche eine
entsprechende torische Fläche, deren einwandfreie Herstellung-Schwierigkeiten bereitet.
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In Übereinstimmung mit Fig. 3 der Zeichnung sind in dem nachfolgenden
Zahlenbeispiel II die Radien des Einstellsystems ri --00 r2 = +49,65 (sphärisch)
ris = +52,22 (sphärisch) Die nachfolgenden optischen Angaben entsprechen denen des
vorhergehenden Beispieles. Die Gesamtbaulänge des Systems einschließlich dem sphärischen
Einstellsystem ist kleiner als 70% der Brennweite des beispielsgemäß menisken,förmigen
positiven Teilgliedes T4, das dem Ojektiv O zugeordnet ist. Iin Falle des Beispiels
ist die Gesamtbaulänge einschließlich dem sphärischen Einstellsystem mit 93,54 fast
nur 60% dieser Brennweite.
| Zahlenbeispiel II |
| nd |
| r i' = o0 |
| SL d1'= 4,50 1,51 |
| r2 (sphär.) = +49,65 |
| d2 = 2,20 Luft |
| ri.(sphär.) = +52,22 |
| T1 d1 = 15,99 1,52 |
| r2 (zyl.) = +33,42 |
| d2 = 13,85 Luft |
| r3 = 00 |
| T2 d3 = 4,95 1,52 |
| r4 (zyl.) = +33,42 |
| d4 = 1,97 Luft |
| r5 (zyl.) = +38,24 |
| T.; d@ = 14,84 l.65 |
| r6 = °0 |
| d( = 17,01 Luft |
| r7 (zyl.) = -123,57 |
| d7 = 4,80 1,73 |
| T4 r8 (zyl.) = +371,78 |
| d8 = 13,43 1,56 |
| r9 (zyl.) = -45,97 |
| d9 = 1,50 Luft |
| Y- d1' bis d8 = 93,54 |
Zur Unterscheidung gegenüber dem Vorsatzsystem nach Beispiel I ist in dem durch
die vorgeschaltete sphärische Plankonkavlinie SL ergänzten System gemäß
dem
vorstehenden Zahlenbeispiel II das Einzelglied T1 negativer Brechkraft nunmehr mit
T1' bezeichnet, der Radius seiner vordersten - nunmehr sphärischen -- Linsenfläche
mit r1 S.