DE1447276A1

DE1447276A1 - Optisches System fuer photographische oder kinematographische Geraete

Info

Publication number: DE1447276A1
Application number: DE19641447276
Authority: DE
Inventors: Bystricky Dipl-Ing Karl; Vockenhuber Ing Karl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-03-01
Filing date: 1964-02-26
Publication date: 1969-03-20
Also published as: ES297039A1; BE644409A; CH437847A; AT248140B; DK117665B; US3433559A; SE320817B; NL6401730A; GB1061741A; FR1387564A

Description

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Ing. Karl Yockenhuber A 27 543 - sz

"Optisches System für photographische oder kinematographische Geräte"

Die Erfindung betrifft ein optisches System für photographische oder kinematographische Geräte mit einem Objektiv, dessen Bildebene durch ein '.Umkehrsystem in die Pilmebeneabgebildet wird.

Beim Entwurf von photographischen oder kinematsographischen Objektiven ergeben sich vielfach dadurch Schwierigkeiten, daß die Aperturblende aus konstruktiven Gründen nicht an den für die Aus le guides Objektives zweckmässigsten Ort gelegt werden kann. Dieses Problem tritt vor allem bei pankratischen Objektiven auf. Diese Objektive bestehen aus einem Vorsatz veränderbarer Vergrößerung, der mehrere, längs der optischen Achse verschiebbare Glieder aufweist, sowie aus einem Grundobjektiv fester Brennweite, das ein durch den Vorsatz entworfenes virtuelles Bild am Film abbildet. Um die Abmessungen des Objektivs klein zu halten und die einzelnen Glieder korrektiv günstig zu beanspruchen, wäre es nun vorteilhaft, die Aperturblende in dem Bereich der verschiebbaren Objektivglieder anzuordnen. Dies stößt jedoch insofern auf Schwierigkeiten, als sich bei einem gegebenen Blendendurchmesser bei Variation der Brennweiteneinsteilung

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des Objektivs das relative öffnungsverhäTtnis ändert. Es ist daher bei solchen Objektiven notwendig, die Blende in Abhängigkeit von der Brenn^eiteneins teilung zu verstellen. Es ist somit auch nicht möglich, die Blende mit einem Belichtungsmesser zu koppeln oder selbsttätig in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen des Aufnahmeobjektes zu verstellen.

Um diesen Schwierigkeiten aus dem Weg zu gehen, wurden daher bei praktisch allen bisher bekannt gewordenen pankratischen Objektiven die Aperturblenden im Grundobjektiv, d.h. nach den verschiebbaren Objektivgliedern angeordnet. Dies hat jedoch zur Folge, daß die Durchmesser der Vorderglieder bei pankratischen Objektiven nicht durch die achsparallelen, sondern durch die schiefen Bündel bestimmt werden und einen außerordentlich grossen Wert annehmen. Neben diesen grossen Abmessungen ist hierbei noch störend, daß die einzelnen Glieder bei Änderung der Brennweiteneinstellung in verschiedenen Zonen beansprucht werden, so daß auch der Aufwand zur Korrektur derartiger Systeme sehr hoch ist.

Bei Kameras mit Objektiven fester Brennweite, die lösbar am Kameragehäuse angeordnet sind, ergaben sich ebenfalls Schiwierigkeiten, wenn die Aperturblende des Objektivs mit einem in der Kamera eingebauten Belichtungsmesser gekuppelt oder automatisch von diesem verstellt werden sollte . In dem ersten Fall waren_x lösbare Kupplungen mit dem Blendeneinstellorgan erforderlich, im zweiten Fall war bisher eine zufriedenstellende Lösung nicht möglich.

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Bei Spiegelreflexkameras mit Wechselobjektiven musste der Teilungsspiegel für den Sucher hinter dem Objektiv angeordnet werden, so daß bei einer Verkleinerung der Blendenöffnung das Sucherbild abgedunkelt wurde.

Störend bei den bisher üblichen Geräten war auch, von Sonderkonstrulcüonen abgesehen, wie sie z.B. in der franz. Patentschrift 1 268 507 beschrieben sind, dass bei einem Satz von z.B. in einem Objektivrevolver angeordneten Wechselobjektiven jedes dieser Objektive mit einer eigenen Blende und einer eigenen Entfernungseinstelleinrichtung versehen werden musste, wodurch die Kosten für derartige Objektive naturgemäss relativ sehr hoch waren. Die in der genannten Patentschrift beschrietmen Wechselobjektive weisen eine fest mit der Kamera verbundene Aperturblende auf. Die hierfür erforderlichen Spezialobjektive sind jedoch relativ gross und damit auch teuer.

Auch die Verwendung von Umkehrsystemen in optischen Systemen für Kinogeräte.ist nicht neu. So wurde für eine Zeitlupenkamera mit optischem Ausgleich ein optisches System mit Bildumkehrung angegeben.

Oemäss einem anderen Vorschlag soll das durch das Kameraobjektiv entiiorfene Bild ebenfalls durch ein Umkehrsystem am Film abgebildet werden. Bei dieser Konstruktion weist die Blende zwei axial versetzte Lamellen auf, die an einer gemeinsamen Welle befestigt sind. Die erste Lamelle ist in der Ebene der Aperturblende des Objektivs, die zweite im Umkehrsystem angeordnet und wird durch eine in der ersten Bildebene vorgesehene Feldlinse in der Aperturblendenebene des Objektivs abgebildet.

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Bei der an erster Stelle genannten Konstruktion ist die Blende in der herkömmlichen Art im Objektiv angeordnet. Jedoch auch der ν zweite Vorschlag konnte keinerlei Anregung zu einer dem Erfindungsgegenstand entsprechenden Lösung geben, da er Objektive mit gut zugänglicher Aperturblendenebene voraussetzt. Diese Konstruktion hat lediglich eine Vereinfachung im mechanischen Aufbau der Blende zur Folge, kann jedoch die eingangs beschriebenen Probleme nicht lösen.

Dieäse Nachteil werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, daß das Objektiv als pankratisches Objektiv ausgebildet ist, dessen Aperturblendenebene im Bereich des letzten verschiebbaren Gliedes oder vor diesem Glied liegt, wobei das Umkehrsystem die Aperturblende des Gesamtsystems enthält und diese Blende, insbesondere durch eine im Bereich der Zvrischenbildebene angeordnete Feldlinse₃ in die Aperturblendenebene des Objektivs abgewbildet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele und untH* Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch ein pankratisches Abbildungssystem einer Kamera in drei verschiedenen Brennweiteneinstellungen dargestellt, dessen einzelne Glieder durch dünne Linsen angedeutet sind. Die Fig. 4 bis β zeigen ebenfalls sehemalsch optische Systeme von Kameras mit drei verschiedenen, auswechselbaren Objektiven fester Brennweite. Die Fig. 7 und 8 stellen schliesslich das Abbildungssystem einer Kamera mit einem Objektiv fester Brennweite und einem Umkehrsystem mit zwei verschiedenen Vergrös%rungseinstellungen dar.

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Die Pig. 9 bis 11 veranschaulichen ein optisches System für 8 mm Filmkameras mit einem Brennweitenbereich von *J - ²IO mm in drei verschiedenen Einstellungen,wobei die einzelnen Glieder durch dünne Linsen dargestellt sind.

In den Pig. 12 bis Ik ist ebenfalls in drei verschiedenen Positionen ein pankratisches System gezeigt, dessen Umkehroptik in Übereinstimmung mit dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten Beispiel in zwei verschiedenen Vergrösserungseinstellungen verwendet ist. Die Fig. 15 bis 26 zeigen vier verschiedene pankratische Systeme in Je drei verschiedenen Brennweiteneinstellungen.

Um einen Vergleich des Erfindungsgegenstandes mit den bisher üblichen Objektivkonstruktionen zu ermöglichen, wird von einem ausgeführten, pankratischen Objektiv ausgegangen. Es handelt sich hier um ein Objektiv vom Typ des Vario-Glaukars, bei welchem zwischen einem positiven Frontglied 1 und einem positiven Grundobjektiv 2 ein negatives Glied 3 verschiebbar angeordnet ist und das positive Fimtglied 1 zur Konstanhaltung des Bildortes eine Ausgleichsbewqgung ausführt. In der Zeichnung sind die einzelnen Objektivglieder durch dünne Linsen symbolisiert. Fig. 1 zeigt die Weitwinkel-, Fig. 3 die Telestellung des Objektivs, während in Pig. 2 eine mittlere Einstellung angegeben ist. Für die drei Einstellungen sind sowohl die durch die Bildfeldecke zielenden Hauptstrahlen 4, als auch die achsparallelen Öffnungsstrahlen 5 unter der Annahme des Ortes der Aperturblende Blj des ausgeführten Objektives eingezeichnet. Die zugehörige Bildebene ist mit B₁ bezeichnet, in welcheer das Bild am Film aufgefafen wird. Die Elntritt3pupille EP₃. wird bei

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Verlängerung der Brennweite nach hinten verschoben.» in der Telestellung entspricht der Abstand der Eintrittspupille vom Prontglied etwa der doppelten Baulänge des Objektivs_e Man erkennt aus der Zeichnung, daß das Prontglied einen auaserordentlich grossen Durchmesser aufeweisen muss und dass seine Grosse durch das den dargestellten Hauptstrahl begleitende Büschel und nicht durch den ßffnungsstrahl bestimmt ist.

Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen_s das vom Objektiv in der ersten Bildebene B. entworfene Bild durch ein Umkehrsystem 7 in eine gw@ite Bildebene B« abzubilden und in dem Umkehrsystem eine Aperturblende BIj₁ anzuordnen, die in das parirat is ehe Objektiv abgebildet wird. Der Ord der Blende Bl _j bzwe ihres reelfen Bildes Bl₁₁ kann durch entsprechende Festlegung der Brechkraft einer in der ersten Bildebene vorgesehenen negativen FeldlinSe in relativ weiten Grenzen variiert werden»

Das Blendenbild Bljj liegt im Bereich des verschiebbaren negativen Gliedes 3 und ist,so lang es sich hinter dem verschiebbaren negativen Glied befindet_t was seinen Ort und seine Grosse anlangt, bei einer Brennweitenänderung ungsändert. Nach Durchgang des negativen Gliedes 3 durch den Ort des Blendenbildes bewegt sich das reelle Blendenbild bei einer Verlängerung der Brennweite gegen das Frontglied I₈ wobei sich gleichseitig sein Durchmesser vergr-össert_e Wie beiäts erläuter-t worden ist_s wäre as mit einem vernünftige« Aufwand nicht möglich» im Ort des Blendenbildes Bl₁₁ sine kör-oerliehe Blende vorzusehssu

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Das reue optische System weist das gleiche relative Öffnungsverhältnis wie das oben beschriebene pankratische Objektiv auf, so daß der öffnungsstrahl 5 in beiden Fällen übereinstimmt. Der in die Bildfeldecke eielende Hauptstrahl 8 tritt jedoch in einem wesentlich geringeren Abstand von der optischen Achse in die Ob-Jektivgliedr 1 und 3 ein, so daß die beiden Glieder gegenüber der Größe der ursprünglichen Ausführung auf weniger als die Hälfte linear verkleinert werden können und ehlnsichtlich des Volumens bzw, Gewichts eine Einsparung von mehr als 7/8 des Wertes des ursprünglichen Entwurfes möglich ist.

Die Eintrittspupille liegt relativ knapp hinter dem Prontglied 1 und beschreibt bei der Brennweitenänderung eine Umkehrbewegung. Der grösste Abstand der Eintrittspupille von der Frontlinfe wird ungefähr^ in der in Fig. 2 gezeigten Einstellung erreicht.

Im Falle der zweimaligen Abbildung des Objektes kann das in der Bildebene B^ entworfene Zwischenbild Abbildungsfehler aufweisen, die durch das Umkehrsystem 7 kompensiert werden. Das Grundobjektiv 2 kann demzufolge gegenüber der ursprünglichen Ausführung wesentlich vereinfacht werden und beispielsweise aus einem Achromaten bestehen. Es ist Jedoch selbstverständlich, dass durch das Umkehrsystem nur Fehlte* kompensiert werden können, die von der Brennweiteneinstellung unabhängig sind. Da bei dem erfindungsgemäBsen Abbildungssystem die Objektivglieder 1 und 3 korrektiv wesentlich günstiger beanspneht werden, können sie höhere Brechkräfte aufweisen und auch einfacher aufgebaut werden, so daß es als weitere Folge möglich ist, die Baulänge des Objektivs zu reduzieren (wodurch sich eine weitere

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Verringerung der Linsendurchmesser ergibt) und bzw. oder den Brannweitenbereich des pankrätIschen Systems zu vergrössern. In dem vorliegenden Beispiel wurde bewusst davon abgesehen, das Objektiv in der oben skizzierten Weise optimal auszunützen, um den unmittelbaren Einfluss der Abbildung der Aperturblende in das Objektiv af die Beanspruchung desselben nicht zu verwischen.

Zwischen dem Umkehrsystem 7 und der Blende Bljy ist ein teildurchlässiger Spiegel angeordnet, der einen Teil des Lichtes in ein Suchersystem ablenkt. Diese Suchereinrichtung ist im Interesse einer übersichtlichen Darstellung nur in Fig. 1 eingezeichnet. In der Bildebene B_ wird ohne weitere Zwischenoptik ein reelles seitenrichtiges Bild des Aufnahmeobjektivs entworfen, das durch das Okular 10 betrachtet werden kann. Es ist selbstverständlich, dass der Sucherstrahlengang durch Einschalten eines zweiten Spiegels parallel zur optischen Achse ausgerichtet werden kann, wobei ein seitenrichtiges und aufrechtes Bild entsteht.

In den Fig. k bis 8 ist die Erfindung in Verbindung mit Objektiven fester Brennweite dargestellt. Die Fig. ¹J bis β zeigen ein optisches Abbildungssystem mit einer in der Karara fest eingebauten Umkehroptik und auswechselbaren Objektiven 13 bis 15 fester Brennweite. Die verstellbare Aperturblende BIy₁ ist »im Umkehrsystem angeordnet und wird durch die in der ersten Bildebene vorgesehene Feldlinse in das Kameraobjektiv abgebildet. Bi dem Objektiv 13 handelt es sich um ein Weitwinkel-, beim Objektiv 14 um ein Normal- und beim Objektiv 15 um eti Teleobjektiv. Um eine Austauschbarkeit der einzelnen Objektive zu gewährleisten, ist neben

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der Übereinstimmung bezüglich des Auflagemaßes (gleicher Bildort) auch eine zumindest näherungsweise Übereinstimmung hinsichtlich der Lage der Austrittspupille AP erforderlich. Die Objektive 13 und 15 können ohne verstellbare Aperturblende aufgebaut sein, wodurch sich erhebliche Einsparungen ergeben. Da die Blende Bl₁₁ in dem in der Kamera fest angeordneten Umkehrsystem vorgesehen ist, kann sie in bekannter Weise mit einem Belichtungsmesser gekuppelt oder durch ein Galvanometer angetrieben werden, das im Stromkreis eines Photowiderstandes oder einer Photozelle liegt. In Übereinstimmung mit dem in Pig. I bis 3 gezeigten Beispiel kann auch hier im Bereich des Umkehrsystems ein Teilungsspiegel für einen Spiegelreflexsucher vorgesehen sein.

Das Umkehrsystem kann aus zwei Gliedern aufgebaut sein, zwischen welchen ein telezentrischer Strahlengang besteht. Es ist somit möglich, in bestimmten Grenzen jeden beliebigen Durchmesser der Aperturblende zu erzielen. Dies erscheint vor allem für kleine Bildformate wie feür das 8 mm Format im Hinblick auf die Beugungserscheinungen bei Einstellung kleiner Blendendurchmesser (z.B. k = 22) wesentlich. Ein weiterer Vorteil eines solchen telezentrischen Strahlenganges im Umkehrsystem besteht in der Möglichkeit, durch Anordnung eines Spiegels oder mehrerer Spiegel, die optische Achse des Systems ein- oder mehrmals zu knikken, ohne daß an die gegenseitige Zentrierung der Systemteile übermässige Genauigkeitsanforderungen gestellt werden müssten.

Das .Umkehrsystem 12 kann in axialer Richtung verschiebbar sein, so daß eine Naheinstellung des

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geäsamten Abbildungssystems möglich ist. In diesem Fall müssen die WechselobjeMve weder eine verstellbare Blende noch eine Eintfernungseinsteileinrichtung aufweisen und können dementsprechend preisgünstig hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist., dass sämtliche Bedienungsorgane am Kamerakörper vereinigt werden können. Die Objektive 13 bis 15 können z.B. in einem Objektivrevolver angeordnet werden.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Variante zu den oben beschriebenen Beispielen, gemäss welchen das Umkehrsystem 17 im Gegensatz zu den Systemen 7 bis 12 eine von 1 verschiedene Vergrösserung aufweist. Das Umkehrsystem bildet das Zwischenbild B. sowohl in der in Fig. 7 als auch in der in Fig. 8 gezeigten Einstellung scharf in der zweiten Bildebene ab, im ersten Fall mit der Vergrösserung 1/ß, im zweiten Fall mit der Vergrösserung ß, wodurch bei konstanter Grosse des Bildes B„ eine entsprechende Änderung des Objektivwinkels erzielt wird.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Umkehrsystem als pankratisches System auszubilden, so daß eine stetige Variation der Vergrösserung m-öglich ist. Ein solches Umkehrsystem kann auch in Kombination mit einem pankratischen Objektiv verwendet werden, wobei die Brennweiteneinstellorgane beider pä?ankratischer Systeme gekuppelt sein können, so daß der resultierende Verstellbereich des Gesamtsystems multiplikativ aus den beiden Teilbereichen gebildet wird.

Während die oben beschriebenen optischen Systeme, was ihre optischen Daten, wie Brennweitenbereich bzw.

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Brennweite und relatives offnungsverhältnis anbelangt, auch in der bisherigen Form ausführbar sind, trifft dies für die im folgenden angeführten Systeme nicht oder nur mit Einschränkungen zu.

Es hat sich nämlih gezeigt, daß bei pankratischen Objektiven mit einem Brennweitenbereich von 10 : 1 und darüber bei einer Minimalbrennweiter kleiner als β mm (bezogen auf das 8 mm Schmalfilmformat) vor allem die Prontglieder untragbare Abmessungen erreichen. Durch die Erfindung wird ein Weg angegeben, um auch bei optischen Systemen mit diesen extremen Leistungen die Grosse und den korrektiven Aufwand in vernünftigen Grenzen zu halten. Dies wird in erster Linie dadurch erreicht, daß die Aperturblende bzw. das reelle Bild derselben unabhängig von den mechanischen Gegebenheiten ihre optimale Lage einnehmen kann. Wesentlich ist ferner, daß das Prontglied bei der Brennweitenänderung ortsfest bleibt, so daß eine Abschlußplatte für das Objektiv entfallen kann.

Nachfolgend wird ein optisches System für 8 mm Keinokameras mit einem Brennweitenbereich von ^l\ - ^O mm bei einem öffnungsveittiltnis von 1 : 1.8 beschrieben (Fig. 9 bis 11).

Die einzelnen Glieder des optischen Systems sind als dünne Linsen dargestellt, die achsparallealen Öffnungsstrahlen 20 sind in vollen Linien, die durch die Bildfeldecke zielenfen Hauptstrahlen 21 strichliert. (Um eine entsprechende Sicherheit gegen Vignettierung zu erlangen, ist die Bilddianonale gegenüber dem tatsächlichen Aufnahmeformat um 10 % vergrössert angenommen) .

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Das neue optische System weist ein positives, ortsfestes Frontglied 22 auf, das von einem axial verschiebbaren negativen Glied 23 gefolgt ist. Die Verschiebung des negativen Gliedes 23 ist in erster Linie für die Brennweitenänderung des Gesamtsystems maßgebend, während die Verstellung des an dritter Stelle angeordneten positiven Gliedes 24 voreawiegend einer Konstanthaltung des Bildortes dient. Das von dem positiven Glied 24 entworfene Zwischenbild wird durch das Umkehrsystem 25 in der Bildebene B„ neuerlich reell und zwar seitenrichtig und aufrecht abgebildet. Die Aperturblende 26 ist zwischen dem Glied 24 und dem Umkehrsystem 25 vorgesehen. Auf eine Feldlinse konnte in diesem Fall verzichtet werden.

Das neue System kennzeichnet sich durch folgende Einzelbrennweiten und Abstände.

Glied des opt.Systems	^LI ^LII ^LIII ^LR	22 23 24 25	Brenn weite	Fig. 9	16.94 48.57 58.52	Abstände	( mm )	Fig. 11
Bezugsz.	in mm	7.50 58.68 57.85	40.00	Fig. 10		45.25 10.00 68.78
+87.5 -13.0 +14.4 +20.0	40.00	5.67	26.38 38.11 59.53	35.82 26.89 61.32	40.00
Austrittsschnittw.	4.08	40.00	40.00	38.89
Gesamtb rennwite		8.45	14.16

Abstand der Blende vom umkehrsystem: 28.52 mm

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Trotz des extrem grossen Brennweitenbereiches und des grossen Objektivwinkels bleibt der Durchmesser der Frontlinse mit ca. 40 mm in durchaus tragbaren Grenzen.

Das neue optische System weist auch bezüglich der Steuerung der einzelnen Objektivglieder Vorteile auf. Im Gegensatz zu den meisten bekannten pankratischen Systemen mit mechanischer Kompensation wird das für die Konstanthaltung des Bildortes verantwortliche Glied 24 in gleichbleibender Richtung verschoben und führt keine Umkehrbevqgung aus.

In den Fig. 12 bis 14 ist ein pankratisches System für 8 mm Filkmkameras mit einem max. öffnungsverhältnis von 1 : 1.8 gezeigt, dessen Objektiv analog zu dem in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Beispiel aufgebaut ist. Es weist ein ortsfestes positives Frontglied 27 auf, ein verschiebbares negatives Glied 28 und ein zur Konstanthaltung des Bildortes verschiebbares positives Glied 29. Das Umkehrsystem 30 weisjt eine von 1 verschiedene Vergrösserung auf und ist in zwei verschiedenen Einstellungen verwendbar. In einer ersten Einstellung des Umkehrsystems 30 (in vollen Linien dargestellt) beträgt die Vergrösserung derselben ß = O.8l6. In dieser Position des Umkehrsystems weist das Gesamtsystem einen Brennweitenbereich von 4 - 40 mm auf, in der zweiten Einstellung (ß = 1,224 in der Zeichnung strichliert dargestellt) ist eine Brennweitenvaration im Bereich 6 - 60 mm möglich. Um die Grosse des Blendenbildes unabhängig von der Stellung des Umkehrsystems zu halten und damit die Lichtstsärke deHS Obkjektivs bei einer Verstellung des Umkehrsystems konstant zu halten, ist die Aperturblende 31 zwischen Umkehrsystem

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und Bildebene angeordnet. In der Ebene des Zwischenbildes ist eine negative Feldlinse 32 vorgesehen. Die Brechkraft dieser Feldlinse ist so festgelegt, daß sich die Abbildung der Aperturblende 31 im Objektiv in einer optimalen Position ergibt.

Das obengenannte pankratische System kennzeichnet sich durch folgende Einzelbrennweiten und Abstände.

A. Vergrösserung des Umkehrsystems (30) ß = o.8l6

Glied des opt.Systems	Brenn weite	Abstände	Fig. 12	18.94	Fig.13	36.81	Fig.14
Bezugsζ,	in mm	10.00	47.33	27.87	26.26	45.74
L₁ 27	+80.00	57.06	20.43	37.22	23.63	10.00
L₁₁ 28	-13.00	19.64	44.49	21.61	44.49	30.95
L₁₁₁ 29	+15.48	44.49		44.49		44.49
L_p 32	-16.10		36.33		36.33
L_R 30	+20.00	36.33	5.65	36.33	14.81	36.33
Austrittsschnittw.	4.00	8.60	39,94
Gesamtbrennweite

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B. Vergrösserung des Umkehrsysterns (*$ob ß = 1.224

blied des Brenn- opt.Systems weite Bezugsζ. in mm	27 28 29 32 30«	+80.00 -13.00 +15.48 -16.10 +20.00	J	PiK. 12	18.94 47.33 20.43 36.33	Abstände	36.81 26.26 23.63 36.33	FiK.14
^LI Fin Fp ^LR	kustrlttsschnlttw.	10.00 57.06 19.64 36.33	44.49	PiK.13	44.49	45.74 10.00 30.95 36.33
3esamtbrennweite	44.49	8.48	27.87 37.22 21.61 36.33	22.20	44.49
6.01	44.49	59.92
	12.90

Der freie Durchmesser des Frontgliedes beträgt 47 mm

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den oben beschriebenen vor allem dadurch, daß das Umkehrsystem bei der BrennweitenvariationAesGesamtsystems in axialer Richtung verschoben wird und damit auch seine Eigenvergrösserung ß kontinuierlich ändert. Das Objektiv weist ebenfalls nur ein einziges verschiebbares Glied auf, so daß das Zwischenbild im Gegensatz zu den bisher erörterten Ausführungen bei einer Verstellung der Gesamtbrennweite seine Lage ändert. Die Bewegungsgesetze des verschiebbaren Gliedes des Objektivs und des Umkehrsystems sind so aufeinander abgestimmt, daß der Bildort bei der Brennweiten-

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änderung konstant bleibt. Während bei den oben beschriebenen Beispielen mit festem Ukmkehrsystem durch dasselbe nur brennweitenunabhängige Restabbildungsfehler kompensiert werden können, 1st es bei den im folgenden angegebenen Systemen auch möglich, durch das Umkehrsystem brennweitenabhängige , ■ Abbildungsfehler zu beheben.

Das in den Fig. 15 bis 17 gezeigte optische System für 8 mm Filmkameras weist ein ortsfestes positives Frontglied 33 auf, das von einem verschiebbaren negativen Glied 34 gefolgt ist. Das an dritter Stelle stehende positive Glied ist ebenso wie die negative Feldlinse 36 ortsfest. Das positive Umkehrsystem 37 führt bei der Brennweitenänderung eine axiale Bewegung aus, die der Bewegung des negativen Gliedes 34 entgegengerichtet ist. Um die öffnung des Objektivs unabhängig von der Brennweitenänderung zu halten, ist die Aperturblende 38 zwischen der Bildebene Bp und dem Umkehrsystem 37 angeordnet.

Das pankratlsche System weist folgende Einzelbrennwelten und Abstände auf:

Glied des opt.Systems Bezugsz.	33	Brenn weite in mm	Fig. 15	Abstände	Fig. 16	30.50	Fig. 17
^LI	34	+58.50	6.67		22.00	13.63	34.13
^LII	35	-14.00	37.47	15.00	22.13	20.90	10.00
^LIII	36	+13.91	20.90	39.13	2O.9O	20.00	20. 90
^LP	37	-33.33	23.77	20.90	22.33		18.10
^LR	-10.00		23.21		20.00
Austrittsschnittw.	16.23		17.67	29.37	2I.9O
Gfesamtbrennwelte	+4,09	16.79	12.29	44.70
	+6.98

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Der Gesamtbrennweitenbereich beträgt somit ungefähr 4 - 1|5 mm» Dae max. offnungsverhältnis ist 1 : 1.8; der freie Durchmesser der Frontlinse 30 mm.

Das oben angeführte optische System 1st so ausgelegt, daß die Eigenvergrösserung ß des negativen Gliedes von eirSb Wert kleiner 1 auf einen Wert größer 1 verstellt wird und somit in einer Zwischenstellung den Wert ß = 1 annimmt. Dies hat zur Folge, daß die Bewegung des von diesem Glied entworfenen virtuellen Bildes längs der optischen Achse ihre Richtung ändert. Bisher haut man der hin- und rückläufigen Verschiebung des virtuellen Bildes in der Weise Rechnung getragen, daß das die Ausgleichsbewegung ausführende Glied eine Umkehrbewegung ausführt. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist, abgesehen von der relativ schwierigen Steuerung des Objektivgliedes, daß die Änderung der Eigenvergrösserung ß desselben in einem Teilbereich der durch das andere Glied bewirkten Vergrößerungsänderung entgegenwirkt.

Gemäss der Erfindung nimmt die Eigenvergrößerung ß des Umkehrsystems gleichzeitig mit der Eigenvergrösserung des negativen Gliedes den Wert ß = 1 an, die Bewegung des Umkehrsystems ändert jedoch nicht die Richtung. Die Änderung des Wertes ß des Umkehrsystems unterstützt daher während des Gesant-verstellbereiehes die Vergrösserungsänderung. Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung ist, daß die Vergrösserunggs· änderung auf die drei Glieder 34, 35 und 37 aufgeteilt werden kann, so daß trotz des grossen Geaamtbereiches die Vergrösserungsänderung der einzelnen Glieder relativ klein bleibt, was vor allem für die Korrektur dieser Glieder entscheidend ist.

In den Fig. 18 bis 20 ist ein weiteres optisches System für 8 mm Filmkameras mit variabler Brennweite dargestellt.

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Das System weist einen Brennweitenbereich von 4 bis 40 mm, bei einem max. Öffnungsverhältnis von 1 :1.8 auf.

Das Objektiv dieses Systems weist in Übereinstimmung mit dem zuletzt angeführten Beispiel ein ortsfestes positives Frontglied 39» ein t verschiebbares negatives Glied 40 und ein festes positives Glied 41 auf. Auf eine Feldlinse kann bei diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden. Das Umkehrsystem 42 ist axial verschiebbar. Die Aperturblende ist zwischen Umkehrsystem und Bildebene Bp vorgesehen. Das negative Glied 40 und das Umkehrsystem bewegen sich nach solchen Gesetzen, daß der Bildort bei einer Brennweitenveränderung unverändert bleibt.

Glied des opt.Systems	^LI ^LII ^LIII ^LR	39 $0 41 42	Brenn weite	Abstände	Pig. 18	15.85 27.55 5O₉ 97	Fig. 19	27.55 15.85 49.39	Fig. 20
Bezugs.	in mm	10.00 33.40 51.31	15.22	21.70 21.70 50.42	16.80	33.40 10.00 46.19
+62.00 -13.00 +14.76 +10.00	14.88	+6.07	15.77	+17.17	20.00
Austrittsghnittw.	+4.14	+9.64	40.00
Gesamtbrennweite

Die Frontlinse des Systems weist einen freien Durchmesser von 3$ mm auf.

Um einen einfachen mechanischen Aufbau der Fassung des Systems zu ermöglichen und kleine Durchmesser der

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Frontlinie zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, zur Entfemungseinetellung nicht die Front linse zu verstellen, sondern ein innen liegendes Glied des Systems vorzugsweise ein solches, das zur Brennweitenänderung verschiebbar ist. Es ist hierbei allerdings erforderlich, daß die Eigenvergrösserung ß des betreffenden Gliedes von 1 verschieden ist. Die notwendige Verschiebung des betrdffinden Gliedes zur Einstellung einer bestimmten Entfernung ist wohl brennweitenabhängig, was jedoch durch Einschalten eines entsprechenden Getriebes ohne Schwierigkelten zu erreichen ist.

In den^ig. 21 bis 23 ist ein optisches System für das 8 mm Filmformat gezeigt, das sich für eine Entferniungseinstellung durch Verschieben des Umkehrsystems eignet. Die Ei gen vergrößerung ß des Umkehrsystems bleibt in sämtlichen Brennweltenelnstellungen kleiner 1 und erreicht in der Telestellung des Systems den grössten Wert von ß = 0.8, so daß für eine Entfernungseinstellung noch eine ausreichende Verschiebung möglich ist. An Stelle einer manuellen Entfernungseinstellung 1st es auch möglich, eine brennweitenabhängige Fixfokuseinstellung vorzusehen. Zu diesem Zweck wird das Umkehrsystem und das verschiebbare negative Glied oder das darauffolgende positive Glied aus der in der nachfolgenden Tafel gekennzeichneten Position um feste Beträge im Sinne einer Naheinstellung verschoben. Durch die Verstellung zweier Glieder kann die Abhängigkeit der Einssl lent fernung von der Brennweite in relativ weiten Grenzen geändert werden.

. 20 -

909812/0638 _ΛΒΙΛ

ORIGINAL INSPECTED

piled des opt.Systerns	4 ¹R	43 44 45 46	Brenn weite"	Abstände	Pig. 21	17.50 32.50 69.96	Fig.22	32.50 17.50 68.16	Fig. 23
Bezugsζ	' in mm	10.00 40.00 70.34	22.00	σ\ to to VO VJl Ul	23.80	40.ΘΘ 10.00 65.41
+75.00 -15.00 +17.06 +14.75	21.62	6.21	22.	18.13	26.55
Austrittsschnittw.	4.21	9.	40.00
Sesamtbrennweite		.00 .00 .33
63
97

Das maximale offnungsverhältnis beb%t 1 : 1.8, der freie Durchmesser der Frontlinse 39 mm.

In den Fig. 24 bis 26 ist ein pankratisches System für 8 mm Kameras mit einem extrem großen Brennweitenbereich von 4 - 60 mm dargestellt.

Das maximale öf fnungs verhältnis beträgt. 1 : 1.8, der Durchmesser der Frontlinse 39 mm.

Das neue System kennzeichnet sich durch folgende Daten:

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blied des
opt.Systems
Bezugsζ

Brenn weite in mm

Abstände

Pig.24

Pig. 25

Pig. 26

47
48

49
50

+64.16 -12.50 +17.20 +14.21

10.00

37.78 71.38

17.00

30.78 70.94

24.00

23.78 70.16

31.00

16.78

37.78

10.00 63.49

ustritteschnittw.

20.54

20.98

21.75

23.36

28.43

3esamtbrennweite

+4.00

A6.19

+10.69

+21.86

+60.00

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich dadurch, daß das erste Zwischenbild im Bezug auf das Abbildungsformat verkleinert oder vergrössert sein kann. So ist es z.B. möglich, mit einem 8 mm Schmalfilmobjektiv ein dem 8 mm Filmformat entsprechendes Zwischenbild zu entwerfen und durch ein vergrößernd wirkendes Umkehrsystem auf einen 16 mm Film abzubilden. In diesem Fallwird wohl die relative öffnung des Gesamtsystems im Verhältnis der Vergrösserung des Umkehrsystems verkleinert, es ergibt sich £doch trotzdem eine beträchtliche Reduktion der Abmessungen des Abbildungssystems. Die Verringerung der Objektivabmessungen fällt vor allem bei pankratischen Objektiven sowie auch bei Sonderobjektiven, z.B. bei extremen Weitwinkelobjektiven ins Gewicht. In analoger Weise kann auch ein 16 mm - Objektiv durch Einschaltung eines verkleinernd wirkenden Umkehrsystems für das 8 mm Format verwendet werden, wobei sich eine entsprechende Vergrösserung des Öffnungsverhältnisses ergibt.

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Sie kann bei sämtlichen Objektivtypen insbesondere auch beisämtlichen mechanisch oder optisch kompensierten pankratischen Objektiven verwendet werden. Das Umkehrsystem kann als Spiegel- oder als Linsenumkehrsystem ausgebildet sein.. Das optische System kann auch eine mehrfache Bildumkehrung aufweisen, wobei die Aperturblende dann ebenfalls zwischen dem Ort des ersten, durch das Objektiv entworfenen Zwischenbildes und der Bildebene des Gesamtsystems angeordnet ist. Zur Veränderung der Brennweite des Gesamtsystems kann eines oder können auch mehrere der Umkehrsysteme versiiiebbar sein.

Die in den nachfolgenden Ansprüchen für das 8 mm Format angegebenen Beispiele können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung auch auf andere Pormate umgerechnet werden.

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Claims

Ing« K. Vockenhuber A 27 543 - sz

Patentansprüche:

1. Optisches System für photographische oder kinematiographische Geräte mit einem Objektiv, dessen Bildebene durch ein Umkehrsystem in die Filmebene abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Objektiv als pankratisches Objektiv ausgebildet ist, dessenAperturblendenebene im Bereich des letzten verschiebbaren Gliedes oder vor diesem Glied liegt, wobei das Umkehrsystem die Aperturblende des Gesamtsystems enthält und diese Blende, insbesondere durch eine im Bereich dar Zwischenbildebene angeordnete Feldlinse, in die Aperturblendenebene des A Objektivs abgebildet wird.

2· Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv in an sich bekannterweise ein gegenüber dem Filmbild verkleinertes bzw. vergrössertes Zwisohenbild entwirft, das durch ein vergrößernd bzw. verkleinernd wirkendes Umkehrsystem am Film abbildbar ist.

3. Optisches Gte?äfc System nach einem der Anbrüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrsystem eine von 1 verschiedene Vergrösserung ß aufweist und längs der optischen Achse in eine zweite Einstellung verschiebbar ist, in welcher das Zwischenbild mit der Vergrößerung 1/ß am Fllgm abbildbar ist.

4. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Spiegel im Objektivstrahlengang, der einen Teil des Lihtes in einen Sucher ausspiegelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsspiegel hinter dem Umkehrsystem,

- 2

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ORiGiNALJNSPECTSO

vorzugsweise jedoch vor der Aperturblende angeordnet ist, so daß ohne weitere Zwischenabbildung im Sucher ein reelles, seitenrichtiges Bild des Objektes entstiäht.

5. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrsystem mit seiner ggf. durch ein Galvanometer in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen des Objektes automatisch verstellbaren Aperturblende fest im Kameragehäuse angeordnet ist, das Objektiv oder Teile desselben jedoch lösbar mit der Kamera verbunden

6. Optisches System naehjeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrsystem eine stetig veränderbare Vergrösserung aufweist.

7· Optisches System nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen für das Objektiv veränderbarer und für das Umkehrsystem veränderbarer Vergrösserung gekuppelt bzw. kuppelbar sind«

8. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv und das Umkehrsystem für sich Reste von Abbildungsfehlern aufweisen, wobei jedoch beide Systeme so ausgelegt sind, daß sich

ihre Abbildungsfehler kompensieren.

9. Optisches Snystem nach einem<fer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrsjatem zur Na^heinstellung des Gesamtsystems längs der optischen Achse verschiebbar ist.

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H47276

10. Optisches System nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet» daß zur Variation der Brennweite mindestes ein Glied des Objektivs und mindestens ein Teil des Umkehrsystems längs der optischen Achse verschiebbar sind und daß durch die Bewegung des Umkehrsystems die durch die Verstellung des verschiebbaren Objektivgliedes bedingte Änderung des Ortes der Zwischenabbildung kompensiert wird.

11· Optisches System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Glied des Objektivs und das Umkehrsystem bzw. der verschiebbare Teil desselben bei der Brennweitenänderung ihre Eigenvergrösserung ß von einem Wert kleiner 1 auf einen Wert größer 1 ändern und umgekehrt, und daß das Umkehrsystem in einer Zwischenstellung gleichzeitig mit dem obengenannten Ob^ektivglled die Vergrösserung ß = 1 erreicht.

12. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrsystem aus mindestens zwei Gliedern aufgebaut ist, zwischen welchen ein telezentrischer Strahlengang herrscht und daß ggf. die Aperturblende in diesem telezentrischen Strahlengang angeordnet 1st.

13. Optisches System für das 8 mm - Format nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:

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Ί447276

Slied des
optischen
Systems Brenn
weite
in mm Abstände ( mm ) Fig. 9 16.94
48.57
58.52 Fig.10 35.82
26.89
61.32 Fig. 11 \_tt-r- ~|~
T
Γ +87.5
-13.0
+14.4
+20.0 7.50
58.68
57.85 40.00 26.38
38.II
59.53 40.00 45.25
10.00
68.678 Austrittschnittw. 40.00 5.67 40.00 14.16 40.00 3e s am tb rennwe it e 4.08 8.45 3839

öffnungsVerhältnis = 1 : 1.8

14. Optisches System für das 8 mm - Format nach den Anprüchen;l 1 und 3$ gekennzeichnet durch folgende Daten:

A. Vergrösserung des ümkehrsystems ß = Ο.816

Slfid des
optischen
Systems Brenn
weite
in mm Abstände Fig. 12 18.94
47.33
20.43
44.49 Fig.13 36.8I
26.26
23.63
44.49 Fig.14 ^LI
^LII
^LIII
^LF
^LR +80.00
-13.00
+15.48
-16.10
+20.00 10.00
57.06
19.65
44.49 36.33 27.87
37.22
21.61
44.49 36.33 45.74
10.00
30.95
44.49 Austrittsachnittw. 36.33 5.65 36.33 14.81 36.33 Qe s amtb rennwe i te 4.00 8.60 39.9«

öffnungsVerhältnis 1 : 1.8

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-9 -

B. Vergrösserung des Umkehrsystems ß = 1.224

Jlied des
optischen
Systems Brenn
weite
in mm Abstände Pig.12 18.94
47.33
20.43
36.33 Pig.13 36.81
26.26
23.63
36.33 lig. 14 ^LI
^JII
^LIII
hi +80.00
-13.00
+15.49
-16.10
+20.00 10.00
57.06
19.64
36.33 44.49 27.87
37.22
21.61
36.33 44.49 45.74
10.00
30.95
36.33 !lust ritt s s chnlt tw. 44.49 8.48 44.49 22.22 44.49 3esamtbrennweite 6.01 12.90 59,92

öffnungsverhältnis = 1 : 1.8

15* Optisches System für das 8 mm Format nach den Ansprüchen 1, 6 und 7* gekennzeichnet durch folgende Daten:

3lied des
optischen
Systems in mm Pig.15 Abstände 15.00
29.13
20.90
23.21 Fig.16 3O.5O
I3.63
2O.9O
20.00 Flg.17 ^LI
^LII
^LIII +58.50
-14.00
-i'3.91
-33.33'
+10.00 6.67
37.47
20.90
23.77 16.79 22.00
22.13
2O.9O
22.33 20.00 34.13 -
10.00
20.90
18.10 ftustrittsschnlttw. L6.23 +6.98 17.67 29.37 21.90 Gesamtbrennweite ••4.09 12.29 94.?0

öffnungsverhältnis = 1 : 1.8

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16. Optisches System für das 8 mm Format nach denAnsprüchen 1, 6 und 7» gekennzeichnet durch folgende Daten:

Glied des
optischen Brenn
weite Fig.18 Abstände* 15.85
27.55
50.97 Fig.19 27.55
15.85
49.39 Pig.20 Systems in mm 10.00
33.40
51.31 15.22 21.70
21.70
50.42 16.80 33.40
10.00
46.19 ^LI
^LII
^LIII
^LR +62.00
-13.00
+14.76
+10.00 14.88 +6.07 15.77 +17.17 20.00 Aus t rit t s chnit tw. +4.14 +9.64 40.00 Seäamtb rennweite

öffnungsVerhältnis = 1 : 1.8

17. Optisches System für das 8 mm Format nach den Ansprüchen 1, 6, 7 und 9» gekennzeichnet durch folgende Daten;

Ölied des
optischen Brenn
weite Fig.21 17.50
32.50
69.96 Abstände 32.50
17.50
68.16 Fig. 23 Systems in mm 10.00
40.00
70.34 22.00 Fig.22 23.8O 40.00
10.00
65.41 ^LI
^LII
^LIII
^LR +75.00
-15.00
+17.06
+14.75 21.62 6.21 25.00
25.00
69.33 I8.I3 26.55 AustrJifcschnittw.. 4.21 22.63 40.00 Se sBntb rennweite 9.97

öffnungsVerhältnis =1 : 1.8

9098 12/06 3 8

1 1

* · Il

U47276

18. Optisches System für das 8 mm Format nach den Ansprüchen 1, 6 und 7» gekennzeichnet durch folg*idele Daten:

Glied des
optischen
Systems

Brennweite* In um Abstände

Pig.24 Fig.25

Fig.26

+64.16 -12.50 +17.20 +14.21

10.00 37.78

n.

17.00 30.78 70.94 24.00 23.78 70.16

31.00

16.78

68.56

37.78 10.00

63.49

Austrittsc&hftttw.

20.54

20.98 21.75

23.36

28.43

Jesamtbrennweite

+4.00

+6.19 +10.69

1-21.86

+60.00

Öffnungsverhältnis = 1 /1.8

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