DE1622994B1 - Pankratisches Objektiv für kinematographische Aufnahmen - Google Patents

Pankratisches Objektiv für kinematographische Aufnahmen

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DE1622994B1
DE1622994B1 DE1968S0113898 DES0113898A DE1622994B1 DE 1622994 B1 DE1622994 B1 DE 1622994B1 DE 1968S0113898 DE1968S0113898 DE 1968S0113898 DE S0113898 A DES0113898 A DE S0113898A DE 1622994 B1 DE1622994 B1 DE 1622994B1
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    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1455—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being negative
    • G02B15/145511—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being negative arranged -+-+-

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pankratisches Objektiv für kinematographische Aufnahmen mit einem afokalen Variatorsystem und einem anschließenden Hinterglied, bei dem das Variatorsystem in Richtung des einfallenden Lichtes gesehen eine zerstreuende erste Linsengruppe für die Entfernungseinstellung, eine sammelnde zweite Linsengruppe, eine zerstreuende dritte Linsengruppe, eine sammelnde vierte Linsengruppe und eine zerstreuende fünfte Linsengruppe aufweist, von denen die zweite und die vierte Linsengruppe im wesentlichen identische Verschiebungen erfahren, während die Verschiebung der dritten Linsengruppe diesen Verschiebungen im Sinne entgegengesetzt und dem Betrage nach im wesentlichen proportional ist, und das Hinterglied das endgültige Bild auf einem Film entwirft.
Ein Objektiv dieser Art ist in der französischen Patentschrift 1 336 300 beschrieben. Daneben kennt man in der kinematographischen Technik bereits pankratische Objektive, die eine mittlere Lichtstärke in der Gegend von F: 2 und einen der kleinsten Brennweite entsprechenden Gesichtsfeldwinkel von etwa 54° aufweisen.
Diese Objektive gestatten es, für das Verhältnis der Extremwerte der Brennweite einen Wert zu erreichen, der bis zu 10 betragen kann.
Für Innenaufnahmen erweist es sich jedoch häufig als notwendig, eine große Öffnung mit einem großen Gesichtsfeldwinkel zu kombinieren, selbst wenn dies auf Kosten des Vergrößerungsverhältnisses geht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv mit variabler Brennweite zu schaffen, bei dem sich die Extremwerte der Brennweite beispielsweise wie 1:3 verhalten können und das eine relative Öffnung von F: 1,6 und bei der kürzesten Brennweite einen Gesichtsfeldwinkel von 75° aufweist. Die Brennweiten eines solchen Objektivs können bei einem Filmformat von 16 mm in einem Bereich von 8 bis 24 mm variieren. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Linsen der fünf Linsengruppen des Variatorsystems einen Brechungsindex nd aufweisen, der größer ist als 1,620, daß die zerstreuende erste Linsengruppe aus vier einfachen Linsen besteht, wobei in der Ausbreitungsrichtung des Lichtes gesehen ein mit seiner konvexen Seite dem einfallenden Licht zugekehrter zerstreuender Meniskus, ein mit seiner konkaven Seite dem einfallenden Licht zugekehrter sammelnder Meniskus und zwei mit ihrer konvexen Seite dem einfallenden Licht zugekehrte zerstreuende Menisken aufeinanderfolgen, daß die sammelnde zweite Linsengruppe einerseits aus einem hyperchromatischen System sehr kleiner Brechkraft aus mindestens zwei und höchstens drei Linsen, deren Brechkräfte nicht sämtlich das gleiche Vorzeichen aufweisen und deren Flächen im wesentlichen aneinandergefügt sind, und andererseits aus einem Hinterglied aus zwei Sammellinsen von im wesentlichen gleicher Brechkraft besteht, daß die dritte Linsengruppe aus zwei Zerstreuungslinsen von im wesentlichen gleicher Brechkraft besteht, die ein hyperchromatisches System sehr kleiner Brechkraft aus zwei im wesentlichen aneinandergefügten Linsen entgegengesetzter Brechkraft einrahmen, daß die vierte Linsengruppe aus zwei Sammellinsen von im wesentlichen gleicher Brechkraft besteht, daß die fünfte Linsengruppe aus zwei im wesentlichen aneinandergefügten Linsen besteht, von denen die erste eine positive und die zweite eine negative Brechkraft aufweist und daß die algebraischen Werte für die Brennweiten F1, F2, F3, F4. und F5 der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Linsengruppe und für die Brennweite F6 des Hintergliedes den nachstehenden Ungleichungen genügen:
-F1KF2K -1,10F1,
0,7 F1 < F3 < 0,8 F1,
-F1 < F4 < -1,10 F15
1,7 F1KF5K 1,8 F1,
-0,6F1 KF6K -0,7F1.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist im folgenden ein mögliches Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Objektiv näher beschrieben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist.
Die Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes pankratisches Objektiv, in dem sich das Licht von links nach rechts fortpflanzt.
Das Objektiv setzt sich aus einem afokalen Variatorsystem und einem anschließenden Hinterglied zusammen, welches das endgültige Bild auf einem Film entwirft.
Zu dem Variatorsystem gehören in Richtung der Lichtausbreitung gesehen:
eine feststehende, zerstreuende erste Linsengruppe A,
eine bewegliche, sammelnde zweite Linsengruppe B,
eine bewegliche, zerstreuende dritte Linsengruppe C,
eine bewegliche, sammelnde vierte Linsengruppe D und
eine feststehende, zerstreuende fünfte Linsengruppe E.
Die beweglichen sammelnden Linsengruppen B und D erfahren gleichzeitig Verschiebungen in der gleichen Richtung um gleiche oder im wesentlichen gleiche Weglängen. Gleichzeitig verschiebt sich die zerstreuende Linsengruppe C in umgekehrter Richtung um eine zu den Verschiebungen der Linsengruppen B und C proportionale oder im wesentlichen proportionale Weglänge.
Die beweglichen Linsengruppen B und D lassen sich miteinander kuppeln, und man kann die gemeinsame Verschiebung dieser beiden Linsengruppen und die der Linsengruppe C mit allen bekannten Mitteln, wie beispielsweise Nocken, Steuerflächen oder Schrauben, vornehmen.
Die Vergrößerung des afokalen Systems ist zwischen 0,3 und 1 variabel. Außerdem gelten, wenn man die algebraischen Werte für die Brennweiten der fünf Linsengruppen des Variatorsystems und der Brennweite des Hintergliedes mit F1 bis F5 bzw. mit F6 bezeichnet, die nachstehenden Ungleichungen:
-F1KF2K -1,10 F1,
-0,7 F1KF3K 0,8 F1,
-F1KF4K -1,10F1,
1,7 F1 < F5 < 1,8 F1,
-0,6 F1KF6K -0,7 F1 .
Außerdem ist die Erfindung durch den nachstehenden Aufbau der einzelnen Linsengruppen ausgezeichnet.
Die zerstreuende Linsengruppe A ist aus vier einfachen Linsen L1, L2, L3 und L4 aufgebaut, wobei in der Ausbreitungsrichtung des Lichtes gesehen ein mit seiner konvexen Seite dem einfallenden Licht zugekehrter zerstreuender Meniskus L1, ein mit seiner konkaven Seite dem einfallenden Licht zugekehrter sammelnder Meniskus L2 und zwei mit ihrer konvexen Seite dem einfallenden Licht zugekehrte zerstreuende Menisken L3 und L4 aufeinanderfolgen.
In dieser Linsengruppe sind die nachstehenden Ungleichungen erfüllt:
-1,5K1 < R4 < -2,5R1,
R6
0,3 R1KRsK 0,4 K1,
wobei mit K die Krümmungsradien der einzelnen Linsen bezeichnet sind und die zugehörigen Indizes die Reihenfolge angeben, in der die einzelnen Linsenflächen von dem einfallenden Licht getroffen werden.
Alle Linsen der ersten Linsengruppe A bestehen aus einem Glas, dessen Brechungsindex nd größer ist als 1,620.
Die erste und die zweite Linse der ersten Linsengruppe A bilden miteinander ein im wesentlichen afokales System mit einer Vergrößerung von ungefähr 0,95 und dienen zur Kompensation der Verzeichnung.
Die Scharfeinstellung auf nahe Entfernungen läßt sich entweder durch eine gemeinsame Verschiebung aller vier Linsen der ersten Linsengruppe A oder bevorzugt durch eine größere gemeinsame Verschiebung der ersten drei Linsen dieser Gruppe bei feststehender vierter Linse vornehmen.
Die sammelnde Linsengruppe B besteht aus einem hyperchromatischen System sehr kleiner Brechkraft, das sich aus zwei oder drei Linsen L5, L6 und L7, von denen eine (L6) eine Brechkraft aufweist, die der der beiden anderen (L5 und L7) entgegengesetzt ist und die miteinander verkittet oder durch eine Luftschicht voneinander getrennt sind und einem anschließenden System aus zwei einfachen Linsen L8 und L9 von im wesentlichen gleicher Brechkraft zusammensetzt.
Für diese Linsengruppe gelten die nachstehenden Ungleichungen:
0,8 K1 < K13 < K1,
-0,8 R1 < R16 < -R1,
wobei R und seine Indizes die gleiche Bedeutung wie oben haben.
Alle Linsen der zweiten Linsengruppe B bestehen aus einem Glas, das einen Brechungsindex nd aufweist, der größer ist als 1,620.
Die zerstreuende Linsengruppe C besteht aus zwei einfachen zerstreuenden Linsen L10 und L13 von im wesentlichen gleicher Brechkraft, die ein hyperchromatisches System sehr geringer Brechkraft einrahmen, das aus zwei miteinander verkitteten oder durch eine Luftschicht voneinander getrennten Linsen L11 und L12 entgegengesetzter Brechkraft besteht.
In dieser Linsengruppe gelten die nachstehenden Ungleichungen:
-0,65 K1 < K17 < -0,75 K1,
0,65K1 < K14 < 0,75 R1,
wobei R und seine Indizes wieder die gleiche Bedeutung wie oben haben.
Alle Linsen der dritten Linsengruppe C bestehen aus einem Glas, dessen Brechungsindex nd größer ist als 1,620.
Die sammelnde Linsengruppe D setzt sich aus
zwei einfachen Sammellinsen L14 und L15 von im wesentlichen gleicher Brechkraft zusammen, die aus einem Glas bestehen, dessen Brechungsindex nd größer
ίο ist als 1,620.
In dieser Linsengruppe sind die nachstehenden Ungleichungen erfüllt:
0,8 R1 < R25 < 2,2 K1,
-0,8 R1KR28K -2,2 K1 ,
wobei K und seine Indizes wieder die gleiche Bedeutung haben wie oben.
Die zerstreuende Linsengruppe E besteht aus zwei Linsen L16 und L17 entgegengesetzter Brechkraft, von denen die erste (L16) eine positive und die zweite (L17) eine negative Brechkraft aufweist und die entweder miteinander verkittet oder durch eine Luftschicht voneinander getrennt sind.
Diese Linsengruppe ist hyperchromatisch, sie besteht aus einem Glas mit einem Brechungsindex nd, der größer ist als 1,620.
In dieser Linsengruppe sind die nachstehenden Ungleichungen erfüllt:
—4 K1 < R29 < 4 K1,
0,4 R1 < R32 < 0,8 R1,
wobei R und seine Indizes wieder die gleiche Bedeutung aufweisen wie oben.
Die sammelnde Linsengruppe F, die das Hinterglied bildet, setzt sich aus drei einfachen Linsen L18, L19 und L20 und einer anschließenden achromatischen Gruppe zusammen, wobei die erste Linse (L18) eine Sammellinse, die zweite Linse (L19) eine Zerstreuungslinse und die dritte Linse (L20) eine Sammellinse ist und die achromatische Gruppe sammelnde Eigenschaften aufweist und aus zwei Linsen L21 und L22 entgegengesetzter Brechkraft aufgebaut ist, die miteinander verkittet sind oder nicht.
Nunmehr sollen als Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Objektiv die genauen Daten für ein Objektiv angegeben werden, dessen Brennweite sich zwischen 8 und 24 mm variieren läßt und das eine relative Öffnung F: 1,6 aufweist und für ein Filmformat von 16 τητη bestimmt ist.
In der nachstehenden Tabelle bezeichnet der Buchstabe L jeweils eine der Linsen, wobei der zugehörige Index deren Ordnungszahl unter Bezugnahme auf die Richtung des einfallenden Lichtes angibt. Mit R ist der Krümmungsradius der Grenzflächen der Linsen bezeichnet, wobei der Index wieder der Ordnungszahl der jeweiligen Grenzfläche in bezug auf die Richtung des einfallenden Lichtes entspricht; mit e ist die Glasdicke der Linsen und mit E der Abstand zweier aufeinanderfolgender Linsen bezeichnet; nd ist der Brechungsindex und V der Dispersionskoeffizient des für die einzelnen Linsen verwendeten Glases, und 0 ist der Durchmesser der einzelnen Linsen, Alle Längen werden in Millimetern gemessen.
L2
L6
L7
L9
L11
L13
L14
L15
R1 = +76,2
+52,1
R3 = -740,8
K4 = -145,5
R5 = +62,4
R6. = +28,2
R7 = +55,7
Rs = +26,8
(R9 =
K15 =
+435,6 = -463,4 = +26,6
= OO
= +65 = -191,2 +191,2 = -65
Um
f*19
K7, =
= -50
= +170,6
= oo
= +20,1
= +20,1
oo
R23 = -170,6
R24 = +50
K25 = +159,4
R26 = -71,3
JR27 = +159,4
Ro= —71 3
Linsengruppe A
e = 2,2 nd = 1,697
E = 11,1
e = 4,4 nd = 1,697
E = 0,2
e = 1,4 nd = 1,697
E = 4,6
e = 1,4
nd = 1,697
V = 56
F = 36
= 56
F = 56
E = variabel zwischen 18,2 und 29,2 Linsengruppe B
e = 3 nd = 1,788 F = 47
e = 1,4 n, = 1,788 V = 25
e = 9,4 nd = 1,744 F = 45
£ = 0,03
e = 5,1 nd = 1,697 F = 56
E = 1,3
e = 5,1 «d = 1,697 F = 56
E = variabel zwischen 25,5 und 1,54 Linsengruppe C
e = 1,4 nd = 1,697 F = 56
E = 0,5
e = 0,8 nd = 1,788 F = 47
E = 0,07
e = 5,4 nd = 1,788 F = 25
E = 0,4
e = 1,4 nd = 1,697 F = 56
E = variabel zwischen 1,7 und 25,7 Linsengruppe D
e = 2,6 nd = 1,696 F .= 31
E = 0,02
e = 2,6 nd = 1,696 F = 31
0 =
0 =
0 =
0 =
0 =
0 =
0 =
0 =
0 =
E = variabel zwischen 15,7 und 4,7 .
Feste Blende mit Durchmesser 16,2 bis 3,3 von der Blende.
(R29 = 7 e = 1 622 994 nd = nd = 1,788
(*30 = +221,3 E = Linsengruppe E
L16 (*31 - -30 e = 3,4 nd = nä = 1,788
[A31 = -30 E = 0,4
Linsengruppe F
L17 +37,54 1,3 Kd =
T-R33 = e — 3,4 1,720
1,4
[R34 = + 18,6 E = 3,1
nd =
L1S f #35 = -528,5 e = 3,4 1,788
nä =
[R36 = -19,45 E = 3,8
L19 (R37 = +33,7 3,1 1,720
[R3S = -136,4 E = 0,13
L20 (R39 = -18,8 e = 4,4 1,697
{ π _
(--K40 — 		+27,5 e = 1 1,696
L21 U41 = -33,2
L21 -123,6
F = 47
V = 25
0 = 16
F = 50
V = 25
F = 50
F =
56
31
0 = 16
0 = 16
= 15
0 = 15
Der optische Auszug dieses Objektivs, d. h. der Abstand zwischen der letzten Linse L22 und dem Film J, beträgt 16,1 mm.

Claims (47)

Patentansprüche: 35
1. Pankratisches Objektiv für kinematographische Aufnahmen mit einem afokalen Variatorsystem und einem anschließenden Hinterglied, bei dem das Variatorsystem in Richtung des einfallenden Lichtes gesehen eine zerstreuende erste Linsengruppe für die Entfernungseinstellung, eine sammelnde zweite Linsengruppe, eine zerstreuende dritte Linsengruppe, eine sammelnde vierte Linsengruppe und eine' zerstreuende fünfte Linsengruppe aufweist, von denen die zweite und die vierte Linsengruppe im wesentlichen identische Verschiebungen erfahren, während die Verschiebung der dritten Lin'sengfuppe diesen Verschiebungefi im Sinne entgegengesef Zt und derri Betrage nach im wesentlichen' proportional ist, und das Hintergfied das endgültige Bild auf einerü Filrü entwirft, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen der fünf Linsengruppen A, B, C, D und E des Variatorsystems einen Brechungsindex (ή,;) aufweisen, der größer ist als 1,620, daß die zerstreuende erste Linsengruppe A aus vier einfachen Linsen (L1, L2, L3 und L4) besteht, wobei in der Ausbreitungsrichtung des Lichtes gesehen ein mit seiner konvexen Seite dem einfallenden Licht zugekehrter zerstreuender Meniskus (L1), ein mit seiner konkaven Seite dem einfallenden Licht zugekehrter sammelnder Meniskus (L2) und zwei mit ihrer konvexen Seite dem einfallenden Licht zugekehrte zerstreuende Menisken (L3 und L4) aufeinanderfolgen, daß die sammelnde zweite Linsengruppe B einerseits aus einem hyperchrortiatischen System sehr kleiner Brechkraft aus mindestens zwei und höchstens drei Linsen, deren Brechkräfte nicht sämtlich das gleiche Vorzeichen aufweisen und deren Flächen im wesentlichen aneinandergefügt sind, und andererseits aus einem HintergHed aus zwei Sammellinsen von im wesentlichen gleicher Brechkraft besteht, daß die dritte Linsengruppe C aus zwei Zerstreuungslinsen von im wesentlichen gleicher Brechkraft besteht, die ein hyperchromatisches System sehr kleiner Brechkraft aus zwei im wesentlichen aneinandergefügten Linsen entgegengesetzter Breehkraft einrahmen, daß die vierte Linsengruppe D aus zwei Sammellinsen von im wesentlichen gleicher Breehkraft besteht, daß die fünfte Linsengruppe E aus zwei im wesentlichem aneinandergefügten Linsen besteht,- von denen die erste eine positive und die zweite eine negative Breehkraft aufweist, und daß die algebraischen Werte für die Brennweiten {Fu P2, F3, F^ und F$) der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Linsengruppe A, B^ C, D und E und für die Brennweite (F6.) des Hintergliedes (F) den nachstehenden Ungleichungen genügen:
-ίΊ<^2< -1,1Of1,
0,7 F1KF3K 0,8 F1,
-F1KF4K -1,10F1,
1,7 F1 KF5K 1,8 F1,
-0,6 F1 < F6 < -0,7F1.
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bezeichnung der Krümmungsradien der Linsen der ersten Linsengruppe mit R unter Indizierung mit der der jeweiligen Linsenfläche in Richtung des einfallenden Lichtes
009 546/320
gesehen entsprechenden Ordnungszahl diese Krümmungsradien den nachstehenden Ungleichungen genügen:
-1,5A1 <R4< -2,5A1,
R6
0,3 R1 < R8 < 0,4 R1 ,
daß der Krümmungsradius (R1) für die Eintrittsfläche der ersten Linsengruppe A und von dem Hinterglied der zweiten Linsengruppe B die Krümmungsradien (U13) für die Eintrittsfläche und [R16) für die Ausgangsfläche den nachstehenden Ungleichungen genügen:
0,8 R1 < R13 < R1 ,
-0,8 R1 < R16 < -R1 ,
daß der Krümmungsradius (R1) der Eintrittsfläche der ersten Linsengruppe A und von den beiden das hyperchromatische System der dritten Linsengruppe C einrahmenden Zerstreuungslinsen die Krümmungsradien (R17) für die Eintrittsfläche der ersten Zerstreuungslinse und (R24) für die Austrittsfläche der zweiten Zerstreuungslinse den nachstehenden Ungleichungen genügen:
-0,65 R1 < R11 < -0,75 R1 , 0,65 R1 < Ru < 0,75 R1 , daß der Krümmungsradius (R1) der Eintrittsfläche der ersten Linsengruppe A und von der vierten Linsengruppe D die Krümmungsradien (R26) fur die Eintrittsfläche und (A2S) für die Austrittsfläche den nachstehenden Ungleichungen genügen:
0,8R1 < R25 < 2,2 H1,
-0,8 R1 < R28 < -2,2 R1,
daß der Krümmungsradius R1 für die Eintrittsfläche der ersten Linsengruppe A und von der fünften Linsengruppe E die Krümmungsradien (R29) für die Eintrittsfläche und (R32) für die Ausgangsfläche den nachstehenden Ungleichungen genügen:
-4R1 < R29 < 4 R1,
0,4 R1 < R32 < 0,8 R1.
3. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterglied (F) in Richtung des Lichtes gesehen aus einer Sammellinse, einer Zerstreuungslinse und einer Sammellinse sowie aus zwei im wesentlichen aneinandergefügten Linsen entgegengesetzter Brechkraft besteht.
4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien (Rn), die Glasdicken e, die Linsenabstände E, die Brechungsindizes (nd), die Dispersion (V) und die Durchmesser (0) für die Linsen des Variatorsystems die folgenden Werte aufweisen:
L1
+76,2
+52,1
-740,8
-145,5
+62,4
+28,2
+55,7
+26,8
L5 L6
L8
L9
E =
e = E =
e =
E =
e =
E =
e =
e =
e =
Tp _
e =
E =
e =
E =
1. Linsengruppe A
2,2 nd = 1,697
11,1 4,4 0,2 1,4 4,6 1,4 nd = 1,697
nd = 1,697
V = 56
V = 36
V = 56
nd = 1,697
variabel zwischen 18,2 und 29,2
2. Linsengruppe B
. fid = 1,788
nd = 1,788
nd = 1,744
V = 56
0 = 70
0 = 61
0 = 50
0 = 40
F " K
47
25
45
1,4 9,4 0,03
5,1 nd = 1,697 F = 56
1,3
5,1 nd = 1,697 V = 56
variabel zwischen 25,5 und 1,54
0: ^ 34
0 = 34
DE1968S0113898 1967-01-27 1968-01-27 Pankratisches Objektiv für kinematographische Aufnahmen Pending DE1622994B1 (de)

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