DE2459865A1 - Pankratisches objektiv - Google Patents

Description

Pstantanwslt -

. Walter J^A ft

DM-In₃ ^

Stuttgart N, WleiueSstraße

Ing. Karl VOCKENIIUBER, 1180 Wien, Pötzleinsdorferstraße 118 Ik^ Ό ΟΌ DDr. Raimund HÄUSER, 1040 Wien, Goldeggasse 2/2/2/9

Pankratisches Objektiv

Die Erfindung betrifft ein pankratisches Objektiv, besonders TV-Kameraobjektiv, vorzugsweise für das 2/3-Zoll-Vidikon-Format, bestehend aus einem Vorsatz variabler Brennweite und einem Grundobjektiv fixer Brennweite, welcher Vorsatz ein erstes positives Frontglied aufweist, dem ein zweites und ein drittes negatives Glied und schließlich ein viertes , positives Glied folgt, wogegen das Grundobjektiv aus einem positiven Glied besteht, wobei zur Änderung der Gesamtbrennweite das zweite, dem positiven Frontglied benachbarte, negative Glied längs der optischen Achse verschiebbar ist und das dritte, negative Glied die zur Konstanthaltung der Bildlage erforderliche Ausgleichsbewegung ausführt, während das vierte, positive Glied die hinter dem dritten Glied divergierenden Strahlenbündel in im wesentlichen achsparalleler Richtung durch den Blendenraum dem Grundobjektiv zuführt.

Bei herkömmlichen Objektiven dieser Art hat es Schwierigkeiten bereitet, die mechanischen Abmessungen, nämlich sowohl die Gesamtbaulänge als auch den Durchmesser der dem Objekt zugekehrten Frontlinsengruppe zu verkleinern, ohne an Leistung zu verlieren. Man kann.wie bereits in der ÖPS Nr. 291 620 beschrieben wurde, die Leistimg

509827/0627

eines pankratischcn Objektivs durch eine Leistungssahl Z ausdrucken, die sich aus der Formel

2y D

Z -

^fGmin

bereclmen läßt, worin 2 y die Bildfelddiagonale ist, D der Dehnungsfaktor und f . die kleinste Gesamtbrennweite des Objektivs bedeutet. Der Dehnungsfaktor stellt dabei in bekannterweise das Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Gesamtbrennweite des Objektivs dar. Um also den Änderungsbereicli des Abbildungsmaßstabes möglichst groß zu gestalten, muß auch die Leistungszahl möglichst groß sein. Bei vorgegebenen Werten für den Dehnungsfaktor und die Minimal brennweite ist auch bei dem in der ÖPS 291 620 bekanntgewordenen Objektivtyp der Durchmesser der Frontlinsengruppe von der Baulänge und diese wiederum in hohem Maße von der Größe der negativen Brennweite des zweiten, negativen Gliedes abhängig. In gewissem Umfange kann die Baulänge auch durch das an sich freie Verhältnis der Brennweite des Frontgliedes zu der Brennweite des Grundobjektivs beeinflußt werden, wobei eine relativ lange Brennweite des Grundobjektivs eine relativ kurze Brennweite des Frontgliedes bedingt.

Auf diese Weise kann etwa der Abstand zwischen den das erste und das zweite Glied ersetzenden unendlich dünnen Linsen negative Werte annehmen, sodaß einerseits die Baulänge verkürzt wird, anderseits aber die Realisierung des Ansatzes ein Frontglied vom sogenannten Retrofokustyp verlangt, dessen Mldseitiger Hauptpunkt außerhalb des Frontgliedes liegt. Beim erfindungsgemäßen Objektiv wurde diese Maßnahme nicht ergriffen, da Frontglieder der erwähnten Art naturgemäß aufwendig im Aufbau sind, aber auch weil derart große Durchmesser der Strahlenbündel im Blendenraum, hervorgerufen durch ein relativ langbrennweitiges Grundobjektiv, bei vorgegebenem Ö'ffnungsverhältnis der Forderung nach möglichst kleinen mechanischen Abmessungen entgegenspricht.

Durch die Erfindung soll ein Objektiv mit einem etwa dreifachen Dehnungsfaktor und einer Minimalbrennweite, welche um etwa 20 % langer als die .Bilddiagonale ist, geschaffen werden. Das Objektiv soll bei hoher Lichtstärke auch am äußersten Bildrand einen über das gesamte Bildfeld besonders gleichmäßigen und hohen Kontrast aufweisen.

50 9827/0627

Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß folgende Bedingungen erfüllt sind: °'⁵V ^ ^r16

- ¹⁰° ^fv *=- ^r17 0,8f_v ■< /r₁₈/ °'^5fv < ^r19 ^{2 f}v .< /V

°'^6fv < ^r22

0,6	f V
100	f V
fv
0,6	V
3	V
0,6	f' V
0,7	V
100	fv
0,20	f V
0,20	V
0,15	V
0,20	V

- 100 f_v < /r₂₃/ °_} ^l5fv < ^d?

0,15 f_v

0,10 Γ _n

0,15 f_v ^: d₁₂

worin f die Brennweite des Grundobjektivs,' T_{1 ß} bis r „ die Krümmungsradien und d_n bis U₁ die Mittendicken der vier, das Grundobjektiv bildenden Linsenelemente bedeu-

9 1ώ

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehlagen, daß die mit f_G . bezeichnete kleinste Brennweite des Objektivs, die Brennweite L₇ des zweiten, negativen, axial verschiebbaren Gliedes_/die mit 6 y bezeichnete, dreifache Länge der Bilddiagonale einerseits und der objektseitige Kadius r derLüft-

linse des zweiten Gliedes sowie deren bildseitiger Radius r_Q anderseits folgenden Ungleichungen genügen

^: l^r9>⁰·⁴

50 9 8 277062 7

wobei vorzugsweise die Brennweite f des zweiten Gliedes kleiner als ihr Schiebeweg ist. Dadurch erhält man eine Leistungszahl Z, die größer als 4 ist.

Vorteilhaft wird zur Behebung von Abbildungsfehlern sowohl das positive Frontglied als auch das zweite, negative Glied aus mehreren Linsen, höchstens jedoch vier, aufgebaut sein. Dies widerspricht durchaus nicht der Forderung nach einem billigen und einfachen Aufbau, da infolge der sich daraus ergebenden Aufteilung der Brechkräfte auf mehrere Flächen die einzelnen Linsen nicht nur eine für die Fertigung vorteilhafte Form bekommen, so daß im Frontglied kein Krümmungsradius !deiner als der Durchmesser der betreffenden Linse ist, sondern auch kerne Mittendicke mehr als 15 % des betreffenden Durchmessers beträgt. Im Hinblick auf eine kostensparende Ausführung ist dies besonders bedeutungsvoll. Überdies können diese Linsen aus optischen Gläsern gefertigt werden, die bezüglich Brechungsindex und Abbe' sehen Zahl und demzufolge auch bezüglich des Kostenpunktes weitab von jedem. Extrem liegen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein pankratiscfces Objektiv zu schaffen, durch welches ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie z.B. Vorsatzlinsen, Objekte, die sich in einer Entfernung zwischen Unendlich und wenigen Millimetern vor der Frontlinse des Objektivs befinden, ohne Einbuße an Abbildungsqualität abgebildet werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv sind durch eine zusätzliche axiale Verschiebung des dritten, negativen Gliedes Abbildungsmaßstäbe zwischen 1 : &o und 1 : -5 erreichbar. Es werden also Aufnahmen bis weit in den Makrobereich, der sich bekanntlich auf Abbilr dungsmaßstäbe zwischen 1 : -10 und 1 : - 1 erstreckt, möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines Beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs für drei Brennweiteneinstellungen im Schnitt dargestellt ist. Die Fig.l zeigt die Einstellung auf die minimale Ge^ samtbrennweite, die Fig. 2 eine mittlere Brennweiteneinstellung und die Fig. 3 die Einstellung auf die maximale Gesamtbrennweite.

Das Objektiv ist in bekannter Weise aus einem dem Aufnahmeobjekt zugekehr-

509827/0627

ten ortsfesten Glied I mit positiver Brennweite f , einem dem Glied I benachbarten,
längs der optischen Achse zwecks Variation der Gesamtbrennweite verschiebbaren Glied Π mit negativer Brennweite f , weiters einem dem Glied II benachbarten, längs der optischen Achse zwecks Konstanthaltung der Bildlage verschiebbaren Glied ΠΙ mit negativer Brennweite f und einem ortsfesten Glied IV mit positiver Brennweite f , welches die hinter dem Glied III divergierenden Strahlenbündel ebenfalls ortsfesten Grundobjektiv V mit positiver Brennweite JL· achsparallel verlaufen, aufgebaut.

Im Beispiel gemäß Anspruch 3 bedeuten r die Radien, d die Scheitelabstände, η, die Brechzahlen und ν , die Abbe' sehen Zahlen, wobei von einer Einstellung auf eine mittlere Brennweite f_pM = 1 ausgegangen wurde, die sich ergibt, wenn das negative Glied II das vom positiven Glied I entworfene Zwischenbild eines Objektes im Maßstab 1 : -1 abbildet.

509827/0 627

Claims (3)

1. Patentansprüche

   f lj Pankratisches Objektiv, besonders TV-Kameraobjektiv, vorzugsweise für das

   2/3-Zoll-Vidikon-Format, bestehend aus einem Vorsatz variabler Brennweite und einem Grundobjektiv fixer Brennweite, welcher Vorsatz ein erstes positives Frontglied aufweist, dem ein zweites und ein drittes negatives Glied und schließlich ein viertes, positives Glied folgt, wogegen das Grundobjektiv aus einem positiven Glied besteht, wobei zur Änderung der Gesamtbrennweite das zweite, dem positiven Frontglied benachbarte, negative Glied längs der optischen Achse verschiebbar ist und das dritte, negative Glied die zur Konstanthaltung der Bildlage erforderliche Ausgl eichsbewegung ausführt, während das vierte, positive Glied die hinter dem dritten Glied divergierenden Strahlenbündel in im wesentlichen achsparalleler Richtung durch den Blendenraum dem Grundobjektiv zuführt, gekennzeichnet durch folgende Bedingungen:

   O, 5f
   * ν ^ ^r16 < 0,6 V - 100 f
   ν ^ ^r17 < 100 V 0, 8 f_v -S= /r₁₈/ < V 0,5 f_v < ^r19 ' < 0,6 V ^{2 f}v -^ /v < 3 f
   V 0.5 f_v < /T₂₁/ < 0,6 ^fv 0.6 f_v ^ ^r22 ^< 0,7 'v - 100 f
   V < -Zr₂₃Z^ 100 ^fv 0,l5f
   ¹ V < ^d9 < 0,20 V 0,15 f
   ' V < ^dl0 < 0,20 ^fv 0,10 f < d_n -= 0,15 V o.^{15 f} _v < ^d12 ^ 0,20 V

   509827/0627

   worin f die Brennweite des Grundobjektivs (V), r bis r_o die Krümmungsradien und d_q bis d die Mittendicken der vier, das Grundobjektiv bildenden Linsenelemente bedeuten.
2. 2. Pankratisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Bedingungen:

   (Wm-fn) < ⁶^
   Ir₈I : Ir₉I > 0,4

   worin f _ . die kleinste, einstellbare Gesamtbrennweite des Objektivs, f die Brennweite des zweiten, negativen Gliedes, 6y die dreifache Längender Bilddiagonale, r_o den

   objektseitigen Radius, r den bildseitigen Radius der Luftlinse des zweiten Gliedes bezeichnen, wobei vorzugsweise die Brennweite f des zweiten Gliedes Meiner als sein Schiebeweg ist.
3. 3. Pankratisches Objektiv nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet
   durch folgende Daten, verstanden mit einer Abweichung der Krümmung einzelner Flächen bis zu + 10% der Brechkraft des entsprechenden Gliedes, der Dicken bis zu + 10 %
   des entsprechenden Gliedes, der Brechzahlen bis zu + 0, 03 und der Abbe' sehen Zahlen bis - 5 :

   5 0 9827/0627

   + 5,781 ^dl = 0,07 / 1, •
   • 805 / / 1 25, 4 + 1,913 ¹I = 0,04 + 2,135 ^d2 = 0,16 / 1, 603 / / 60, 6 - 11,193 ¹Z = 0,00 / + 1,873 ^d3 = 0,15 / If 658 / 50, 9 ¹S 0,03
   0,59
   0,92 • ·
   • · . >
   • f .
   „mm
   ί"
   max - 19,248 ^d4 .= 0,04 / 1, 658 50, 9 + 0,790 = 0,12 1 - 1,440 ^d5 = 0,04 / 1» 670 47, 4 + 0,864 ^d6 = 0,11 / 1, 805 25, +180,834 0,97
   0,30
   0,08 f .
   ί""

   ^Γ12 " °'⁷³⁰

   - 1,205

   max

   d_ = 0,04 / 1,624 / 47,0

   0,03 ...
   0,14 ...
   0,03 ...

   f . „mm

   max

   = -0,826

   509827/0627

   plan

   - 1,029

   plan plan

   + 0,593

   + 37,365

   - 0,927 + 0,626

   - 2,626

   - 0,614 + 0,725

   - 18,602

   1,691 / 54,7

   = 0,04

   d = 0,18 / 1,517 / 64,2 Blendenraum 0,07 + 0,07

   = 0,19 / 1,717 / 48,0

   I₈ = 0,15

   ^d ₁₀ = °>²⁰ / I«⁸⁴⁷ / 23,8

   I₉ = 0,22

   60,1

   I₁₀ = 0,00

   = 0,19 / 1,641 / 60,1

   f_v = +1,059

   ^fmin

   = °'⁵⁶

   f =1,58

   max '

   2y« = Wf

   Offnungsverhältnis = 1:1,9

   509827/0627

   Leerseite