DE19754758A1

DE19754758A1 - Hochauflösendes Objektiv für die Großformatphotographie

Info

Publication number: DE19754758A1
Application number: DE19754758A
Authority: DE
Inventors: Udo Schaus; Rolf Wartmann
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: SCHAUSS, UDO, DE; Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2017-12-11
Also published as: JP4510166B2; JPH11237542A; US6028720A; DE19754758B4

Description

Die Erfindung betrifft ein hochauflösendes Objektiv für die Großformatphotographie.

In den letzten Jahrzehnten wurde das Auflösungsvermö gen der photographischen Filme wesentlich verbessert. Das führte zu dem Trend, mit immer kleiner werdenden Filmformaten zu arbeiten. Dieser Trend ist mit einem stetig wachsenden Anspruch an die abbildende Optik ver bunden. Das Aufkommen der digitalen Rückteile für Groß formatphotographie hat diese Entwicklung weiter be schleunigt. Damit werden an die Objektive für die Groß formatphotographie, die im wesentlichen durch die frei wählbare Lage der Filmebene gekennzeichnet ist, neue spezielle Anforderungen gestellt.

Objektive für die Großformatphotographie sind immer Weitwinkelobjektive, die weitestgehend verzeichnungs frei sein müssen. Bei der Lichtstärke solcher Objekti ve können Abstriche hingenommen werden, welche sich aber an der Beugungsgrenze für die typischerweise noch aufzulösenden Strukturen orientieren muß. Dadurch wird es möglich, die Filmebene bezüglich der optischen Ach se des Objektivs zu kippen und in alle Richtungen zu verschieben. Diese speziellen Möglichkeiten erlauben eine weitgehende Korrektur der perspektivischen Abbil dungsfehler. Auch Manipulationen der Tiefenschärfe sind möglich. Bekannte Standardobjektive für die Groß formatphotographie besitzen im allgemeinen ein Öff nungsverhältnis von 1 : 5,6 bzw. 1 : 4, eine apochromati sche Korrektion des Farblängsfehlers in der Bildmitte und resultierend daraus ein hohes Auflösungsvermögen.

Dieses hohe Auflösungsvermögen läßt jedoch im Bildfeld sehr schnell nach, so daß, um die typische Bildschärfe von 20 Lp/mm zu erreichen, auf eine Arbeitsebene 1 : 22 abgeblendet werden muß.

Aus heutiger Sicht kann aber eine Arbeitsblende 1 : 22 nicht mehr akzeptiert werden. Das beugungsbedingte Auf lösungsvermögen ist bei dieser Blendenstufe so gering, daß die Möglichkeiten des heutigen Filmmaterials bei weitem nicht ausgeschöpft werden. Um dem Auflösungsver mögen eines modernen Films zu entsprechen, muß zu höhe ren Öffnungen übergegangen werden. In den meisten Fäl len bedeutet das eine Arbeitsblende von 1 : 16 bzw. 1 : 11. Manchmal ist sogar 1 : 8 vonnöten. Das Auflösungs vermögen, welches dabei von den Objektiven abverlangt wird, liegt zwischen 30 und 50 Lp/mm. Es kann von den derzeit bekannten Standardobjektiven der Großbildphoto graphie nur in der Bildmitte erreicht werden.

Ein solches typisches Standardobjektiv ist in der DE-PS 1 258 134 beschrieben. Obwohl dieses sechslinsige Objektiv einen apochromatisch korrigierten Farblängs fehler aufweist, eignet es sich nicht für höhere Blen denstufen. Die Ursache hierfür liegt in der ungenügen den Bildfeldebnung und der zu großen Koma. Bei Blende 1 : 22 wird zwar ein Auflösungsvermögen von ca. 20 Lp/mm erreicht, aber aus heutiger Sicht ist das unzurei chend. Bei Blende 1 : 16 oder 1 : 11 läßt dieses Auflö sungsvermögen im Feld sogar noch nach. Die apochromati sche Korrektion des Farblängsfehlers erfolgt in diesem Objektiv mittels verkitteter Zerstreuungslinsen aus einem Glas mit niedriger Brechzahl und anomaler Teildi spersion. Für diese Glassorte kommen nur die Kurzflin te in Frage, also Gläser mit einem hohen Anteil von Antimon. Da Antimon hochgiftig ist, müssen diese Objek tive auch unter dem Aspekt der Umweltverträglichkeit als bedenklich eingestuft werden. Daraus ergibt sich ein weiterer gewichtiger Nachteil der Standardobjekti ve, die für die Herstellung der Streukomponente des Kittgliedes die Verwendung von Kurzflintglas vorsehen, wie es die DE PS 1 258 134 vorschreibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Objektiv für die Großbildphotographie zu entwickeln, welches nicht nur bei Blende 1 : 22, sondern auch bei Blende 1 : 16 bzw. 1 : 11 nahezu beugungsbegrenzt ist. Das erfordert, insbesondere Bildfeldebnung und Koma im Ver gleich zum jetzigen Stand der Technik wesentlich zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, alle Linsen komponenten eines hochauflösenden Objektivs für die Großbildphotographie aus blei-, arsen- und antimonfrei em Glas herzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein hochauflö sendes Objektiv für die Großformatphotographie gelöst, welches aus sechs Linsen, die zu vier Gliedern zusam mengefaßt sind, besteht. Die beiderseits der Blende angeordneten Linsen sind zwei sammelnde Menisken, und daran anschließend ist beiderseits des Blendenraumes auf jeder Seite ein zweilinsiges, verkittetes streuen des Bauteil angeordnet. Die Linsen dieses zweiteiligen Bauteiles weisen, vom Blendenraum ausgehend, nach au ßen ansteigende Brechzahlen auf, deren Streulinsen aus einem Glas mit anomaler Teildispersion bestehen. Die Gläser, aus denen die Menisken bestehen, weisen eine Brechzahl n_e < 1.63 und eine Dispersion ν_e < 63 auf. Die in den Kittgliedern enthaltenen Streulinsen können aus einem Glas der Brechzahl n_e < 1.6 mit einer Disper sion ν_e < 50 bestehen.

Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Objektiv vor allem durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Größenbeziehungen und Daten, wobei diese einen beliebi gen Maßstab und eine beliebige Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dicken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flächenbrech kräfte, bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Ab weichung der Brechzahlen und ± 3 Abweichungen der Ny- Werte, bezogen auf die Spektralfarbe e, haben können.

Durch diese Verlagerung des Schwerpunktes der chromati schen Korrektion gelang eine Entlastung der beiden äu ßeren Bauteile. Diese wurden als streuende Kittglieder ausgeführt. Durch diese Entlastung konnte eine andere Brechkraftkombination gefunden werden, welche sowohl Koma als auch die Bildfeldwölbung spürbar verringerte. Im Resultat ist damit ein Objektiv geschaffen, welches bereits bei einem Öffnungsverhältnis von 1 : 11 ausge zeichnete, abbildungsfehlerfreie Ergebnisse liefert.

Die Erfindung wird anschließend in mehreren Ausfüh rungsbeispielen näher beschrieben.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Dar stellung des erfindungsgemäßen Objektivs im Schnitt.

Das hochauflösende Objektiv für Großformatphotographie besteht erfindungsgemäß aus insgesamt sechs Linsen, wobei die beiden inneren, den Blendenraum umschließen den Linsen L3 und L4 zwei sammelnde Menisken aus Glas anomaler Teildispersion sind. Die sich daran anschlie ßenden, beiderseits des Blendenraums auf jeder Seite angeordneten zweilinsigen Kittglieder L1, L2 und L5, L6 umfassen Streulinsen L2 und L5, die aus einem Glas mit anomaler Dispersion gefertigt sind. Es können er findungsgemäß aber anstelle der Streulinsen L2 und L5 der beiden Kittglieder deren Sammelkomponenten L1 und L6 aus einem Glas anomaler Dispersion bestehen. Die zwei sammelnden Menisken L3 und L4, deren hohle Seiten einander zugekehrt sind, schließen die Blende 7 ein.

Die Linsen weisen, vom Blendenraum ausgehend, nach au ßen ansteigende Brechzahlen auf. Die Gläser, aus denen die Menisken L3 und L4 bestehen, haben eine Brechzahl n_e < 1.63 und eine Dispersion ν_e < 63.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sind zwischen den einzelnen Linsen die folgenden Größenordnungen zu einander eingehalten:

r₁ = 0,20 . . . 0,26 f'
r₂ größer als f'
r₃ = 0,17 . . . 0,23 f'
r₄ = 0,35 . . . 0,65 f'
r₅ = 0,40 . . . 1,00 f'
r₆ = 0,30 . . . 0,57 f'
r₇ = 0,18 . . . 0,26 f'
r₈ = 0,11 . . . 0,18 f'
r₉ größer als f'
r₁₀ = 0,17 . . . 0,23 f'

Ein hochauflösendes Objektiv gemäß diesem ersten Aus führungsbeispiel ist durch die folgenden Daten be stimmt, wobei diese einen beliebigen Maßstab und eine beliebige Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dic ken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flächenbrechkräfte bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Abweichung der Brechzah len und ± 3 Abweichung der Ny-Werte₁ bezogen auf die Spektralfarbe e aufweisen können:

Relative Öffnung 1 : 5,6

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel sind zwischen den einzelnen Linsen die folgenden Größenordnungen zu einander eingehalten:

r₁ = 0,18 . . . 0,24 f'
r₂ größer als f'
r₃ = 0,12 . . . 0,18 f'
r₄ = 0,16 . . . 0,30 f'
r₅ = 0,27 . . . 0,50 f'
r₆ = 0,27 . . . 0,50 f'
r₇ = 0,16 . . . 0,30 f'
r₈ = 0,12 . . . 0,18 f'
r₉ größer als f'
r₁₀ = 0,16 . . . 0,24 f'

Ein hochauflösendes Objektiv gemäß diesem zweiten Aus führungsbeispiel ist durch die folgenden Daten be stimmt, wobei diese einen beliebigen Maßstab und eine beliebige Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dic ken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flächenbrechkräfte bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Abweichung der Brechzah len und ± 3 Abweichung der Ny-Werte, bezogen auf die Spektralfarbe e aufweisen können.

Relative Öffnung 1 : 5,6

Gemäß einer weiteren Variante ist dieses hochauflösen de Objektiv des zweiten Ausführungsbeispiels durch die folgenden Daten bestimmt, wobei diese ebenfalls einen beliebigen Maßstab und eine beliebige Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dicken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flä chenbrechkräfte bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Abweichung der Brechzahlen und ± 3 Abweichung der Ny-Werte bezogen auf die Spektralfarbe e, aufweisen können:

Relative Öffnung 1 : 5,6

Claims

1. Hochauflösendes Objektiv für Großformatphotogra phie, bestehend aus sechs Linsen, wobei die bei den den Blendenraum umfassenden Linsen zwei sam melnde Menisken sind, und daran anschließend bei derseits jeweils ein zweilinsiges verkittetes, streuendes Bauteil angeordnet ist, dessen Linsen, vom Blendenraum ausgehend nach außen, ansteigende Brechzahlen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die sammelnden Menis ken (L3 und L4) aus Glas anomaler Teildispersion bestehen, daß sie eine Brechzahl n_e < 1.63 und eine Dispersion ν_e < 63 aufweisen, daß die in den Kittgliedern (L1, L2; und L5, L6;) enthaltenen Streulinsen (L2, L5) aus einem Glas anomaler Di spersion der Brechzahl n_e < 1.6 mit einer Disper sion ν_e < 50 bestehen, daß das Glas der Streulin sen (L2, L5) blei-, arsen- und antimonfrei ist, und daß zwischen den einzelnen Linsen die folgen den Größenordnungen zueinander eingehalten sind:
r₁ = 0,20 . . . 0,26 f'
r₂ größer als f'
r₃ = 0,17 . . . 0,23 f'
r₄ = 0,35 . . . 0,65 f'
r₅ = 0,40 . . . 1,00 f'
r₆ = 0,30 . . . 0,57 f'
r₇ = 0,18 . . . 0,26 f'
r₈ = 0,11 . . . 0,18 f'
r₉ größer als f'
r₁₀ = 0,17 . . . 0,23 f'

2. Hochauflösendes Objektiv bestehend aus sechs Lin sen, wobei die beiden den Blendenraum umfassenden Linsen zwei sammelnde Menisken sind, und daran anschließend beiderseits jeweils ein zweilinsiges verkittetes, streuendes Bauteil angeordnet ist, dessen Linsen, vom Blendenraum ausgehend nach au ßen, ansteigende Brechzahlen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die sammelnden Menis ken (L3 und L4) aus Glas anomaler Teildispersion bestehen, daß sie eine Brechzahl n_e < 1.63 und eine Dispersion ν_e < 63 aufweisen, daß die in den Kittgliedern (L1, L2; und L5, L6;) enthaltenen Sammellinsen (L1, L6) aus einem Glas anomaler Di spersion bestehen, und daß zwischen den einzelnen Linsen die folgenden Größenordnungen zueinander eingehalten sind:
r₁ = 0,20 . . . 0,26 f'
r₂ größer als f'
r₃ = 0,17 . . . 0,23 f'
r₄ = 0,35 . . . 0,65 f'
r₅ = 0,40 . . . 1,00 f'
r₆ = 0,30 . . . 0,57 f'
r₇ = 0,18 . . . 0,26 f'
r₈ = 0,11 . . . 0,18 f'
r₉ größer als f'
r₁₀ = 0,17 . . . 0,23 f'

3. Hochauflösendes Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzel nen Linsen die folgenden Größenordnungen zueinan der eingehalten sind:
r₁= 0,18 . . . 0,24 f'
r₂ größer als f'
r₃ = 0,12 . . . 0,18 f'
r₄ =0,16 . . . 0,30 f'
r₅ = 0,27 . . . 0,50 f'
r₆ =0,27 . . . 0,50 f'
r₇ = 0,16 . . . 0,30 f'
r₈ = 0,12 . . . 0,18 f'
r₉ größer als f'
r₁₀ = 0,16 . . . 0,24 f'

4. Hochauflösendes Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Daten mit be liebigem Maßstab und einer Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dicken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flä chenbrechkräfte bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Abweichung der Brechzahlen und ± 3 Abweichung der Ny-Werte bezogen auf die Spektral farbe e:

Relative Öffnung 1 : 5,6

5. Hochauflösendes Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Daten mit be liebigem Maßstab und einer Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dicken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flä chenbrechkräfte bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Abweichung der Brechzahlen und ± 3 Abweichung der Ny-Werte bezogen auf die Spektral farbe e:

Relative Öffnung 1 : 5,6

6. Hochauflösendes Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Daten mit be liebigem Maßstab und einer Variationsbreite von ± 5% Spielraum der Dicken und Abstände bezogen auf die Brennweite, ± 10% Variationsbreite der Flä chenbrechkräfte bezogen auf ihren jeweiligen Wert, ± 0,03 Abweichung der Brechzahlen und ± 3 Abweichung der Ny-Werte bezogen auf die Spektral farbe e:

Relative Öffnung 1 : 5,6