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Optisches System mit veränderlicher Brennweite, grosser
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relativer Oeffnung und Makroeinstellung I. Erfindungsgegenstand Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Aufnahmeobjektiv mit veränderlicher Brennweite,
grossem Oeffnungsverhältnis und geringer Empfindlichkeit bezüglich Fertigungstoleranzen.
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Ein nach dem Erfindungsgedanken gebautes Objektiv weist hinsichtlich
der Abbildungsqualität hohe Leistungen im ganzen Brennweiten-Einstellbereich auf,
sei. es bei normalen Gegenstandsentfernungen oder bei Makroaufnahmen. Ausserdem
konnte das Objektiv so ausgelegt werden, dass eine kurze Anfangsbrennweite, d.h.
ein grosser Feldwinkel möglich war.
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Objektive nach dem Erfindungsgedanken sind sowohl für photographische
als auch für kinematographische und Fernseh-Aufnahmegeräte geeignet.
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Das im folgenden beschriebene Objektiv besteht aus 5 Linsengruppen
(gliedern) wobei die vier ersten den Varioteil und die letzte das Grundobjektiv
bilden. Das erste, normalerweise feststehende Glied ist positiv und dient der Einstellung
auf die Dbjektentfernung.
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Das zweite, negative und das dritte, positive Glied sind lengs der
Objektivachse bewegliche Schiebeglieder und dienen gemeinsam der Aenderung der Brennweite.
Ausserdem erlaubt eine zusätzliche Verschiebung des zweiten Gliedes eine Schärfeneinstellung
im Makrobereich. Das vierte Glied ist fest und sorgt, zusammen mit dem fünften Glied
dafür, dass die Abbildungsebene des gesamten Objektives eine vorgegebene Lage einnimmt.
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II. Zeichnungen und graphische Darstellungen Die beigelegten Zeichnungen
zeigen die möglichen AusführunEsformen von Objektiven nach dem Erfindungsgedanken.
Sie sind als Beispiele gedacht und sollen die Tragweite der Erfindung
in
keiner Weise beschränken.
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Bild 1 und Bild 2 sind Längsschnitte von Objektiven nach dem Erfindungsgedanken.
Der Lichteinfall erfolgt von links.
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Die Bilder 3, 4 und 5 sind graphische Darstellungen der Abbildungsfehler
eines näher beschriebenen ersten Ausführungsbeispieles und zwar jeweils bei der
längsten, einer mittleren und der kürzesten Brennweite.
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Bild 6 stellt die Empfindlichkeitskurve für die drei ersten Glieder
einer ersten Ausführungsform des Erfindungsgedankens dar.
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In den nächsten Abschnitten wurden folgende Symbole verwendet: Fmin
kürzeste Brennweite des Objektivs N relative Oeffnungszahl des Objektivs G1, G2,
. einzelne Glieder (Linsengruppen) fl' f2' .. deren Brennweiten L1, L2 . . Einzellinsen
n1, n2, .. Brechnungsindex für die Spektrallinie e, der Linse mit derselben Beiziffer
v1 2 .. Abbe'sche Zahl der Linse mit derselben Beiziffer 1' r2' .. Krümmungsradien
der Linsen d1, d2 .. Linsendicken, bzw. Scheitelabstände der einzelnen Linsen des
Objektivs.
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III. Beschreibung der Erfindung Um gute KorrekturmDglichkeiten der
optischen Abbildungsfehler über den ganzen Einstellbereich der Schiebeglieder zu
schaffen, wurde das Objektiv nach dem Erfindungsgedanken in 5 Glieder aufgeteilt,
von denen die vier ersten den Variator bilden und das fünfte das Grundobjektiv.
Diese fünf Glieder sind der Reihe nach positiv, negativ, positiv, negativ und positiv.
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Um die relative Oeffnung der Einzellinsen möglichst klein zu halten,
starke Krümmungen zu vermeiden und Abbildungsfehler höherer Ordnung zu umgehen,
wurden die 5 Glieder aufgespalten, u. zw. in freistehende Einzellinsen und Doppelglieder
deren innere (gekittete oder ungekittete) Flächen eine Brechkraft mit entgegengesetzten
Vorzeichen zur Brechkraft des Doppelgliedes aufweist und ihre konvexe Seite dem
einfallenden Licht zuwendet.
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Ferner weisen die fünf Glieder folgende Eigenschaften auf, wobei wiederum
der vom Licht beschriebene Weg durch das Objektiv die Nummerierung der Linsen und
die Reihenfolge der Glieder bestimmt.
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Im Variator stehen die Glieder 1 und 4 fest, während die Glieder 2
und 3 als Schiebeglieder ausgebildet sind und parallel zur Objektivachse beweglich
sind, wobei unter Einhaltung eines bestimmten Bewegungsgesetzes die Brennweite kontinuierlich
geändert und gleichzeitig die Bildebene des Objektivs in ihrer -Lage beibehalten
werden kann. Diese Brennweitenänderung bewirkt eine stetige Aenderung der Blldgrösse,
bzw. des Abbildungsmassstabes.
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Das Frontglied glied 1) ist positiv und normalerweise feststehend;
es besteht aus einem bikonvexen Doppelglied und einer freistehenden Einzellinser
Das Doppelglied setzt sich aus einem negativen Meniskus mit nach vorn gerichteter
konvexer Fläche und einer bikonvexen Linse zusammen. Die gekittete oder ungekittete
Trennfläche beider Linsen hat eine negative Brechkraft. Die freistehende Einzellinse
ist ein positiver Meniskus dessen konvexe Fläche ebenfalls gegen den Lichteinfall
hin gerichtet ist und dessen erste Fläche eine absolut höhere Brechkraft als die
zweite Fläche hat.
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Diese Anordnung verleiht dem ersten Glied ~eine gute Stabilität der
Abbildungsfehler, insbesondere der Oeffnungsfehler, der Bildfeldwölbung und des
Astigmatismus über den ganzen Entfernungseinstellbereich und den ganzen Brennweitenbereich
hinweg.
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Ausserdem wirkt das Glied 1 mit den Gliedern 2 und 3 zusammen, um
die Abbildungsfehler im ganzen Einstellbereich der Entfernungen und der Brennweiten
stabil zu halten.
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Durch eine axiale Verschiebung des Gliedes 1 lässt sich das Objektiv
auf die verschiedenen Entfernungen, die das Aufnahmeobjekt einnehmen kann, einstellen.
Wollte man dieselben Einstellmittel auch für sehr kleine Entfernungen verwenden,
so wäre der notwendige Hub des Gliedes 1 sehr gross, was grössere Linsendurchmesser
des Gliedes 1 bedingen würde und eine höhere Komplexität um auch die Abbildungsfehler
höherer Ordnung wegkorrigieren zu können. Die damit verbundene Verteuerung des Gliedes
1 wäre bei einer Amateurkamera nicht mehr zu vertreten.
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In den Objektiven nach dem hier entwickelten Erfindungsgedanken wird
zur Einstellung im extremen Nahbereich das Glied 2 herangezogen, welches durch eine
zusätzliche Verschiebung nach vorn Einstellungen im Makrobereich ermöglicht.
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Das Glied 2 hat eine negative Brechkraft und ist parallel zur Objektivackse
verschiebbar. Es besteht aus einer freistehenden, als zerstreuender Meniskus gestalteten
Einzellinse und einem bikonkaven Doublet aus einer bikonkaven Linse und einem nachfolgenden
positiven Meniskus. Die gekittete oder ungekittete Trennfläche ist nach vorn gewölbt
und hat eine positive Brechkraft.
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Das Glied 3 hat eine positive Brechkraft und ist parallel zur Objektivachse
verschiebbar. Es setzt sich aus einem Doppelglied und einem nachfolgenden Meniskus
zusammen. Das Doppelglied ist bikonvex und besteht aus einem negativen Meniskus
und einer bikonvexen Linse. Der auf das Doppelglied folgende positive Meniskus ist
nach vorn gewölbt. Die vordere Fläche hat, absolut betrachtet eine höhere Brechkraft
als die hintere Brechfläche. Im Doppelglied hat die Trennfläche e-ine zerstreuende
Wirkung und ist nach vorn gewölbt.
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Die Glieder 2 und 3 führen gegenläufige axiale Verschiebungen aus
und ändern damit die Brennweite, u.zw. verschiebt sich das Glied 2 nach hinten wenn
die Brennweite länger wird.
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Verschiebt sich das Glied 2, über die Endlage des Brennweiteneinstellbereichs
hinaus, nach vorne, so bewirkt diese zusätzliche axiale Bewegung eine Einstellung
auf sehr kurze Entfernungen (Makroaufnahmen). Die nach obiger Beschreibung ausgeführten
Glieder 2 und 3 ergeben eine hohe Stabilität der Abbildungsfehler über den gesamten
Einstellbereich der Brennweiten wobei die Restfehler sich in einem Rahmen halten,
der einen Ausgleich durch die nachfolgenden Glieder 4 und 5 mit vertretbarem Aufwand
gestattet.
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Das Glied 4 hat eine negative Brechkraft und ist ein bikonkaves Doppelglied,
das sich aus einer bikonkaven ersten Linse und einem positiven Meniskus zusammensetzt,
die gekittete oder ungekittete Trennfläche hat eine positive Brechkraft und ist
nach vorn gewölbt.
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Das Glied 5, das Grundobjektiv, ist eine Linsengruppe positiver Brechkraft
und hat bezüglich der Bildebene (wie übrigens auch das Glied 43 eine feste Lage.
Es besteht aus 5 oder aus 3 Linsen.
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In der 5-linsigen Ausführung setzt sich das Grundobjektiv aus 3 Einzellinsen
und einem Doppelglied wie folgt zusammen.
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Die erste Einzel linse ist bikonvex, die zweite bikonkav.
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Dann folgt das bikonvexe Doppelglied, welches aus einem negativen
Meniskus und einer bikonvexen Linse zusammengesetzt ist. Auf das Doppelglied folgt
ein positiver Meniskus mit nach vorn gewölbten Flächen In der 3-linsigen Ausführung
bilden die beiden ersten Linsen ein gekittetes oder ungekittetes Doppelglied, wobei
die erste Linse bikonkav ist, die zweite bikonvex. Die 3. freistehende Linse ist
bikonvex.
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Die beiden feststehenden Glieder 4 und 5 bringen das vom gesamten
Objektiv erzeugte Bild in eine vorgegebene Ebene und gleichen die nach dem Varioteil
noch vorhandenen aber über den ganzen Einstellbereich in etwa gleichbleibenden Restfehler
aus.
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Das nach dem hier erläuterten Erfindungsgedanken gebaute optische
System genügt noch folgenden Beziehungen zwischen den Abmessungen, der Empfindlichkeit,
der Brechkräfte, und der Oeffnungsverhältnisse der einzelnen Komponenten sowie dem
Korrekturzustand und der Stabilität der einzelnen Abbildungsfehler : 10,3 Fmin <
f1 < 14,4 Fmin (1) N N 2,5 3,2 Fmin <|f2|< Fmin (2) N N Fmin < f3 <
4N5 Fmin (3) N N 3,9 5,3 N Fmin <|f4|< N Fmin (4) 0,45 r1 < r3 < 0,95
r1 (5) D,13 r5 < r4 < 0,21 r5 (6) n1 > 1,72 (7) n1 - n2 > 0,1 (8) v2
- v1 > 12 (9) n6 > 1,72 (10) n6 - n5 > 0,1 (11) v5 - v6 > 27 (12) n7
> 1,72 (13) n7 - n8 > 0,08 (14) v8 - v7 > 23 (15) n11 > 1,72 (16) n11-
n10 > 0,06 (17) v10 - v11 > 27 (18)
Die Beziehungen (1),
(2), (3) und (4) beschreiben die Bedingungen denen ein optimales System gehorcht
und verbindet die relative Oeffnungszahl N und die kürzeste einstellbare Brennweite
Fmin des Objektives einerseits, derart mit den Brennweiten der einzelnen Glieder
anderseits, dass ein guter Kompromiss zwischen den Abmessungen des Objektives und
den Oeffnungszahlen und Brechkräften der verschiedenen Glieder entsteht.
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Werden obige Bedingungen eingehalten, so wird die Korrektur der Abbildungsfehler
erleichtert, und die Abmessungen des Objektives sowie seine Empfindlichkeit auf
Fertigungsstreuungen bleiben in vernünftigen und für die Praxis annehmbaren Grenzen.
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Würden die Brechkräfte der einzelnen Glieder unter den unteren Grenzwerten
der Ungleichungen (1), (2), (3) und (4) liegen, so hätte man zwar ein sehr kompaktes
Objektiv, aber die Brechkräfte der einzelnen Gruppen wären so gross, dass es schwierig
sein würde, die Abbildungsfehler auf einen annehmbaren Wert zu stabilisieren, es
sei denn man nehme komplexe und teure optische Systeme in Kauf. Bei hohen Brechkräften
der gegeneinander verschiebbaren Glieder entstehen beim Durchfahren der Einstellbereiche
auf Entfernung und Brennweite grosse Aenderungen der Restfehler.
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Liegen die Brennweiten, umgekehrt, über den oberen Grenzwerten der
Ungleichungen (1), (2), (3) und (4), wäre das Objektiv unnötig voluminös und teuer.
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Die Bedingungen (5) und (6) bestimmen die optimale Verteilung der
Brechkräfte auf die 3 Linsen des ersten Gliedes.
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Im ersten Glied treffen die Randstrahlen die Linsen bei längeren Brennweiten
näher dem Linsenrand. Aehnliches gilt für die Pupillenstrahlen, da die Pupille bei
langen Brennweiten entfernter vom ersten Glied liegt als bei kurzen Brennweiten.
Somit beeinflusst das erste Glied die Deffnungsfehler, die Bildfeldwölbung, die
Koma, die Verzeichnung und die Farbfehler bei langen Brennweiten in verstärktem
Masse.
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Die Beziehungen (5) und (6) führen zu Lösungen bei denen die brennweitenabhängigen
Unterschiede der genannten Fehler klein gehalten werden. Dieselben Beziehungen verringern
auch die Unterschiede der Abbildungsfehler die von unterschiedlichen Einstellungen
auf die Gegenstandsentfernung herrühren.
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Schliesslich werden die Abbildungsfehler auf einen annehmbaren Wert
stabilisiert, falls die Linsen des Frontgliedes die Bedingungen (5) und (6) erfüllen.
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Umgekehrt wäre der Ausgleich der durch die drei ersten Glieder erzeugten
Fehler mittels der Glieder 4 und 5 äusserst schwierig, falls die Beziehungen (5)
und (6) nicht erfüllt sind.
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Die Ungleichungen (7) und (8) setzen Bedingungen für die Brechungsindizes
der beiden Komponenten der Doppellinse des ersten Gliedes.
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Die Erfüllung dieser zwei Bedingungen trägt, in Verbindung mit einem
geeigneten Krummungsradius der Trennfläche beider benachbarten Linsen dazu bei,
die Unterschiede der Abbildungsfehler bei unterschiedlichen Brennweiten- und Entfernungseinstellungen.
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einschliesslich Makro, klein zu halten. Dies gilt insbesondere für
die Bildfeldwölbung, die Koma und die Verzeichnung.
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Ferner gestattet die Einhaltung der Beziehungen (7) und (8) den erwähnten
Krümmungsradius gross genug zu halten und dadurch eine wirtschaftliche Fertigung
zu ermöglichen.
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Werden die Ungleichungen (7) und (8) nicht erfüllt, so entsteht eine
starke Unterkorrektur der Bildfeldwölbung, besonders bei der langen Brennweite,
und die Unterschiede der Abbildungsfehler über den Brennweitenbereich wären ausserordentlich
gross, da die zerstreuende Wirkung der Trennfläche der Doppel linsen von ihrem optimalen
Wert abweichen würde.
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Ein gewisser Ausgleich könnte mittels eines sehr kleinen Krümmungsradius
der Trennfläche gesucht werden, aber diese Schein lösung würde sehr grosse Abbildungsfehler
mit sich bringen, die nur schwer ausgeglichen werden können. Ausserdem führen kurze
Radien zu dickeren Linsen und zu grösseren Abmessungen des Objektives.
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Die Ungleichung (9) setzt die Abbe'schen Zahlen der beiden ersten
Linsen in eine solche Beziehung, dass die Farblängs-und -querfehler bei den verschiedenen
Brennweiten, aber ganz besonders bei den langen Brennweiten und den unterschiedlichen
Aufnahmeentfernungen klein gehalten werden.
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Ausserdem führt das Einhalten der Ungleichung (9) zu kleineren und
stabileren Fehlern, die später mit erträglichem Aufwand auf einen kleinen Restwert
kompensiert werden könnten.
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Wird die Ungleichung (9) nicht eingehalten, so werden die Korrektur
und die Stabilisierung der Abbildungsfehler schwierig.
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Man müsste die Brechkräfte der Linsen L1 und L2 absolut grösser machen,
wobei die Gesamtbrechkraft der Doppellinsen gleich bleiben müsste.
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Eine solche Lösung bringt grosse Bildfehler höherer Ordnung mit sich
die schlecht ausgeglichen werden können, zumal die Aenderungen der Fehler über den
Verschiebebereich der einzelnen Glieder ebenfalls gross würden. Abgesehen davon
sind höhere Brechkräfte mit kleineren Krümmungsradien und somit dickeren und grösseren
Linsen verbunden, die zu unerwünschten grösseren Abmessungen des Objektives führend
Die Ungleichungen (10) und (11) betreffen die Brechungsindizes der benachbarten
Linsen L5 und L6 die im 2. Glied eine Doppellinse bilden. Das 2. Glied beeinflusst
bei der langen Brennweite in starkem Masse die Oeffnungsfehler,weil bei dieser Brennweiteneinstellung
die Randstrahlen die Linsen in grosser Entfernung von der Achse (in grosser "Höhe")
treffen. Bei der kurzen Brennweite treffen die Feldstrahlen ebenfalls den Randbereich
der Linsen und zwar unter einem grösseren Einfallswinkel. Somit hat das 2. Glied
bei der kurzen Brennweite einen besonders grossen Einfluss auf die Bildfeldwölbung,
die Koma und die Verzeichnung.
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Dieser Einfluss wird weitgehend durch den sehr unterschiedlichen Vergrösserungsfaktor
des 2. Gliedes bei kurzer und langer Brennweite geschwächt.
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Sind die L!nleic¼ungen (lr und (11) Erfüllt, so erlaubt die ausgewogene
Verteilung der Brechzahlen mit einem nicht allzu kleinen Krümmungsradius der Trennfläche
der Doppellinse auszukommen und einen ausgeglichenen Verlauf der Abbildungsfehler
über den gesamten Brennweiten- und Entfernungseinstellbereich zu erhalten. Dies
gilt in besonderem Mass für die Bildfeldwölbung, die Koma und die Verzeichnung.
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Werden die Bedingungen (10) und (11) hingegen nicht erfüllt, so entsteht
eine Ueberkorrektur der Bildfeldwölbung und die Stabilität der Abbildungsfehler
wird unsicher. Bei Aenderungen der Brennweite oder der Entfernungseinstellung würden
die Abbildungsfehler starken Aenderungen unterworfen sein, denn die Brechkraft der
Trennfläche der Doppellinse hätte nicht ihren optimalen Wert, der die Stabilität
der Abbildungsfehler und deren Reduktion auf ein annehmbares Mass gestattet, es
sei denn man nehme sehr kleine Krümmungsradien in Kauf.
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Eine solche Losung hat jedoch wesentliche Nachteile Einerseits bringt
sie grössere schwer ausgleichbare Abbildungsfehler höherer Ordnung, anderseits haben
kleinere Krümmungsradien grössere Linsen und grössere Objektive zur Folge.
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Die Bedingung (12) ist eine Achromasie-Bedingung für die Doppellinse
des 2. Gliedes und betrifft die Linsen Ls und L6.
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Die Wahl geeigneter Abbe'schen Zahlen für diese beiden Linsen führt
zu tragbar kleinen Farblängs- und -querfehler, die ausserdem nur wenig von den Objektiveinstellungen
abhängig sind. Diese Fehler lassen sich daher ohne allzu grossen Aufwand mittels
der nachfolgenden Glieder ausgleichen.
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Wäre die Beziehung (123 nicht erfüllt, so könnten kleine und stabile
Farbfehler dadurch angestrebt, werden, dass die Brechkräfte der Linsen L5 und L6
unter Beibehalten der Gesamtbrechkraft der Doppellinse absolut vergrössert würden.
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Eine solche Lösung hat jedoch Nachteile, denn sie erschwert die Korrektur
der übrigen Abbildungsfehler indem grössere Fehler höherer Ordnung entstehen, die
schwer ausgeglichen werden können.
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Abgesehen davon bringen kürzere Krümmungsradien grössere Linsen und
grössere Objektive.
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Die Bedingungen (13) und (14) beziehen sich auf die Brechzahlen der
Komponenten der Doppellinse des dritten Gliedes.
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Die optimale Verteilung der Brechkräfte auf die Linsen L7 und L8,
in Verbindung mit einer geeignet gewählten Krümmung der Trennfläche dieser Doppellinse
führen zu kleinen Abbildungsfehlern, die sich ausserdem über den Einstellbereich
der Brennweite und der Entfernungen nur wenig ändern. Darüber hinaus kann der Krümmungsradius
der Trennfläche gross genug gehalten werden.
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Sind hingegen die Bedingungen (13) und (14) nicht erfüllt, so könnte
die Trennfläche ihre Aufgabe, nämlich kleine und stabile Abbildungsfehler zu gewähren,
nicht mehr erfüllen, da die zerstreuende Wirkung der Trennfläche nicht ihr Optimum
erreichen könnte. Wollte man sich mit einem sehr kleinen Krümmungsradius helfen,
so würde man sich damit erhebliche Schwierigkeiten einhandeln, wie der Ausgleich
Abbildungsfehler höherer Ordnung, höhere Fertigungskosten wegen der kleinen Krümmungsradien,
dickere Linsen und ein grösseres Objektiv.
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Die Beziehung (15) ist eine Achromasie-Bedingung für die Doppellinse
des 3. Gliedes und bezieht sich auf die Abbe'schen Zahlen der Linsen L7 und L8.
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Die Erfüllung der Ungleichung erleichtert die Korrektur der Farblängs-
und -querfehler und hält auch die übrigen FEhler auf ein annehmbar kleines und stabiles
Mass, womit der spätere Ausgleich durch die nachfolgenden Glieder erleichtert wird.
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Umgekehrt hat das Nichteinhalten der Bedingung (15) eine hohe Instabilität
der Farbfehler zur Folge. Um den Fehler auszugleichen und auf ein vernünftiges Mass
zu bringen, müssen die Brechkräfte der Linsen L7 und L8 in ihren absoluten Beträgen
stark vergrössert werden, wobei die Gesamtbrechkraft der Doppel linse nicht geändert
werden darf. Eine solche Anordnung erschwert die Korrektur der übrigen Abbildungsfehler,
denn es entziehen Fehler höherer Ordnung die schlecht ausge--glichen werden können.
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Die Ungleichungen (16) und (17) betreffen die Brechzahlen der Linsen
L10 und L11 der Doppellinse der vierten Gruppe.
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Die beiden Bedingungen ergeben eine ausgewogene Verteilung der Brechungsindizes
auf die beiden Linsen L10 und L11 und, in Verbindung mit einem geeigneten Krümmungsradius
der Trennfläche eine optimale Verteilung der Brechkräfte auf die Linsen L10 und
L11, die eine Korrektur der Abbildungsfehler erlaubt und insbesondere eine Reduktion
der Oeffnungsfehler in einem solchen Mass ermöglicht, dass das nachfolgende 5. Glied
ohne erheblichen Aufwand einen endgültigen Ausgleich der Oeffnungsfehler herbeiführen
kann. Der Krümmungsradius der Trennfläche zwischen den Linsen L10 und L11 braucht
dabei nicht unannehmbar klein zu werden.
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Das Nichteinhalten der Bedingungen (16) und t17) führt zu einer starken
Ueberkcrrektur der Oeffnungsfehler, mit besonderer Verschlechterung der zonalen
Korrektur, die von der nicht mehr optimalen Brechkraft der Trennfläche der Doppellinsen
herrührt. Würde man versuchen durch eine stärkere Krümmung der Trennfläche die Oeffnungsfehler
auszu korrigieren, so würde man gleichzeitig andere Abbildungsfehler höherer Ordnung
erzeugen die nur schwer ausgeglichen werden könnten.
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Ausserdem ziehen kleine Krümmungsradien dickere Linsen und grösser
bauende Objektive nach sich.
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Die Beziehung (18) definiert die erforderliche Achromasie der Doppellinse
des vierten Gliedes und setzt der Differenz der Abbe'schen Zahlen der Linsen L10
und L11 eine untere Schranke. Diese Ungleichung erleichtert die Korrektur der Farblängs-
und -querfehler indem sie auf ein solches Mass verkleinert werden, welches vom nachfolgenden
fünften Glied, dem Grundobjektiv, vollends auskorrigiert werden kann.
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Wäre die Bedingung (18) nicht erfüllt, so müsste die Brechkraft der
Linsen L10 und L11 absolut grösser werden, wobei die Gesamtbrechkraft der Doppel
linse unverändert bliebe.
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Dieser Lösungsweg hat aber erhebliche Nachteile, denn er erschwert
die Korrektur der übrigen Bildfehler und erzeugt Bildfehler höherer Ordnung. Abgesehen
davon bedingen starke Krümmungen dickere Linsen, die wiederum zu unerwünscht grossen
Objektiven führen
Erster Zahlenbeispiel eines nach dem Erfindungsgedanken
ausgeführten optischen Systems Bild 1) F = 1 - 7,66 K = 1,2 Bildseitige Schnittweite
s'= 1,904
| G L r d ne ve |
| r1 = 33,3 |
| L1 d1 = 0,29 n1 = 1,79190 v1 = 25,55 |
| r2 = 7,23 |
| L2 d2 = 1,83 n2 = 1,57830 v2 = 41,22 |
| G1 r3 = -25,9 |
| d3 = 0,02 |
| r4 = 6,85 |
| L3 d4 = 1,12 n3 = 1,60548 v3 = 60,35 |
| r5 = 42,01 |
| d5 = veränderbar |
| r6 = 12,29 |
| L4 d6 = 0,13 n4 = 1,74795 v4 = 44,49 |
| r7 = 2,65 |
| d7 = 1,06 |
| G2 r8 = -4,02 |
| L5 d8 = 0,13 n5 = 1,62555 v5 = 57,79 |
| r9 = 3,06 |
| L6 d9 = 0,62 n6 = 1,79190 v6 = 25,55 |
| r10 = 16,35 |
| d10 = veränderbar |
| r11 = 13,89 |
| L7 d11 = 0,13 n7 = 1,79190 v7 = 25,55 |
| r12 = 3,27 |
| L8 d12 = 0,71 n8 = 1,69401 v8 = 54,46 |
| G3 r13 = -4,9 |
| d13 = 0,02 |
| r14 = 4,23 |
| L9 d14 = 0,36 n9 = 1,69401 v9 = 54,48 |
| d15 = veränderbar |
| r16 = -4,52 |
| L10 d16 = 0,11 n10 = 1,60548 v10 = 60,35 |
| r17 = 2,23 |
| G4 d17 = 0,06 |
| r18 = 2,11 |
| L11 d18 = 0,34 n11 = 1,79190 v11 = 25,55 |
| r19 = 3,57 |
| d19 = 2,02 |
| r20 = 2,85 |
| L12 d20 = 0,49 n12 = 1,74795 v12 = 44,49 |
| r21 = -10,69 |
| d21 = 0,37 |
| r22 = -3,57 |
| G5 L13 d22 = 0,13 n13 = 1,79190 v13 = 25,55 |
| r23 = 3,03 |
| d23 = 0,13 |
| r24 = 34,8 |
| L14 d24 = 0,41 n14 = 1,79190 v14 = 25,55 |
| r25 = 2,25 |
| L15 d25 = 0,65 n15 = 1,74795 v15 = 44,49 |
| d26 = 0,04 |
| L16 d27 = 0,32 n16 = 1,74795 v15 = 44,49 |
| r28 = 22,05 |
| ./. |
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fl = 10,874 f2 = -2,446 f3 = 3,382 f4 = -4,0 f5 = 2,628 Veränderbare
Scheitelabstände
| F 1,0 1,674 2,804 4,695 7,861 |
| d5 0,103 1,796 3,088 4,071 4,817 |
| d10 7,131 5,068 3,309 1,737 0,245 |
| d15 0,290 0,660 1,126 1,716 2,462 |
Zweites Zahlenbeispiel eines nach dem Erfindungsgedanken ausgeführten
optischen Systems (Bild 2) F = 1,5 - 11,8 N = 1,8 bildseitige Schnittweite s'= 3,467
| 5 L r d 1 ne 1 |
| r1 = 33,3 |
| L1 d1 = 0,29 n1 = 1,79190 v1 = 25,55 |
| r@ = 7,23 |
| L2 -2 r3 = -25,9 d2 = 1,83 n2 = 1,5783 v2 = 41,22 |
| G1 r3 = -25,9 |
| r4 = 6,85 |
| L3 d4 = 1,12 n3 = 1,60548 v3 = 60,35 |
| r5 = 42,01 |
| d5 = veränderbar |
| r6 = 12,29 |
| L4 d6 = 0,13 n4 = 1,74795 v4 = 44,49 |
| r7 = 2,65 |
| G2 d7 = 1,06 |
| L5 d8 = 0,13 n5 = 1,62555 v5 = 57,79 |
| r9 = 3,06 |
| L6 d9 = 0,62 n6 = 1,79190 v6 = 25,55 |
| r10 = 16,35 |
| d10 = veränderbar |
| r11 = 13,89 |
| L7 d11 = 0,13 n7 = 1,79190 v7 = 25,55 |
| r12 = 3,27 |
| L8 d12 = 0,71 n8 = 1,69401 v8 = 54,48 |
| G3 r13 = -4,9 |
| d13 = 0,02 |
| r14 = 4,23 |
| L9 d14 = 0,36 n9 = 1,69401 v9 = 54,48 |
| r15 = 19,84 |
| d15 = veränderbar |
| r16 = -4,9 |
| L10 d16 = 0,11 n10 = 1,60548 v10 = 60,35 |
| r17 = 2,42 |
| G4 d17 = 0,07 |
| r18 = 2,32 |
| L11 d18 = 0,77 n11 = 1,76167 v11 = 27,37 |
| r19 = 3,97 |
| r20 = -17,14 |
| L12 d20 = 0,16 n12 = 1,81265 v12 = 25,24 |
| r21 = 3,84 |
| d21 = 0,03 |
| r22 = 4,65 |
| G5 L13 d22 = 0,45 n13 = 1,61521 v13 = 58,25 |
| d23 = 0,05 |
| L14 d24 = 0,25 n14 = 1,59142 v14 = 61,03 |
| r25- - 8,81 |
fI = 10,874 f2 = -2,446 f3 = 3,382 f4 = -4,205 f5 = 3,852 Veränderbare
Scheitelabstände
| F 1,5 2,511 4,206 7,043 11,8 |
| d5 0,103 1,796 3,088 4,071 4,817 |
| d10 7,131 5,068 3,309 1,737 0.245 |
| d15 | 0,290 | 0,660 | 1,126 | 1,716 | 2,462 |
Brittes Zahlenbeispiel eines nech dem Erfindungsgedanken ausgeführten
optischen Systems (Bild 2) F - 1,523 - 11,982 @ = 1,8 Bildseitige Schnittweite s'=
3,483
| G L r d ne |
| r1 = 33,3 |
| L1 r2 = 7,23 d1 = 0,29 n1= 1,79190 v1= 25,55 |
| G1 L2 r3 =-25,9 d2 = 1,83 n2 = 1,578830 #2 = 41,22 |
| r4 = 6,85 d3 = 0,02 |
| L3 r5 = 42,01 d4 = 1,12 n3= 1.60548 #3= 60,35 |
| d5 = veränderbar |
| r6 = 12,29 |
| L4 d6 = 0,13 n4 = 1,74795 v4 = 44,49 |
| r7 = 2,65 |
| d7 = 1,06 |
| G2 r8 = -4,02 |
| L5 d8 = 0,13 n5 = 1,62555 v5 = 57,79 |
| r9 = 3,06 |
| L6 d9 = 0,62 n6 = 1,79190 v6 = 25,55 |
| r10 = 16,35 |
| d10 = veränderbar |
| r11 = 13,89 |
| L7 d11 0 0,13 n7 = 1,79190 v7 = 25,55 |
| r12 = 3,27 |
| L8 d12 = 0,71 n8 = 1,69401 v8 = 54,45 |
| G3 r13 = -4,9 |
| L9 d14 = 0,36 n9 = 1,69401 v9 = 54,46 |
| r15 = 19,84 |
| d15 = veränderbar |
| r16 = -5,0 |
| L10 d16 = 0,11 n10 = 1,60973 v10 =59,19 |
| G4 r17 = 2,5 |
| d17 = 0,07 |
| r18 = 2,36 |
| L11 d18 = 0,32 n11 = 1,79180 v11 =25,87 |
| r19 = 4,11 |
| d19 = 3,05 |
| r20=151,2 |
| L12 d20 = 0,16 n12 = 1,79180 v12 =25,87 |
| d21 = 0,02 |
| G5 L13 d22 = 0,45 n13 = 1,61521 v13=58,35 |
| r23 = -5,68 |
| d23 = 0,05 |
| r24= 4,45 |
| L14 d24 = 0,45 n14 = 1,60548 v14 =60,35 |
| r25 = -9,24 |
f1 = 10,874 f2 = -2,446 f3 = 3,382 f4 = -4,512 f = 4,052 5 Veränderbare
Scheitelabstände
| F 1,523 2,55 4,271 7,152 11,982 |
| d5 0,103 1,796 3,088 4,071 4,817 |
| d10 7,131 5,068 3,309 1,737 0,245 |
| d15 0,290 0,660 1,126 1,716 2,462 |