DE1168113B

DE1168113B - Afokales Vorsatzsystem zur Verkuerzung der Brennweiten von vorzugsweise fotografischen Objektiven

Info

Publication number: DE1168113B
Application number: DEA32134A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Math Klaus Hildebrand
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1959-05-30
Filing date: 1959-05-30
Publication date: 1964-04-16
Also published as: US3177769A

Description

Afokales Vorsatzsystem zur Verkürzung der Brennweiten von vorzugsweise fotografischen Objektiven Die Erfindung betrifft ein afokales Weitwinkelvorsatzsystem für vorzugsweise fotografische Objektive. Im besonderen befaßt sich die Erfindung mit Vorsätzen, die in Verbindung mit Objektiven an fotografischen Kameras, die ein größeres Bildformat aufweisen, zur Erweiterung ihres angularen Gesichtsfeldes benutzbar sind.
Systeme dieser Art bestehen bekanntlich aus einer vorderen zerstreuenden und einer sammelnden hinteren Linsengruppe, deren Brennweiten zur Erzielung einer bestimmten Vergrößerung in passendem Verhältnis zueinander stehen müssen.
Es ist bekannt, daß die Korrektion dieser Systeme gewisse Schwierigkeiten bereitet, die mit wachsendem Bildwinkel stark ansteigen. Die Schwierigkeiten sind in erster Linie durch die beschränkten geometrischen Abmessungen solcher Systeme in Verbindung mit den jeweils einzuhaltenden Pupillenbedingungen gegeben.
In bekannten Vorsatzsystemen dieser Art bereitet besonders die Korrektion der astigmatischen Bildfehler Schwierigkeiten. Der Astigmatismus solcher Systeme ist in hohem Maße von der jeweiligen Lage der Austrittspupille des Vorsatzsystems abhängig, wobei die astigmatischen Bildfehler auch absolut noch sehr groß sind, sö daß die Anwendung solcher Vorsatzsysteme sich auf ihren Einsatz an Objekiven mit relativ kurzer Brennweite - wie an Kleinbildkameras üblich - beschränkt. Mit wachsender Objektivbrennweite und steigendem Bildformat machen sich besonders die astigmatischen Bildfehler, die Bildfeldwölbung und die Verzeichnung störend bemerkbar, so daß ihre Anwendung an fotografischen Kameras mit größerem Bildformat nicht möglich ist.
Es war deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein afokales System dieser Art anzugeben, das an Kameras bis zum Bildformat 6 - 6 cm benutzbar ist. Dabei wurde davon ausgegangen, da.ß eine weitergehende Korrektur von Astigmatismus - und Bildfeldwölbung als bei den bekannten Vorsätzen nur durch eine weitergehende Angleichung der Petzvalsehen Teilsummen für die beiden Systemteile erzielbar ist.
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, bei Verwendung dreier Einzellinsen im Systemteil positiver Brechkraft zwischen zwei Linsen sammelnder Wirkung eine stark zerstreuende derart anzuordnen, daß sämtliche Linsen keinen wesentlichen Luftabstand aufweisen und vorzugsweise miteinander verkittet sind und ferner den Brechungsindex des Glases der Linse negativer Brechkraft größer als 1,68 und seine reziproke Dispersion größer als 40 zu wählen, wobei die Zahlen auf die grüne Linie des Quecksilbers zu beziehen sind.
Bei Verwendung eines hochbrechenden Glases geringer Dispersion (Lanthan-Kron) an zweiter Stelle des Positivs kann dieses Glas gleichzeitig zur Korrektion der chromatischen Aberration des Gesamtsystems mitbenutzt werden. Die Einfügung eines hochbrechenden Kronglases an der erwähnten Stelle zwischen zwei Sammellinsen macht es möglich, die Petzvalbedingungen in nahezu idealer Weise einzuhalten.
Ausgehend von Vorsatzsystemen, bei denen das Systemteil negativer Brechkraft aus zwei Einzellinsen besteht, ist es vorteilhaft, diese Linsen meniskenförmig auszubilden,; wobei diese zur Positivkomponente hin durchgebogen sind. Die anliegend dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine derartige Anordnung. Die beiden Einzellinsen bestehen aus Gläsern, deren v-Werte größer als 55 sind. Die Brechkraft der ersten Linse ist größer als das 0,4fache und kleiner als das O,lfäche der Gesamtbrechkraft des Negativs, während die Brechkraft der zweiten Linse größer als das 0,9fache und kleiner als das 0,6fache dieser Brechkraft ist. Man kann eine nahezu vollkommene Korrektion des Astigmatismus und der Bildfeldwölbung erreichen, wenn man die Brechkraft der ersten Linse der Positivkomponente größer als das 1,2fache und kleiner als das 2,Ofache der Brechkraft des Positivs wählt. Die Brechkraft der zweiten und dritten Linse des Positivs ist dabei größer als das 1,8fache und kleiner als das 3,lfache bzw. größer als das 1,2fache und kleiner als das 2,Ofache dieser Brechkraft zu wählen.
Zur Einführung einer gewissen Unterkorrektion des Öffnungsfehlers und zur gleichzeitigen Kleinhaltung der Anteile, die durch die Luftlinie, die von der vierten und fünften Fläche des Systems eingeschlossen ist, zu Astigmatismus, Petzvalsumme und Verzeichnung geliefert werden, wird zweckmäßig die Differenz der Krümmungsradien der letzten Fläche der Negativkomponente und der ersten Fläche der Positivkomponente kleiner als das O,lfache der Brennweite des Positivs gewählt.
Der durch die besondere Ausgestaltung der vierten und fünften Fläche des Systems zwangläufig eingeführte Öffnungsfehler wird im wesentlichen an der siebenten Fläche des Systems kompensiert. Das gleiche trifft für Kommafehler im Seidelschen Gebiet zu. Der Astigmatismus der relativ stark beanspruchten vierten und fünften Fläche hebt sich etwa auf, während die siebente Fläche des Vorsatzlinsensystems einen nennenswerten Astigmatismus einführt. Dieser Fehler wird durch die besondere Ausgestaltung der achten (letzten) Fläche kompensiert. Unter Einhaltung dieses Konstruktionsprinzips können die -wei Kittflächen der Positivkomponente durch Luftlinsen ersetzt werden. Es können auch die drei Einzellinsen der Positivkomponente aufgespalten werden, sofern die für diese Linsen geltenden Brechkraftbedingungen für die Summe der Brechkräfte erhalten bleiben.
Die in den F i g. 1 und 2 dargestelten Ausführungsbeispiele weisen die in der unten angegebenen Tabelle zusammengestellten Kennzeichen auf.
Die F i g. 3 bis 7 erläutern den am System nach F i g. 1 erzielten Korrektionszustand, wobei sämtliche Aberrationen auf den Objektraum bezogen sind. Der Abstand der Austrittspupille des Systems von seinem letzten Linsenscheitel beträgt für dieses Ausführungsbeispiel 16,9 mm, und es sind in den Darstellungen die Vignettierungseinflüsse handelsüblicher Objektive bereits berücksichtigt.

Die in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele weisen die folgenden Kennzeichen auf:

Zu F i g. 1

R1 = +45,81

d1 = 4,0 n1 = 1,5201 v1 = 65,0

R2 = +32,57

1i = 1 0,5

R3 = +149,88

d2 = 4,0 n2 = 1,5421 v2 = 59,4

R4 = +25,20

12 = 8,6

R5 _ +26,0

da = 11,8 na = 1,5919 v3 = 48,4

R6 = -94,42

d4 = 2,8 n4 = 1,7922 v4 = 50,2

R7 _ +23,16

d5 = 19,3 n5 = 1,5021 v 5 = 61,3

RA = -56,03

Zu F i g. 2

R1 = +54,85

di = 4,0 n1 = 1,5187 v1 = 64,0

R2 = -f-35,37

1i=10,5

R3 = -1-121,49

d2 = 4,5 n$ = 1,5590 v2 = 58,3

R4 = +30,31

12 = 11,1

R5 = +28,31

da= 8,0 n3 = 1,5926 v3 = 40,7

Re = 00

d4 = 2,5 n4 = 1,7922 v4 = 50,2

R7 = +23,79

d 5 = 30,1 n. = 1,4892 v5 = 69,9

Re = -80,15

Der Brechungsindex und die Abbesche Zahl sind in diesen Tabellen auf die grüne (e)-Linie des Quecksilbers bezogen.

Claims

Patentansprüche: 1. Astigmatisches afokales Vorsatzsystem zur Verkürzung der Brennweiten von Objektiven, bestehend aus einer Komponente negativer und einer im Abstand davon angeordneten Komponente positiver Brechkraft, bei dem das dem Positivsystem vorangeschaltete Negativsystem vorzugsweise zwei meniskenförmige zur Positivkomponente hin durchgebogene Einzellinsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Positivsystem aus drei Linsen besteht, die keinen wesentlichen Luftabstand aufweisen und vorzugsweise miteinander verkittet sind und von denen die Vorder- und die Hinterlinse positive Brechkräfte und die von beiden Linsen eingeschlossene zweite Linse eine negative Brechkraft aufweisen und dadurch, daß der Brechungsindex des Glases dieser zweiten Linse größer als 1,68 und seine reziproke relative Dispersion größer als 40 ist, wobei Brechungsindex und Abbesche Zahl auf die grüne (e)-Linie des Quecksilbers bezogen sind.
2. Afokales Vorsatzsystem nach Anspruch 1, bei dem das zerstreuende Systemteil aus meniskenförmigen Einzellinsen besteht, die zum Positiv hin durchgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkraft der ersten Linse größer als das 0,4fache und kleiner als das O,lfache und die Brechkraft der zweiten Linse größer als das 0,9fache und kleiner als das 0,6fache der Brechkraft der Negativkomponente ist, und dadurch, daß die Brechkraft der ersten Linse der Positivkomponente dieses Systems in Lichtrichtung betrachtet größer als das 1,2fache und kleiner als das 2,Ofache und die negative Brechkraft der zweiten Linse größer-als das 1,8fache und kleiner als das 3,1fache und die Brechkraft der letzten Linse größer als das 1,2fache und kleiner als das 2,Ofache der Brechkraft der Positivkomponente ist.
3. Afokales Vorsatzlinsensystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Krümmungsradien der letzten Fläche der Negativkomponente und der ersten Fläche der Positivkomponente kleiner als das 0,lfache der Brennweite der Positivkomponente ist.
4. Afokales Vorsatzlinsensystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des Glases der letzten Linse der Positivkomponente kleiner als 1,54 ist.
5. Afokales Vorsatzlinsensystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Kittfläche zwischen der zweiten und der dritten Linse der Positivkomponente größer als das 0,2fache und kleiner als das 0,6fache der Brennweite dieser Komponente ist und dadurch, daß die Dicke der letzten Linse größer als das 0,25fache dieser Brennweite ist.
6. Afokales Vorsatzlinsensystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellinsen wie folgt bemessen sind: Ri = -E-45,81 dl = 4,0 n1 = 1,5201 v1 = 65,0 R2 = +32,57 11 = 10,5 R3 = -I-149,88 d2 = 4,0 n2 = 1,5421 v2 = 59,4 R4 = -I-25,20 12 = 8,6 R5 = -f-26,0 d3 = 11,8 n3 = 1,5919 v3 = 48,4 Re = -94,42 d4 = 2,8 n4 = 1,7922 v4 = 50,2 R7 _ -f-23,16 d5 = 19,3 n5 = 1,5021 v5 = 61,3 Re = -56,03
7. Afokales VorsatAinsensystem nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellinsen wie folgt dimensioniert sind: Ri = -I-54,85 d1 = 4,0 n1 = 1,5187 v1 = 64,0 R2 = -f-35,37 11 = 10,5 R3 = -f-121,49 d2 = 4,5 n2 = 1,5590 v2 = 58,3 R4 = -I-30,31 12 = 11,1 R5 = -f-28,31 d3 = 8,0 n3 = 1,5926 v3 = 40,7 R6 = 00 d4 = 2,5 n4 = 1,7922 v4 = 50,2 R7 _ -23,79 d5 = 30,1 n5 = 1,4892 v5 = 69,9 R8 = -80,15

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 831156, 974 581; deutsche Auslegeschriften Nr. 1026 987, Z 4461 IXa/42h (bekanntgemacht am 17.5.1956); deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1737181.