DE7030757U - Pankratisches objektiv, insbesondere fuer photographische aufnahmen. - Google Patents

Description

Palonianwalt - ■■;;■- ί 8. ΑΡΠΙ YXft

Dipl.-lng. Walter Jad:isch ' f

7 Stuttgart N. MenzelstraEe 40 ' · · · Λ ⁹S / '*"$ f| W

:. ii3 ^ ΊMM-

Ing. Karl Vockenhuljer, 1180 Wien, Pötzloinsdorforstraße 1Ί3 yy *-'.

DDr. Raimund Haujor, 1040WiOn, Goldegg-Gasse 2

Pankralischcs Objektiv, insbes. für pholographische Auinahmeti

Die Erfindung betrifft ein pankratisches Objektiv, insbes. für photographische Aufnahmen, bestehend aus einem Vorsai:: variabler Vergrößerung und einem Grundobjektiv foster Brennweite, wobei der Vorsatz aus zwei feststehenden Gliedern aufgebaut ist, von welchen das erste, dem Aufnahmeobjekt zugekehrte Glied positive Brechkraft, das zweite, dem Grundobjektiv benachbarte Glied negative Brechkraft besitzt und zwischen diesen ein negatives und ein positives Objektivglied sind.

Ziel der Erfindung ist es, ein pankratisches 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 AbbildungscjuaÜtät abgebildet werden können. Im besonderen sollen durch das Objektiv Abbildungsmaßstäbe zwischen 1 : c*o und 1 : - 5 erreichbar sein; es sollen also mit dem erfindung^gemäßen Objektiv Aufnahmen bis weit in den Ivlakrobereich möglich sein. Bekanntlich werden unter Makroaufnahmen solche mit einem Abbildungsmaßstab zwischen 1 : -10 bis 1 : -1 verstanden.

Diese Aufgabe ist mit der herkömmlichen Naheinstellung durch Verschieben des Frontgliedes des beschriebenen Objektivtyps nicht mehr lösbar, da mit dieser Maßnahme im Minimum Aufnahmedistanzen von ca. 1 m ei-reicht werden können.

Bei einem Objektivtyp, der allerdings grundsätzlich von dem oben beschriebenen abweicht, ist es bereits vorgeschlagen worden, durch axiale Verschiebung von inncnliegendcn, d. h. zwischen einem Frontglied und einem Grundobjektiv angeordneten Objek-

21.08.75

tivgliedern eine Einstellung auf extrem nahe Objekte zu erreichen, wobei der Abbildungsmaßstab ebenfalls bereits Werte im Maki'obcrcich annimmt. Bei diesem bekannten Objektivtyp ist allerdings das Verhältnis von Minimal- zu Maximalbrennwcite auf einem Wert von ca. 1 : ί begrenzt.

Die oben skizzierte Aufgabe wird bei einem Objektiv der eingangs beschriebenen Art, welches hinsichtlich seines Brennweitenbereiches nicht diesen engen Beschränkungen unterliegt, dadurch gelöst, daß der Ve rgröße rungs faktor ι ^ des verschiebbaren,

an dritter Stelle stehenden positiven Gliedes in der Einstellung des Objektivs auf die minimale Gesamtbrennweile f . und in der Einstellung auf die maximale Gesamtbrennweite

min

f folgenden Bedingungen genügt, worin f_m die Brennweite dieses dritten Gliedes be-

ΙΪ1 £1λ JLxJl

zeichnet: ^{f min}

2f_m -/-3- min

¹ '. max "^^ ~ "

und für die beiden verschiebbaren Glieder in zwei Teilbereichen ihres gesamten Verstellbereiches zwei verschiedene Bewegungsgesetze vorhanden sind, wobei bei einer Verstellung gemäß dem ersten Bewegungsgesetz in an sich bekannter Weise die Schärfenebene konstant bleibt, bei einer Verstellung gemäß dem zweiten Bewegungsgesetz, wie ebenfalls bekannt, der Abstand der Schärfenebene vom Frontglied in extremem Ausmaß variabel ist. Wird der Abstand des vom Frontglied erzeugten Bildes ( B. ) von dem vom dritten Glied entworfenen Bild ( B₀) mit L bezeichnet, der Abstand zwischen dem zweiten und

dritten Glied mit d_ö, so läßt sich zeigen, daß der Differentialquotient d L für Einstel-

^dd8

lung auf die maximale Brennweite ί verschwindet.

ill 3-Λ

Dies bedeutet, daß in dieser Stellung das System gegenüber einer Änderung des Abstandes zwisohem dem zweiten und dritten Glied, völlig unempfindlich ist. Bei Einstellung auf die minimale Brennweite ist eine zusätzliche Verschiebung des dritten Gliedes in bezug auf das zweite hinsichtlich einer Änderung von L und damit einer Naheinstellung !lochst wirksam. Dies hat auf der einen Seite zur Folge, daß die Fertigung nicht, an die Einhaltung zu enger Toleranzen gebunden ist, auf der anderen Seite ist der Verschjebeweg zur Makroeinslellung so klein, daß ein wesentlicher Eingriff in den

7030757 21.08.75

Korrekturstand des Systems vermieden wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen pankratischen, mehr oder weetwa

niger afokaJen Vorsatz mitYau/.., chem Vergrößerungsbereich zu entwickeln, wobei unter Anwendung möglichst einfädler optischer und mechanischer Mittel ein streng konstanter Bildort über den gesamten Variationsbereich gefordert war. Bekannt sind einerseits die mechanisch kompensierten pankratischen Systeme, welche durch einen relativ geringen Aufwand an optischen Mitteln gekennzeichnet sind; mindestens eine Wirkungsgruppe wird längs der optischen Achse zwecks Erzielung des Zoomeffektes verschoben, während eine zweite Wirkungsgruppe lediglich zur Konstanthaltung der Bildlage längs der optischen Achse in Abhängigkeit von der erstgenannten Wirkungsgruppe verschoben wird; die Realisierung dieses Prinzips erfordert einen komplizierten und dementsprechend kostspieligen Apparat. Anderseits sind die sogenannten optisch kompensierten pankratischen Systeme bekanntgeworden . L. Bergstein hat in seiner "Allgemeinen Theorie der optisch kompensierten pankratischen Systeme" ( Journal of th<~ Optical Society of America, März 1958 ) nachgewiesen, daß bei einem pankratischen System aus u abwechselnd ortsfesten und verschiebbaren Wirkungsgruppen, welch letztere miteinander starr verbunden sind, das Bild während der Verschiebung der bewegbaren Wirkungsgpnippen η mal am gleichen Ort entsteht; diese vergleichsweise einfache und billige mechanische Lösung muß also durch eine große Anzahl von Wirkungsgruppen erkauft werden; dennoch reicht die Abbildungsqualität der optisch kompensierten Systeme selbst bei beträchtlichem Aufwand an optischen Mitteln an die Abbildungsqualität mechanisch kompensierter Systeme im allgemeinen nicht heran.

Im österreichischen Patent Nr. 244.623 ist ein weiterer Typus pankratischer Systeme beschrieben worden, welcher insoferne eine Mittelstellung zwischen den optisch und den mechanisch kompensierten Systemen einnimmt, als der prinzipielle Aufbau eine gewisse Verwandschaft mit den von Gi'amatzXi beschriebenen Transfokatoren aufweist (" Probleme der konstruktiven Optik ", Berlin, 1957, pg. 116-118, ferner DRP 622. 045 und DRP 676. 946 ), die konstante Bildlage aber durch eine geringfügige Abweichung von de r Linearität der Bewegung der zweiten verschiebbaren Wirkungsgruppe erzielt wird.

7030757 21.08.75

Die νυΐι Ciianiat/.ki besdir» Ikmn-h Systeme sind aus vier .V irkungsg nippen aufgebaut, de-- \ ich erste ortsfest und von positiver Ui-echkraft von ein; r verschiebbaren negativen Wir-

j kungsgruppc gefolgt ist ; zu letztgenannter gegenläufig, jedoch In linearer Abhängigkeit

! bewegt wird eine positive VvirKung8grii|i|it:, öü» welche eine ortsfest« Wirkungsgruppe nc

; ga iver Brechkraft folgt; für heutige Verhältnisse unbefriedigend ist der geringe Varia-

tionebercich der Vergrößerung: bei dem in DRP 67G.U46 bekannt gemachten System verhalt sich die maximale zur minimalen Vergrößerung wie 4:1. Dieser theoretisch belegte vierfache Bereich ist jedoch praktisch kaum zu verwirklichen, da die der Synthese zugrunde gelegten unendlich dünnen Linsen infolge der heute üblichen hohen Anforderungen an öffnung und Bildfeld durch mehrlinsige komplexe Wirkungsgruppen ersetzt werden müssen. Das crfinc'uiigBgemäße System ist nun in ähnlicher Weise aus vier Wirkungsgruppen aufgebaut, derart, daß zwischen einer dem Objekt zugewandten ortsfesten positiven und einer ortsfesten negativen Wirkungsgr-uppe eine negative und eine positive Wirkungpgruppe lange der optischen Achse gegenläufig verschoben werden; die beiden verschiebbaren Glieder tragen in etwa gleichen Maßen zur Variation der Vergrößerung bei; dieser Umstand ist als kennzeichnende Eigenschaft optisch kompensierter pankratischer Sytteme zu werten.

Wird dnc dritte Glied in linearer Abhängigkeit von der Stellung des zweiten Gliedes verschoben, so entsteht das reelle Zwischenbild hinter dem dritten Glied zweimal am gleichen Ort im Verlauf der Vergrößerungsvariation. Erfährt nun die Bewegung des dritten Gliedes eine geringfügige, mechanisch leicht realisierbare Korrektur, dann kann der iedeale Bildort des im wesentlichen schon optisch kompensierten pankratischen Systems mit einfachen Mitteln über den ganzen Variationsbereich hin streng eingehalten werden. Die Ausgleichsbewegung hängt von der Brennweite des dritten Gliedes ab und ist als eine Funktion zweiter Ordnung darstellbar.

Naturgemäß ist es auch möglich, die Korrekturbewegung der Verstelibewegung des zweiten Gliedes zu überlagern.

7030757 21.08.75

Während das als Ausftihrungsbeispiel zum österreichischen Patent Nr. 244. beschr; ebene Objektiv system nur einen Vc-größerungsbereich von 1 : 2 aufweist, ist es

ein Ziel dur Erfindung» einen W-rgrößprungsbri-cich mildem Faktor 8 oder größer /.u erreichen.

Dieses Ziel wird erfiiuiungsß'emäß dadurch erreicht, daß

a) das an zweiter Stelle stehende verschiebbare negative Glied aus einer negativen Komponente, bestehend aus einer positiven und einer mit dieser verkitteten bikonkaven Linse, soivie einer negativen Linse aufgebaut ist. wobei die Brechkraft <0„ , der verkitteten Komponente und die Brechkraft ^_{n g} der negativen Linse folgende Bedingung erfüllen:

b) das dritte, positive Glied aus zwei positiven Linsen aufgebaut ist, deren Brechkräfte annähernd gleich groß sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger Ausführungsbeispiele und unter Bci/.ugnahme auf die Zeichnung niiher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt den geometrischen Aufbau des Objektivs bei Einstellung auf verschiedene Brennweiten ( Pos. I bis V)und bei Nah- bzw. Makroeinstellungen (Pos. I bis I c). ,

Die: Fig. 2 bis G veranschaulichen in vier Varianten die in' einem, das Objektiv umschließenden, Zylinder angeordneten Slcucrkurven zur Verschiebung des zweiten

7030757 21.08.75

und dritten Gliedes ( in Abwicklung dargestellt).

Die Fig. 6 bis 8 sind Axial scV ittc durch ein Objektiv gemäß der Erfindung in Wcitwinkeleinstellung ( Fig. 6), Teleeinstcllung ( Pig. 7)und Makroeinstellung (Fig. 8).

Bio Fig. 9 und 10 zeigen bei einer gegebenen Brenn\vciteneinK<.oiiuii:i den Korrok-.tionszustand, wobei die Fig. 9 die Unendlicheinstellungj Fis; 10 die Makrotiinstei::ung \

veranschaulicht. {

In Fig. 1 ist das pankratische System reduziert auf diLine Linsen schematisch j

dargestellt. In den Stellungen I - V wird ein unendlich fernes Objekt in die Filmebene F I

abgebildet, wobei die Stellung I der kürzesten Brennweite f = 7 ( Weitwinkelstellung ) und die Stellung V der längsten Brennweite f = 5G ( Telestellung) entspricht. Die an zweiter Stelle stehende Linse L hat in Stellung 1 einen Abbiidungsmaßstab von 1 : - 0,2=17, cLr bis zu 1 : -1 in Stellung V anwächst ; ähnlich verhält es sich mit der an dritter Stelie I

stehenden Linse L , deren Abbildungsmaßstab von 1 : - 0,378 in Stellung I bis 1 : -1 in Stellung V reicht. Dieser Umstand bewirkt, daß eine zusätzliche Verschiebung von L₀ gegenüber L₀ in den Stellungen-1 und II höchst wirksam ist, mit steigender Brennweite jedoch immer mehr an Einfluß verliert, bis in Stellung V das System gegen diese zusätzliche Verschiebung vollkommen unempfindlich geworden ist. Dies ist einerseits bedeutungsvoll für die mechanische Justierung des gesamten Objektivs, bei welcher durch geringfügige Verstellung des dritten Gliedes L,. die Weitwinkelstcllung in solchem Ausmaß zu beeinflussen ist, daß sie auf die sehr träge reagierende Telestellung abgestimmt werden kann; andererseits macht es die Empfindlichkeit des Abstandes zwischen L„ und L₃ in den Stellungen I und II überhaupt erst möglich, durch relativ geringe Verschiebung von L₀ in den beiden " Weitwinkel Stellungen" sehr kurze Objektentfernungen zu erreiehen.

Würden die Linsen L„ und L₃ beispielsweise einen Abbildungsmaßstab von 1 : -0,6 bis 1 : -1,6 durchlaufen, woraus ebenfalls ein etwa achtfacher Bereich resultiei't, so könnte, wie im folgenden näher erläutert wird, das; angestrebte Resultat nicht erreicht werden.

Das erste Glied L, entwh'ft von eir.^m Objekt ein Zwischenbild B , welches 'obwohl das erste Glied positive Brcchkraft hat - entweder reell oder -bei extrem kurzer ObjcMcntfernung-virtuell sein kann ; dieses Zwischenbild B. wird durch das zweite Glied L₀ virtuell in B₀ und durch das dritte Glied L₀ reell in B abgebildet. Der Abstand

7030757 21.08.75

Kwisvhc ι B, und B wird mit L bezeichnet, Objekt- und Bildentfernung für L bzw. se5e:, a_2> b₂ bzw. a_3> bg. Es gelten dann folgende Beziehungen:

^{= b}2 -

und nach mehrfachen Umformungen und Differenzierung von L nach erhält man

- 1 - A₃ ²

Aus dieser Gleichung ( 4 ) folgt

dL =0 für /^₃ = I¹

Baut man ein pankratisches System so auf, daß P₃ in der Stellung der längsten Brennweite gleich ---I ist, so ist dieses System in der genannten Stellung also völlig unempfindlich gegenüber einer Änderung des Abstandes zwischen L„ und L„. Tragen L„

und L_Q ungefähr gleich zur Brennweitenänderung bei, dann wird der Höchstweit für ο

dL entsprechend Gleichung (4) in der Stellung der kürzesten Brennweite erzielt. Dieser Effekt soll für die Entfernungseinstellung im Makrobereich ausgenützt werden. Günstige Bedingungen für diese Makroeinstellung erhält man, wenn folgende Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden:

'min ^ _ß

2f₃ " ' 3min

Die Auswirkung des im Vorstehenden allgemein abgehandelten Prinzips soll nun an Hand eines Beispieles im einzelnen diskutiert werden:

die Brennweite des ersten Gliedes L f = 61,174

die Brennweite des zweiten GliiJd L₀ f_ = -15,130

die Brennweite des dritten Gliedes L„ · f„ = +18,133

O O

die Brennweite des vierten Gliedes L₄ T₄ = -19,579

die Brennweite des fünften Gliedes L_ i_ = +17,769

5 O

7030757 21.08.75

-S-

die Abstände d- zwischen L₁ und L₀,d_r zwischen L₀ i;nd L, , sowie d /.wii.clieii .1... ;

J. i- Δ Ct Ci O ο tj

la. betragen in den fünf in Fig. 1 dargestellten und mit 1 bis V bexeichnrteii dsV.kr· '■ ..

Stellungen	I	Ii	III	23:741	30.	\r
d4	2:441	9:541	16:Ü41	18,503	G	Ul '
d8	45,762	37,432	28,545	11,271	]C,	,oo-
d13	5 402	G, 632	8,41fi	26,415	55,	G: ■; i
fG	7,276	10,253	15.544	0,50;:	U	.'..'Ml
dL	0, S57	0, 8G2	0,704	-o,7o:	■■3,
ddg	-0,373	- 0, 44ii	-Ö,5^i		(T; :■■

In Zeile 4 obiger Tabelle ist die Gesamtbrennweite f dss Systems in der bc-ireffendeM

Stellung, in Zeile 5 der Differentialquotient γ-ρ- angegeben. In der 6.. Zivile ist der Vergrößerungsfaktor /> „ des dritter Gliedes angefülirt. Der Bildabstand b_ zwiscluii

dem fünften Glied L,. und der Filmebene F ist für ein im unendlichen liegend angcnoir.;vc 5

nes Objekt konstant 17,769

Wird der Differentialquotient durch de:i ; iiiferen/x-nquotienlen ersetzt und eine Änderung von d_o um ,/\ d *= 1 angenommen, so ergeben sich in den verschiedener, ο ο

Brennweiteneinstellungen folgende NahpunktabstKnde ( N )

I II III IV V

N 62 176 462 ^: 1862 <^°

Aus dem bisher gesagten ergeben sich also folgend Möglichkeiten der EnU fernungseinstellung im Makrobereich:

a) nur bei der kürzesten Brennweite

( Lage von Lggleichbleibend, L wird verschoben )

b) "ber einen begi jnztcn Zoombereich

( L₀ und L werden wie in ^ig. 1, Stellung I bis Ic₁ dargestellt, vcr-

schoben, wobei L₀ in Ic die gleiche Lage wie in II hat) £■>

c) durch Bewegung von L₀ und L , wobei durch die Bewegung von L_n der Verlauf des Abbiklungsmaßstabes im Makrobe::eich vorgegeben wird.

In den Fig. 2 bis 5 sind verschiedene Sleuerzylinder für die Objekt ivgli cd er 2 bis 3 in Abwicklung dargestellt, die an ihrer Innenseite im wesentlichen schraubcnlinienartige Kurven aufweisen, di'rch welche die beiden verschiebbar gelagerten Objektivglicder

7030757 21.08.75

liber Mitnehmer gesteuert werden. In Fig. 2 ist der abgewickelte Sieuorzylindor mit 1 bezeichnet, der die Steuerkurve 2 fur das zweite Objektivglied und eine StCUCIiCUi-Ze 3 für das dritte Objektivglied trägt. 4 ist ein ;:n'der Fassung des zweiten Objektivgliedes angeordneter Stift, der in die Steuerlairvc 2 eingreift. Mit 5 ist ein ua ciur Fassung des dritten Objektivgliedes rm geordnet er Stift bezeichnet, der in der Steuerkurve 3 geführt ist. Die dargcstelho Pojiii.on dor Siifle 4. und 5 in den zugehörigen Steuerkurve^ entspricht der Weitwinkeleinstcllung des Objektivs. An die Steuerkurve 3 schließt ein axial gerichteter Ast 6 an, der mit der Steuerkurve 3 einen Winkel OC einschlich . Der Stift 5 wird in der Steuerkurve 3 durch eine nicht dargestellte. Feder an die rechte Flanke der Steuerkurve 3 angepreßt. In der Wcitwinkelcinstcllung des Objektivs kann das dritte Glied gegen die Kraft der oben beschriebenen Feder in axialer Richtung verschoben werden, wobei der Stift 5 die in der Zeichnung strichliert angedeutete Position 5a einur-hir.cn kann. Diese Einstellung des Systems entspricht einer Makrocinstellung, d.h. auf extrem nahe Objekte . Die Fig. 4 zeigt eine Vai'iante zu der oben beschriebenen Steuereinrichtung. Hei dieser Lösung schlicDi. an die Steuerkurve 15 für das zweite Glied ein Ast IG an, der keine Steigung aufweist, während an die Steuerkurve 12 für das dritte Glied unter einem stumpfen Winkel ein Ast 13 anschließt. Bei einer Verstellung dieses Objektivtubus über den Wcitw'nkelbereich hinaus, wird das zweite Glied in seiner Position festgehalten, während das dritte Glied in axialei Richtung gegen das zweite Glied hin verschoben wird. Die Fig. 4 zeigt die an den Fassungen des zweiten und dritten Gliedes angeordneten Stifte 4 und 5 in der Makroeinstellung.

Während die in den Fig. 2 und 4 dargestellten Fassungsteile eine Makroeinstellung gemäß Punkt a ermöglichen, zeigt die Fig. 3 einen Steuerzylinder für eine Makroein stellung gemäß Punld. b. In Übereinstimmung mit Fig. 2 ist die Steuerkurve für das zweite Glied mit 2 bezeichnet, in welcher ein Stift 4 geführt ist. Die Steuerkurve 7 für das dritte Glied ist im Bereich der Wcitwinkeleinstellung erweitert, wobei ebenfalls durch eine nicht dargestellte Feder der Stift 5 an die rechte Flanke der Steuerkurve kraftschlüssig angelegt wird. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 2 ist bei dieser Ausführung eine Makroeinstellung nicht nur im Weitwinkclbereich; sondern auch in einem mittleren Brcnnwcitcnbereich möglich. Steucrungsclemente zur Einstellung eines

7030757 21.0B.75

Makrobereiches gemäß Punkt b sind in Fig. 5 dargestellt. Die Steuerkurven 1" und 21 für das drille bz,w. zweite Glied sind über den Wcilwinkelbereich hinaus verlängert, \vosich der Abstand zwischen den Kurven verkleinert. Die. beiden an den Fassungen der 2 und 2 ungeordneten Stifte -i w.d 5 sind in tlor ".'lrikroeinslcllung; dcü

Systems gezeigt. Ahnlich wie bei der Ausführung Fig. 4 kann auch hier durch Verstellen der Objeklivbrcnnweiteneinstellung über den Weitv/inkelbercich hinaus das Objektiv • auf Makroaufnahmcm eingestellt werden.

Das vorliegende Beispiel, welches für das Super 8 Format ausgelegt ist und eijien Brennweitenbereich von 7-56 mm bestreicht, erfaßt Abbildungsmaßsläbe von 1: o° bis 1 : -5, reicht, also bis weit in den Makrobercich hinein ( unter diesen Begriff fallen bekanntlich Abbildungsmaß stäbe von l:-]0 bis maximal 1:-1.). Im gegenständlichen Fall kann ein Objekt von 27 χ 20 mm Ausdehnung formatfüllend auf den Super 8-Film abgebildet werden.

Nachfolgend wird der Aufbau des erfindungsgemäßen Objelctivs im einzelnen erläutert.

Glied L. ( r- - r_g) : Um die Brennweite des Gliedes L- möglichst kurz gestalten zu können, muß dieses nach Art eines Weitwinkelobjektivs so ausgebildet werden, daß die bildseitige Schnittweite länger als die Brennweite des Gliedes L- ist. Dieser Effekt läßt sich in bekannter Weise dadurch erzielen, daß vor dem positiven Teil des Gliedes L in deutlichem Abstand eine negative Komponente steht." Im vorliegenden Beispiel beträgt die Brennweite der positiven Komponente des Gliedes L₁ etwa 90 %, die Brennweite der negativen Komponente hingegen etwa - 420 % und der Abstand e zwischen den zugehörigen Hauptpunkten der beiden Teilgruppen etwa 65 % der Brennweite des zusammengesetzten Gliedes L , doch soll der Abstand e durch die Bedingung

0,7 fj ^. e > 0,35 fj abgegrenzt werden.

Die negative Komponente ist aus einer bikonkaven und einer bikonvexen Linse derart aufgebaut, daß sich zwischen beiden Linsen ein dem einfallenden Licht zu konvexer

Luftmeniskus negativer Brechlira ft befindet, dessen Radien der Bedingung

^Γ3 >- ^r2 >* °'^8r3

genügen. Die positive Kompo '.e besteht aus einer gleichseitig bikonvexen Linse und einem positiven Meniskus,dessen Flächen konvex gegen das einfallende Licht sind, wobei die Bedingung

2,l 2,2 -2,1

erfüllt wird, wenn φ_τ die Brechkraft der Bikonvexlinse und ([)_T die Brechkraft

\l ~h,2

des Meniskus bezeichnen.

Die Bikonkavlinse der negativen Komponente besteht aus einem Glas mit

während die beiden Linsen dor positiven Komponente aus Gläsern mit

_d >

bestehen.

Glied L₀ ( r_ - r,

ist aufgebaut aus einem negativen Meniskus , der konvex gegen

das einfallende Licht gekrümmt ist und aus einer bikonvexen und einer bikonkaven Linse, die miteinander verkitte! sind, besteht, und einer nahezu gleichseitig bikonkaven Linse.

0,5 φ

ι ι
wenn φ_ττ die Brechkraft der verkitteten Komponente und φ_π die Brechkraft der bikon-

^Π1 ^U2

kaven Einzellinse des Gliedes L₀ sind. Die Behebung der sphärischen Aberration bei gleichzeitiger anastigmatischer Bildfeldebnung wird durch Einhaltung der Bedingung

|⁶^ioj<| $11

gewährleitet, worin φ₁₀ bzw. φ ^₁ die Brechkraft der 10. bzw. 11. Fläche bezeichnen. Alle drei Linsen bestehen aus einem Glas mit

n, ^. 1,62

Glied L„ ( r - r ) ist infolge der zusätzliehen Verschiebung zum Zwecke einer Fokus-ο 14 18

sierung auf extrem nahe Objekte ( Makroeinstellung) einer zusätzliehen Belastung ausge-

7030757 21.08.75

setzt; es ist daher vorteilhaft, diese Linsengruppe im wesentlichen stabil ;uhro;:_;'i."c!i zu gestalten, um die Behebung der Farbfehler nicht nur über den ganzen Brennv. iieiilxreif'h hin, soJvUirn auch /LIi- alle Ohjc-i.;);::^:! zwiscl-.c-n Unendlich und v.cnir.'.er. I¹,!:": ;u:<:·: - dem ersten Linsuisirliuilel zu guciwirk'isten.

Im crfindungsgcmaCon Beispiel ist das Glied L aus einem gegen das c;.fallendc Licht ko;,vex gekrümmten negativer. Meniskus und einer mit clk\:em vorkiliion, im wesentMchc-n gleichseitig bikonvexen Linse sowie einen) frci.str-!"<nden, v/"'e: dr.s ein fallende Licht konvex gekrümmten positiven Menisku.s aufgebaut. Dir 'jJrechkr-ilr·. <!rr achromatisicrlen Li'ise und den positiven Meniskus sind anniihemfl glejch <-;ι\?':·ζ

III.

HI₁

wenn ψ^ di·-· ]^rechkraft der verkiUelon Komponente und φ die Brc»c)i!: ··.-.'■ des frei

stehenden Meniskus bezeichnen.

.Ferner sei

3 φ

ΙΠ

1,1

<b

1Π

1,2

ΠΙ

1,1

die Brechkraft des negativen Meniskus und

die Bj-eehii'afi. der mit

diesem verkitteten Bikonvexlinse bezeichnet.

1,2

Die Form des positiven Meniskus ist durch die Ungleichung

»'ir	5r17

festgelegt.. Alle drei Linsen des Gliedes L„ bestehen aus Glas mit

n_a > 1,65

Glied L₄ ( r _ig - r_2Q) eine einfache Bikonkavlinse, wendet seine schwächer gekrümmte Fläche, die zur stärker gekrümmten durch die Bedingun"-

20

!9

^{5 r}

20

in Beziehung gebracht wird, dem oben beschriebenen Glied L zu und besteht aus einem Glas mit

n_d > 1,60
v_d ~y 50
Ihm fällt die Aufgabe zu, ein aus Glied L„ konvergent, austretendes Bündel derart ;u :■.·

7030757 21.08.75

6I)ViU-Ii₁ d.iß es in wesentlichen wieder achsparallel verlauft.

Glied I-. ( r..,,, - r, , das GrmvVibjcUfjv ist ein in bekannter Weise aus vier liinv.cllin-

aeu aufgebautes Objektiv, d^s durch die Bedingung

^d24 > ^d25 y ^d2ü

gekennzeichnet: sein soll, wenn d die MiUendicke der an zweiter Stelle stehenden, gleichseitig bikonkaven Linse und d bzw d_ den Scheitel abstand dieser Linse von der davorstehenden bzw. der nachfolgenden positiven Linse bezeichnen. Da die beiden Glieder L₄ und L. ortsfest sind, könnten gegebenenfalls beide Glieder, wie an sich bekannt, als ein einziges, gemeinsames optisches Glied bezeichnet werden.

Die Rüf'iicn, Abslände und Gla:;daten eines ersten Ausfdhrungsbeispieles sind in Anspruch 10, die entsprechenden Daten eines zweiten AusfUhrungebeispieles sind dem Anspruch 31 zu entnehmen, auf welche Ansprüche ausdrücklich Bezug genommen wird.

Zwischen dem pankratischeti Vorsatz und dem Grundobjektiv ist jeweils ein plan-

angeordnct.

paralleles Glasprisma, dessen Dicke d ₂₁ =8,2 ist/Der Brechungsindex n_d= T.5G9, die Abbe*sehe Zahl \P =56,1. Der Abstand zum letzten Linsenscheitel des Vorsatzes beträgt d j,- = 1, 9 , der Abstand zum ersten Linsenscheitel des Grundobjektivs d₂₂= 5,05 Die Minimalbrcnnweite des gesamten Objektivs beträgt in beiden Fällen

f . t 7 mm die Maximalbrennweite ί =56 mm. min max

Das relative Öffnungsvcrhälltnis ist 1 : 1,8 .

Der minimale Abstand eines Objektivs vom ersten Linscnschcitel beträgt

s. = 9,48 mm.

Der Korrcktionszustand für die Unendlich · sowie für die Makroeinstellung eingibt sich aus den Fig. 9 und 10.

7030757 21.08.75

Claims (1)

" 3:1.5

1. ^kratisches Objektiv, insbcs. fUr photographieehe Aufnahmen, bestellend aus

einem ν satz variabler Vergrößerung und einem Grundobjektiv fester brennweite, wobei der Vorsatz, aus zwei feststehenden Gliedern aufgebaut ist, von welchen das erste, dem Aufmhmeobjekt zugekehrte Glied positive Brechkraft, das zweite, dem Grundobjektiv benachbarte Glied negative Brechkraf! besitzt und zwischen diesen ein negatives und ein positives Objektivglied sind, daduxxh gekennzeichnet, daß der Vergrößerungsfaktor /5 _r. des verschiebbar an dritter Stelle stehendenpoeitiven Gliedes in der Einstellung des Ob-

jektivs auf die minimale Gesamtbrennweite i ^ und in der Einstellung auf die maximale Gesamtbrennweite f folgenden Bedingungen genügt, worin f_ir_die Brennweite dieses dritten Gliedes bezeichnet:

f —/? *--- f

min <_i l> _Γ min

2 f_m · min f _m

/ ^ ^ύ max "^-^

und für die beiden verschiebbaren Glieder in zwei Teilbereichen ihres gesamten Verstellbereiches zwei verschiedene Bewegungsgesetze vorhanden sind, wobei bei einer Verstellung gemäß dem ersten Bewegungsgesetz in an sich bekannter Weise, die" Schärfenebene konstant bl cibt, bei einer Verstellung gemäß dem zweiten Bewegungsgesetz wie ebenfalls bekannt, der Abstand der Schärfenebene vom Frontglied in extremem Ausmaß variabel ist.

2. PHinkratischcs Vorsatzobjektiv mit stetig veränderbarer Vergrößerung,

das nach Art eines Galilei¹ sehen Fernrohres aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß

9i dau an zweiter Stelle stehende verschiebbare negative Glied aus einer negativen Komponente, bestehend aus einer positiven und einer mit dieser verkitteten

bikonkaven Linse, sowie einer negativen Linse aufgebaut ist, wobei die Brechkraft Cp_n . der verkitteten Komponente und die Brechkraft ^_{n 2} der negativen Linse folgende Bedingung erfüllen:

7030757 21.08.75

⁰⁵

Φπι

b) das dritte, positive Glied aus zwei positiven Linsen aufgebaut ist, deren Brechkral'te annähernd gleich groß sind.

3, Pankiatisches Vorsatzobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) dab positive Frontglied in an sich bekannter Weise aus einer an erster Stelle stellenden negntiven Komponente und euer im Abstand von dieser angeordneten i>ositiven gebildet ist, wobei die Brennweite der negativen Komponente etwa - 420 % f , die der positiven Komponente etwa 00 % 1. beträgt, wobei f die Gesamtbrennweitc dos Frontgliedes bezeichnet und der Abstand e zwischen den zugehörigen Hauptpunkten der beiden Teilgruppen der Bedingung

0.7 fj ^- e ^, «.35 T₁

«eniigt,

b) die an zweiter Stelle stehende, negative Komponente von einem gegen das einfallende Licht konvex gekrümmten Meniskus gebildet ist, der aus einer bikonvexen und der bikonkaven Linse aufgebaut ist,

C) das dritte Glied aus einer bikonvexeu Linse und einem positiven Meniskus aufgebaut ist, d) das das Vxert° Glied aas einer einfachen Bikonkavlinse bestellt, dersn schwächer gekrümmte Fläche dem dritten Glied zugekehrt ist.

4. Pankratisches Vorsatzobjektiv nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet,

auf. die negative Koinponer'e des Frontgliedes aus einer bikonkaven und einer bikonvexen Linse aufgebaut ist, zwischen welchen sich ein in bezug auf die nachfolgende*. Glieder konkaver Luitmeniskus negativer Brechkraft ergibt, dessen Radien der 'Jngleichiing

7030757 21.08.75

geniigen, während die positive Komponente aus einer gleichseitig bikonvexen Linse und einem positiven Meniskus besteht, dessen Flüchen in bezug auf die nachfolgenden Gl ieder konkav sind, wobei die Brechkraft ÖL dsr »_'.'Vnvex-

linac und die iiruciikiaii φ. des Meniskuc folgende Bedingung oriüüen

^X2,2

8. Pankralisches Vorsatzobjektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dor JlrrcliitnKsindrx η . der Uilconkavlinse, sowie die Abbe¹ sehe Zahl P dicisev LiηKC folgenden Uediu<;'itn< >;rn genügen

Ϋ < 40
während diese Wi-rU· für die Linsen der ixisilivcn Komponente folgenden Bedin-

1.6

40

Pankrntibches Vor sal/objektiv nach einem der Ansprüche 2-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Flachenbrechkräfle Φ, _Λ und ^L. ,

J-IO JdI der Bikonkavlinse der ersten Komponente des zweiten, negativen Gliedes folgender Ungleichung genügen

■10

⁽u

< 12$

und sämtliche T.innen dieses Gliedes aus einem Glas mit einem Brechungsindex

n_d ^ 1,2
bestehen.

7 . Pankratischcs Vorsatzobjektiv nach einem der Ansprüche 2 bis 6 ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bikonvexlinse des dritten, positiven Gliedes aus einem Konvex gegen das zweite Glied gekrümmten negativen Meniskus und cin<-i· im wesentlichen gleichseitigen bikonvexen Linse verkittet ist, wobei

7030757 21.08.75

die lircchkrafl (S_n. des Meniskus und die Brechkraft dL_T der Bikonvcx-

1.1 ^mi,2

linse der verkitteten Komponente folgender Ungleichung genügen

1,1

1,2

wHhrcnd die !Indien des freistehenden Meniskus des 3.Gliedos folgender Bedingung ent sprechen

^{3 r}17

18

5 r

und «amtliche Linsen dieses Gliedes aus einem Glas mit einem Brechungsindex

1C5

bestellen.

8. PankraliKchos Vors:il-/.objektiv nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Radien des aus einer Bikonkavlinse bestehenden viurlen GHedodfol^c.KkT Beziehung entsprechen

* 20 ^j¹Iy ^ '- ^; -.20

und der Brechungsind ex η . >>Γ GO und die Abbe¹ sehe Zahl J-* ;> 50 sind » fi. Grundobjokliv zur Verwendung mit einem pankratischen Vorsatzobjektiv

gemäfc einem der Ansprüche 2 bü; 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite f_v dieses Objektives folgender Ungleichung genügt, in welcher f ^. die Brennweite des Frontgsiedes des pankratisehcn Vorsaztes bezeichnet

2 <

Jl

4,5

lö. Grundobjektiv nach Anspruch 9 welches nach Art eines erweiterten

Triplets aufgebaut ist und aus einer Bikonvexlinse, einer Bikonkaviinse sowie zwei poji'ivcn ϊ·. v.iMlinsen besif H, dadurch gekennzeichnet, daC die Bikonkavlinse gleichseitig I .Konkav ist und ihre .Mittendicke d₂₅ folgender Bedingung gcnü

in welcher d und d₂₆ die Scheilclabstände dieser Linse von den benachbarten Linsen bezeichnen

"24 -^* 25 ^ 26 '

7030757 21.08.75

I¹· Vorsaizobjektiv nach den Ansprüchen 2 bif 8. gekennzeichnet

durch folgende Daten, verstanden mit einer Abweichung der Krümmung einzelner KlHellen bis zu + 10 % der Drechkraft des entsprechenden Glie des, der Dickem bis zu - 10 % der Brennweite dos entsprechenden Gliedes der Drecluahlcn bis zu - 0.03 und der Abbe¹ sehen Zahlen bis + S :

^rl - 07,2 ^di^c 1.9/ ⁿd
1,805 ^Vd
25,4 « · ^r2 + 105 ^d2 - 1.0 ^r3 + 116
• ^d3 ^B 8,3/ 1,574 56,4 ^r4 - 60,8 ^d4 ⁼ 4,9 ^r5 + 187 ^d5 ■- 4,4/ 1,643 48,0 ^ro - 187 ^d6 - 0,1 ^r7 + 45,4 ^d7 - 5,7/· 1,658 50,9 ^V8 + 3CS ^d8 - 0,8 - 29,3 ^r8 + 93,2 ^d8 - 3,8/ 1,805 25,4 'Ίο - 52,2 ⁰IO = 1.0/ 1,620 60,3 ^₀^ Ο, 00354 ^rll + 16,G ^dn ⁼ 4,9 $j J -O,03746 ^r12 - 37,9 ^d12 ⁼ 1,0/ 1,744 44,8 ^r13 + 41,2 ^d13 ⁼ ' 41,8 - 2,0 ^rl4 + 77,7 ^d14 = 0,8/ 1,741 27,6 ^r15 + *30,0 ^d15 ⁼ 3,8/ 1,652 44,9 *16 - 30,0 ^di6 ⁼ 0,1 ^r17 + 10,9 ^d17^e 2,7/ 1,720 50,4 • ^ris + 7 a, 2 ^d18 ^:- 2 ,S ■ 14,1 ^rio - 41.1 ^d19 ⁼ 0,9/ 1,620 60,3 ^Γ20 + 17,4

7030757 21.08.75

s= 0.00081)

« 0.03 C74

= - 0. 02493

Φπ₂ =-

Φπΐ,-f⁰· $!11^2-0.04230] = 0.02787 = 0.Ο27Ί5-

= 0.05515

7030757 21.08.75

12. Pankratisehe.s Vorsal/.objektiv .,eh rie.i Ansprüchen 2 bis 8. ijiikcnn-

/,eichiul durcli fol^nde Daten, verstanden iv.ii einer Abweichung der Krümmung einzelner Flächen bis zu + 10 <X der Brechkraft des entsprechenden Gliedes, der Dicken bis zu - 10 % der Erenmvcite des entsprechenden Gliedes der Brechzahlen bis zu ΐ 0. O.'i und der Abbe¹ sehen Zahlen bis - 5 :

- 67,2
+ 105
+ 116

- 60,8
+ 187

- 187

+ 45,4
+ 166
.+ 93,2

- 52,2
+ 16,6

- 37,9
+ 41,2

+ 77,7
+ 30,0

- 30,0
+ 19,0

f 78,7

- 10, υ
•ι 17, ti

dj - 1,9/

^d2 ^{= 1>9} d₃ = 8.3/

^d4 ^{= 4}'⁹ d₅ = 4,4/

d₆ = 0,1

d₇ - 5.7/

^d8 ⁼ °'⁸ d₉ = 3,8/

d_n= 4,9

d₁₂= l.o/

d = 41,8

d₁₄= 0,8/ d,_r = 3,8/

«V.

¹IS

- 2,7/

0,0/

ⁿd

1,805

1,574 1.G43

1,658

- 20,3 1,805 1,620

1,744

- 2,0

1,741 1,652

1,717

14,1

1,620

^vd
25,4 56,4 48,0 50,9

25,4 60,3

44,8

27,6 44,9 48,0 60,3

= 0, 00354 - 0,03746

7030757 21.08.75

- O.00G86 = 0.01074

61,174

= - O. 02493

=-0.03788

-0.0149S"j \

φ_ΙΠ = 0.02787

Φπΐ

0.05515

7030757 21.08.75

3.8. Grundohjckliv pmaß den Ansprüchen 9 und IG für ein pankratisch^.'; Vor-

objektiv jü-miiß Anspruch H, gekennzeichnet durch folgende Daten, ver- : : viiiön mii einer Abweichung dor Kri^!.;r.:r.v.r.£ einzelner Flächen bis zu+ 10 % der Brechkraft des entsprechenden Gliedes, der Dicken bis zu - 10 % der Brennweite des entsprechenden Gliedes der Brechzahlen bis zu - 0. 03 und der Abbe¹ sehen Zahlen bis + 5 :

^r23 + 17,8 U₂₃ = 4,2/ ^r24 - 49,7 ^d24 = 3,5 ^r25 - 16,5 ^d25 ⁼ 2,4/ ^r26 + 16,5 d = 1,35 ^V27 - 585 ^d27 ⁼ 3.8/ ^r28 12,4 ή - • ^d28 ^r29 + 18,9 d = 3,1 23,3

n. α

1.570

1,847

1,569

1.620

^¥d 49.5

28,8

63.1 60.3

f_v=17,769

l4. Grundobjektiv gemäß den Ansprüchen 9 uirJlofür ein pankratisclies

Vorealzobjcktiv gemäi: Anspruch 3.2 , gekennzeichnet durch folgende Daten, verstanden mit einer Abweichung der Krümmung einzelner Flächen bis zu + 30 % der Brechkraft des entsprechenden Gliedes, der Dicken bis zu + 10 % der Brennweite des entsprechenden Gliedes der Brechzahlen bis zu ·- 0.03 und der Abbe¹ sehen Zahlen bis + 5:

^r23 ^Γ24 ^r25 ^r26

^r27

+ 20,0 - 49,7 -19,1 + 10,1

585

= 4.2/

= 3.5

= 1,35

ⁿd 1.569

1.847

1,. - 3,8/ 1,5Gu

56,1 23,8

03,1

7030757 21.08.75

^r2f.

- 12. Ί

_r h IC, 4

O, 2

3,3/ 1.^(;11

CO. 1

7030757 21.08.75