DE1109397B - Lichtstarkes Objektiv veraenderlicher Brennweite mit einem mindest 6-fachen Variationsbereich - Google Patents

Description

• Lichtstarkes Objektiv veränderlicher Brennweite mit einem mindest 6-fachen Variationsbereich Bei den aus der deutschen Auslegeschrift 1011 163 bekannten, aus einem afokalen Vorsatz und einem nachgeschalteten fotografischen Objektiv bestehenden lichtstarken Objektiven veränderlicher Brennweite ist ein 5,6facher Variationsbereich erzielt worden. Hierbei wird das von zwei sammelnden Gliedern eingeschlossene zerstreuende Glied axial verschoben, und das dem Aufnahmeobjektiv zugewandte verschiebbare; sammelnde Glied besitzt eine zusätzliche, einen Umkehrpunkt aufweisende Bewegung. Weiter ist bekannt, daß durch Umsetzen des afokalen Systems ein großer Brennweitenbereich erreicht werden kann. Eine weitere bekannte Maßnahme ist das Auswechseln des dem afokalen System folgenden Spezialobjektivs durch ein eine längere Brennweite aufweisendes Spezialobjektiv bei gleichzeitig auftretender geringerer Öffnung.
• Die vorliegende Erfindung vermeidet die oben beschriebenen Nachteile hinsichtlich des mechanischen Auswechselns einerseits, andererseits die in Kauf zu nehmende geringere Öffnung bei Verwendung längerer Brennweiten, so daß ohne zusätzliche Änderung des optischen Systems der gesamte, mindestens 6fache Variationsbereich benutzt werden kann.
• Die Erfindung geht aus von einem lichtstarken Objektiv veränderlicher Brennweite mit einem 4fachen Variationsbereich. Hierbei schließen zwei feststehende, positive Brechkraft aufweisende Glieder zwei bewegliche Glieder negativer Brechkraft ein und ergeben ein afokales System vor der Irisblende. Letzterer folgt ein Spezialobjektiv, welches einen mehr als 1 °/o der Brennweite betragenden chromatisch überkorrigierenden Vergrößerungsfehler aufweist. Das zur Entfernungseinstellung benutzte Vorderglied des afokalen Systems besteht aus einem Achromaten und einem Meniskus positiver Brechkraft.
• Der oben angeführte Aufbau des Vordergliedes des afokalen Systems kann bei einer Erweiterung des bisherigen 4fachen Variationsbereiches und zur Vermeidung zu großer Durchmesser nicht mehr verwendet werden. Das zur Entfernungseinstellung benutzte Vorderglied des afokalen Systems muß zur Bewältigung des großen Variationsbereiches eine möglichst lange Schnittweite besitzen, während für die Entfernungseinstellung zur Vermeidung einer starken Verschiebung und gleichzeitiger starker Vergrößerung der Durchmesser eine möglichst kurze Brennweite erwünscht ist. Erfindungsgemäß wird die an sich widersprechende Forderung durch eine in einem großen Abstand vor dem Achromaten stehende Negativlinse und durch eine zwischen dem Achromaten und dem Meniskus angeordnete Positivlinse erfüllt, so daß die Brennweite des feststehenden Vordergliedes des afokalen Systems kürzer ist als dessen Schnittweite.
• Untersuchungen haben gezeigt, daß es für die chromatische Korrektur des Vordergliedes günstig ist, wenn die Negativlinse aus einem Kronglas besteht. Für die Korrektur der sphärischen Aberration und des Astigmatismus sind für die dem Achromaten folgenden zwei Positivlinsen Brechungsexponenten für die n,1-Linie über 1,62 vorteilhaft.
• Durch die Verwendung eines Vordergliedes, dessen Schnittweite länger als die Brennweite ist, tritt ein weiterer Vorteil auf. Die hierbei erzielte Verlängerung der Brennweite des Spezialobjektivs mit einem mehr als 10/, betragenden überkorrigierten chromatischen Vergrößerungsfehler ergibt einen kleineren Bildwinkel im Blendenraum und die Voraussetzung relativ kleiner Durchmesser des afokalen Systems. Die zwischen dem afokalen System und dem Spezialobjektiv angeordnete Irisblende gewährleistet für den gesamten Brennweitenbereich die gleiche relative Öffnung. Desgleichen bleibt die durch Verschieben des feststehenden Vordergliedes erzielte Entfernungseinstellung für den gesamten Brennweitenbereich erhalten.
• Untersuchungen haben ergeben, daß bei der bisher angewendeten Verschiebung des gesamten Vordergliedes für die größten Brennweiten eine starke astigmatische Unterkorrektur auftritt. Diese verschwindet fast vollständig, wenn erfindungsgemäß der zwischen der Negativlinse und dem Achxomaten befindliche Luftraum zusätzlich geändert wird. Wenn dieser um ein Drittel der benötigten Verschiebung verkürzt wird, ist das günstigste Verhältnis erreicht.
• Das für den gesamten Entfernungseinstellungsbereich linear verlaufende Verhältnis kann durch eine unterschiedliche Gewindesteigung der Fassungsteile für die Negativlinse und die restlichen Linsen des Vordergliedes erzielt werden.
• Eine weitere Möglichkeit der Entfernungseinstellung besteht auch darin, daß nur die der zerstreuenden Frontlinse nachgeordneten Sammellinsen des Vordergliedes in Richtung zur feststehenden Frontlinse verschoben werden.
• Die nachstehenden Zahlenbeispiele beziehen sich auf ein Objektiv mit der relativen Öffnung 1 : 2 bei einem 8fachen Brennweitenbereich von f =l2,5 mm bis f = 100 mm für 16-mm-Schmalfilm. Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn eine andere relative Öffnung, ein anderes Variationsverhältnis, ein anders gestaltetes Spezialobjektiv oder ein anderes Aufnahmeformat Verwendung finden, vorausgesetzt, daß die unter Schutz gestellten Bedingungen erfüllt werden.
• In den Fig. 1 bis 3 ist ein lichtstarkes Objektiv veränderlicher Brennweite dargestellt, wobei das feststehende mehrlinsige Vorderglied mit 1, das erste bewegliche Glied mit 2, das zweite bewegliche Glied mit 3, das feststehende Hinterglied mit 4, die Irisblende mit 5, das Spezialobjektiv mit 6 und die Filmebene mit 7 bezeichnet ist. Fig. 1 zeigt die Stellung für f = 12,5 mm, Fig. 2 für f = 39,7 mm und die Fig. 3 die Stellung für f = 100 mm. Fig. 4 zeigt den Schnitt des afokalen Systems nach Tabelle 1. Fig. 5 stellt das Spezialobjektiv nach Tabelle 2 dar.

  Tabelle 1

  Afokales System v = 8fach

  Y1 =

  dl = 6,00 1,6385 55,5

  r2 = -F 78,94 1l = 41,70

  r3 = -[- 148,98

  d2 = 22,00 1,5163 64,0

  r4 = - 73,77

  d3 = 5,00 1,8052 25,5

  r5 = - 148,31 I = 0,30

  r6 = -!- 175,07

  = - 345,10 cI4 - 10,50 1,6935 53,6

  r

  ra = -f-- 108,18 13 - 047

  r 392,99 d' T70 1,6935 53,6

  14 = 2,18-41,31-52,29

  rlo = @- 96,33

  d6 = 3,20 1,6935 53,6

  r11 - , 25,79

  15 = 37,13-12,50-34,19

  r12 = -I- 96,33

  d7 = 2,80 1,6935 53,6

  r,3= @- 31,27

  = - 4S,93 1s - 17,50

  r14

  d 8 = 1,70 1,4453 68,0

  r15 = -(- 36,99

  d9 = 5,50 1,7015 41,1

  17 = 50,32-35,82- 3,15

  r17 = oc

  dl, = 1,70 1,6205 38,0

  r1 s = -f- 40,00

  d11 = 7,50 1,5744 56,4

  r19 = - 59,47

  Hierbei beträgt für das Vorderglied (r1 bis r9) die Schnittweite 95,5 mm bei einer Brennweite von 72,9 mm. Für die kürzeste Entfernungseinstellung (1 m von der Filmebene) verkürzt sich der Luftraum zwischen der Negativlinse und dem Achromaten um 3,09 mm, während der Luftraum zwischen dem feststehenden Vorderglied und dem ersten beweglichen Glied um 9,27 mm größer wird.

  Tabelle 2

  Spezialobjektiv 1 : 2 f = 58,6 mm

  r1 = -I- 52,43

  dl = 4,80 1,6200 60,3

  r2 = 00

  1, = 0,50

  r3 = +25,25 d2 = 6,40 1,6200 60,3

  r4 = +38,04 12 = 9,55

  Y5 = ;7C

  d3 = 2,40 1,6200 36,3

  r, = -I- 17,63

  13 = 10,60

  r7 = -f- 38,92

  d4 = 5,40 1,6200 60,3

  ra = - 32,12 d5 = 2,40 1,6200 36,3

  rs = +32,12 d6 = 5,40 1,6200 60,3

  r10= -45,34

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Lichtstarkes Objektiv veränderlicher Brennweite mit mindestens 6fachem Variationsbereich, bestehend aus einem afokalen System mit zwei feststehenden, positive Brechkraft aufweisenden Gliedern, die zwei bewegliche Glieder negativer Brechkraft einschließen vor der Irisblende, der ein Spezialobjektiv mit einem mehr als 1% der Brennweite betragenden überkorrigierten chromatischen Vergrößerungsfehler folgt, dadurch gekennzeichnet, daß im afokalen System die Brennweite des feststehenden Vordergliedes kleiner ist als dessen Schnittweite, wobei der aus einem Kronglas bestehenden Negativlinse in einem größeren Abstand ein Achromat und zwei Positivlinsen mit einem Brechungsexponenten für die n,1.-Linie über 1,62 folgen.
2. 2. Lichtstarkes Objektiv veränderlicher Brennweite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entfernungseinstellung mittels des Vordergliedes des afokalen Systems eine zusätzliche lineare Verkürzung des ersten Luftraumes, vorzugsweise um ein Drittel der benötigten Verschiebung, erfolgt.
3. 3. Lichtstarkes Objektiv veränderlicher Brennweite nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zahlenwerte für das afokale Vorsatzsystem, wobei einzelne Radien (r), Dicken (d) und Lufträume (l) bis ± 100/0, die Exponenten für die nd-Linie um ± 5 Einheiten in der zweiten Dezimale und die v-Werte um !L 5 Einheiten abweichen können: Radien Dicken und nd 1 vd Luftabstände I Glasarten d,. = 6,00 1,6385 55,5 r2 = -I- 78,94 11 = 41,70 r3 = + 148,98 d2 = 22,00 1,5163 64,0 r4 = - 73,77 d3 = 5,00 1,8052 25,5 r5 = - 148,31 ro = 175,07 l2 0,30 -f- r7 = - 345,10 d4 - l0,50 l,6935 53,6 13 = 0,47 r8 = + 108,18 d5 - 770 1,6935 53,6 r9 = +392,99 l4 = 2,18-41,3l-52,29 rlo= -f- 96,33 r ds 3,20 1,6935 53,6 n= + 25,79 15 = 37,13-l2,50-34,19 r12= '-, 96,33 d7 - 2,80 1,6935 53,6 rls= -f- 3l,27 l6 = 17,50 r14= - 45,93 d$ = 1,70 1,4453 68,0 rl@= -@ 36,99 d9 = 5,50 1,7015 41,1 1s l7 = 50,32-35,82-3,15 17 00 dlo= 1,70 1,6205 38,0 r1,= + 40,00 d11= 7,50 1,5744 56,4 r19 = - 59,47