DE7300749U - Pankratisches objektiv - Google Patents

Description

3 & "3 51

Ing. Karl Vockenhuber, 1180 Wien, Pötzletnsdorferatraße 118 DDr. Raimund Hauaer, 1040 Wien, Goldeggasse 2/2/2/9

PankraUsches Objektiv

Die Neuerung betrifft ein pankratischee Kamera-Objektiv für das Super-8-Format, mit einem Vorsatz variabler Vergrößerung und einem Grundobjektiv fixer Brennweite, welcher Vorsatz ein erstes positives Frontgiied aufweist, dem ein zweites Glied bestehend aus mindestens einer negativen Einzellinse und einem, aus einer negativen und einer positiven Einzellinse gebildeten, negativen Achromaten und ein drittes; aus einer negativen Einzellinse bestehendes 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 Frontglled benachbarte negative Glied längs der optischen Achse verschiebbar ist und das dritte, negative Glied die zur Konstanthaltung der Bildlage erforderliche Ausgleichebewegung ausführt.

Bei herkömmlichen Objektiven dieser Art hat es Schwierigkeiten bereitet, die mechanischen Abmessuntgen, nämlich sowohl die Gesamtbaulänge, als auch den Durchmesser der dem Objekt zugekehrten Frontlinsengruppe zu verkleinern, ohne an Leistung zu verlieren. Man kann, wie bereite in der Oe-PS 291.620 beschrieben würde, die Leistung eines pankratißchen Objektivs durch eine Leistungszahl Z ausdrücken, die sich aus der Formel

Z =

2y D

Gm in

7300749 21.10.76

- 10 -

d|9 » 0,01

²⁰ O₂₀ · 0,13 1.7117 / 4t,0

r_2t 4-26,527

d₂, = 0,04 f~~ - O.H48

λ— > o.te 1.7VD / m»i

Γο·» ♦ 0,535

H₂₃ = 0,18

r₂₄ ♦ i,-., _{o j9 i<m 7 M 4}

- 0₍(i39

f = 0,43

Gm in ί_ = -0.60

fGM = 1,00 "

²·⁰³ 2y = 0,37 Z =4,07

Uffnungeverhaltni· 1:1,9

berechnen läßt, worin 2y die Bilddiagonale 1st, D der DehnungtJaktor und '_Gmln die kleinste Gesamtbrennweite des Objektivs bedeutet. Der Dehnungsfaktor stellt dabei In bekannter Welse das Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Gesamtbrennwelte des Objektive dar. Um also den Xnderungabereioh des AbbUdungamatetabet möglichst eroB zu gestalten. muS mtöä uis Lsisiüagäsääl »Sgiisst gssS ss*s. Is. U kann die Baulänge durch daa an sich freie Verhältnis der Brennweite da« FrontgUedea au der Brennweite des Grundobjektive beemfluAt werden, wobei eine relativ lange Brennweite den Grundobjektivs «ine relativ kurze Brennweite da« FrontgUadee bedingt.

Auf diese Welse kann etwa der Abstand zwischen den dae ereie und daa

zweite Glied ersetzenden unendlich dünnen Linsen negative Werte annehmen, sodaß einerseits die Baulänge verkürzt wird, andererseits aber die Realisierung des Ansatzes ein Frontglied vom sogenannten Retrofokustyp verlangt, dessen blldseltiger Hauptpunkt außerhalb des Frontgliedes liegt. Beim neuerungsgemäßen Objektiv wurde diese Maßnahme nicht ergriffen, da Frontglieder der erwähnten Art naiurgetnäS aufwendig im Aufbau sind, ■ aber auch weil derart große Durchmesser der Strahlenbündel im Blendenraum, hervorgerufen durch einrelativ langurennweitiges Grundobjektiv, b - vergegebenem Öffnungeverhältnis der Forderung nach möglichst kleinen mechanischen Abmessungen entgegenspricht.

Einen weiteren, wesentlichen Einfluß auf die Baulänge des Gesamtsystems hat die Brennweite des zweiten, negativen Gliedes, welches bei der Verschiebung entlang der optischen Achse die Variation der Gesamtbrennweite bewirkt.

Durch die Neuerung soll ein einfaches, leicht herstellbares pankratlsches Objektiv geschaffen werden, das unter besonderer Berücksichtigung eines geringen Abfalles der Helligkeit gegen den Bildrand gegenüber bekannten Objektiven vergleichbarer Leistung und Art geringere mechanische Abmessungen und eine möglichst große Leistungszahl Z aufweisen soll. Dies wird neuerungsgemäß durch die Kombination der folgenden Merkmale bewirkt:

a) für die mit f„ . bezeichnete minimale Brennweite des Objektivs, für die Brennweite dm in

f des zweiten, negativen Gliedes und für die Länj-e der Bilddiagonale 2y gilt folgende "lung:

7300749 2i.io.7E

-3-

u) daß tür den objektiettlgen Radius ( r ) und für den bildneitigen Radius ( r ₊ ^ ) der durch die negative Einzellinse und dem Achromaten umschlossenen Luftlinse dee zweiten Gliedes folgende Ungleichung gilt:

!'» ι ■ r» + i j *·*

λ) der reziproke Wert der Brechkraft de? Klttfläohe da· Im zweiten Glied angeordneten Achromsten liegt zwischen dem 10- und 15-nchen der Bildfelddlagonale 2y.

Durch die im Merkmal b) angeführte Bedingung zwischen den die Luftlinse im zweiten Oiled bildenden Radien ist praktisch erst eine hone, eingangs definierte Leistung Z dee Objektivs erzielbar.

Das Einhalten der Bedingung für die Luftllnee gemäß Merkmal b) und der Größe der Brechkraft der Kittfläche des im zweiten Glied angeordneten Achromaten innerhalb des im Merkmal c) gekennzeichneten Bereiche trägt wesentlich zur Korrektur der müiiucnrumaiiöcuen Bildfehler bei. Zwar könnte bsi geringerer Bemessung dieser Brechkran die bildfehlerkorrektur durch Anordnung einer weiteren. Bammelnden Linse im zweiten Glied kompensiert werden, diese Linse trägt jedoch wesentlich zur Verlängerung des Gesamtsystems bei. Bei zu hoher Brechkraft der Kitttlache verteuert sich nicht nur die Fertigung der Linsen durch die Notwendigkeit der krummeren Radien, sondern die zonale Abweichung der Abbildungsfehler in der Bildmitte bei langer Gesamt- - brennweite und am Bildrand bei kurzer Gesamtbrennweite wird ungünstig beeinflußt.

! Vorteilhaft wird zur Behebung von Abbildungsfehler das positive Frontgiied

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

j nur eine für die Fertigung vorteilhafte Form bekommen, so daß im Frontglied kein

; Krümmungsradius kleiner als der Durchmesser der betreffenden Linse ist, sondern auch

keine Mittendicke mehr als 15 ^cc des betreffenden Durchmessers beträgt. Im Hinblick auf ; eine kostensparende Ausführung ist dies besonders bedeutungsvoll. Überdies können diese

Linsen aus optischen Gründen gefertigt werden, die bezüglich Brechungsindex und

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ι Abbe' scher Zahl und demzufolge auch bezüglich des Kostenpunktes weitab von jedem ■

Extrem Hegen. \

i Ein weiteres Ziel der Neuerung 1st es, ein pankratisches Objektiv zu schaffen,

durch welches ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie z. B. Vorsatzlinsen, Objekte, die sich ,

ι in einer Entfernung zwischen Unendlich und wenigen Millimetern vor der Frontlinse des Objektivs befinden, ohne Einbuße an Abbildungequalität abgebildet werden können. Bei dem neuerungsgemäßen Objektiv sind durch eine zusätzliche axiale Verschiebung des dritten, negativen Gliedes Abbildungsmaßstabs zwischen 1 : &ο und 1 : -6 erreichbar. Es werden also Aufnahmen bis weit In den Makrobereich, der sich bekanntlich auf Abbüdungsmaßstäbe zwischen 1 : -10 und 1 : -1 erstreckt, möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines Beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher eine mögliche Ausfiihrungsform des neuerungsgemäßer. Objektivs für drei Brennweiteneinstellungen im Schnitt darstellt let. Die Fig. 1 zeigt die Einstellung auf öle minimale Gseamtbrennweite, die Flg. 3 die Einstellung auf die maximale Gesamtbrennweite.

Das Objektiv 1st in bekannter Weise aus einem dem Aufnahmeobjekt zugekehr ten ortsfesten Glied I mit positiver Brennweite f, einem dem Glied I benachbarten, längs der optischen Achse zwecks Variation der Gesambrennweite verschiebbaren Glied Π mit negativer Brennweite f.., weiters einem dem Glied II benachbarten, längs der optischen Achse zwecks Konstanthaltung der Bildlage verschiebbaren Glied ΙΠ mit negativer Brennweite f und einem ortsfesten Glied IV mit positiver Brennweite L.., welches die hinter dem Glied III divergierenden Strahlenbündel derart sammelt, daß sie im Blendenraum zwischen dem genannten Glied IV und einem ebenfalls ortefesten Grundobjektiv V mit positiver Brennweite IL. achsparallel verlaufen, aufgebaut.

In der Fig. 1 ist die zur Erzielung von Makroaufnahmen erforderliche Stellung des Gliedes ΙΠ strichliert eingezeichnet. Man kann auf diese Weise ein wenige Millimeter vor dem oojektseitigen Linsenscheitel befindliches Objekt von etwa 21 χ 28 mm Ausdehnung formatfüllend aiii den Super-8-Film abbilden. Darüber hinaus ist eine brennweitenunabhängige Naheinstellung uis auf etwa 1 m durch axiale Verschiebung des Gliedes I in bekannter

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Weise möglich.

Das Objektiv weist sowohl eine etwa 5-fache Dehnung als auch eine minimale Brennweite auf, welche Brennweite kleiner als Jas 1,2-fache dee BUdfelddurchmeeeers ist. Der freie Frontlinsendurehmesser ist trotz ungewöhnlich hoher Lichtstärke am äußersten Bildrand außerordentlich klein und beträgt weniger ale da· 8-fache der Leistungszahl Z, während er bei vergleichbaren Objektiven, die ebenfalls im Hinblick auf kleine Abmessungen entwickelt wurden, mehr als das 12- bis 14-fache betrügt. Dm Objektiv let υ; ν den gesamten Brennweitenbereich auegezeichnet korrigiert. Da· Bild ist bei hohem Kontraet und Auflösungsvermögen in jeder Brennweiteneinetellung ble sum Rand geebnet und farbfehler- bzw. verzeichnungefrei.

Im folgenden Beispiel bedeutet r die Radien, d die Scheltelabstände, n. die Brechzahlen und ν, die Abbe' sehen Zahlen, wobei von einer Einstellung auf eine mittlere Brennweite f_GM = 1 ausgegangen wurde, die sich ergibt, wenn das negative Glied Π das vom positiven Frontglied I entworfene Zwischenbild eines Objektes im MaSetab 1 : -1 abbildet.

It»· ι sju et :

T₁ ♦ G,108

T₂ ♦ 1,976

r₃ + 2,082

r^ plan

r₅ + 2,341

r₆ +4,961

T₇ + 1.B05

r₈ +12,664

r₉ + 5,981 ^r10 * 0,567 T₁₁- 1,086 r₁₂ + 0,652 T₁₃ + 7,039

r₁₄ - 0,<>39 r₁₅ - 1,288

r_l6 + 1,097

r₁₇ - T,ofil

r₁₈ ♦ 2,052

r₁₉ - 2,052

r₂₀ + 0,086

r₂₁ +26,Π27

r₂₂ - 0,H4H

r₂₁ ♦ 0,Γι3Γ>

n_d v_d

Ci₁ = 0,07 1,805 / 25,4

d₂ = 0,06

d₃ = 0,26 .c... l,62O / 60,3

d₄ = 0,01

d₅ = 0,15 1,623 / 58,1

4₆ = 0,01

d₇ = 0,22 1,623 / 38,1

0,04 f_,

dn Ao «Gmln

8 O|O» ^xn\M

1,03 f9,^M

Gmax

;i_ö = n.QX _::._:::::._??., 1.658 / 50.0

d₁₀ = 0,16

d_n = 0,05 1,669 / 57,4

d_t2 * 0,15 1,805 / as,4

J·?? jGmln

^d» j·;; ^f _fGM

⁰»^{M r}Gmax

d_l4 = ύ,0^Γ. 1,624 / 47,0

0,10 ..... t_nrnin λ oo -GmIn

Q|5 Q,d2 ^ΓΠΜ

°·⁰⁶ Cax

d_l6 = 0,10 1,691 / 54,7

d₁₇ = 0,46

d₁₈ = 0,10 1,620 / 80,3

d₁₉ = 0,01

d₂₀ = 0,13 1,717 / 48,0

d₂₁ = 0,04

d₂₂ = 0,16 1,785 / 26,1

d₂₅ = 0,18

d₂₄ - 0,19 ♦ 1,720 / 50,4

f = 0,43

GmIn f = -0,60

fGM » ».»Ο ^Π

'Gmiuf ²·⁰³

2y * 0,37 Z =4,07

Claims (1)

1. Scliutzansprtiche

   1. Pankratisches Kamera-Objektiv flir das Super-8-Format, mit einem Vorsatz

   variabler Vergrößerung und einem Grundobjektiv fixer Brennweite, welcher Vorsatz ein erstes positives Frontglied aufweist, dem ein zweites Glied bestehend aus mindestens einer negativen Einzellinse und einem, aus einer negativen und einer positiven Einzellinse gebildeten, negativen, Achromaten und ein driües, aus einer negativen Einzellinse bestehendes Glied und schließlich ein viertes, positives Glied folgt, wogegen das Grundobjektiv aus einem positiven Glied besteht, wobei zur Änderung der Gesam&rennwelte 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, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale

   a) für die mit L, bezeichnete minimale Brennweite des Objektivs, für die Brennweite f_ des zweiten, negativen Gliedes und für die Länge der Bilddiagonale 2y gilt folgende Beziehung:

   b) daß für den objektsettigen Radius ( r ) und für den bildseitigen Radius ( r ₊ « ) der durch die negativen Einzellinse und dem Achromaten umschlossenen Luftllnse des zweiten Gliedes folgende Ungleichung gilt:

   |^rn I ^: |^rn ₊ l!^>0·⁴

   o) der reziproke Wert der Brechkraft der Kittfläche des im zweiten Glied angeordneten Achromaten liegt zwischen dem 10- und 15-fachen der Bildfelddiagonale 2y. 2. Pankratisches Objektiv nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die

   Brennweite f_n des zweiten Gliedes und der Veraohlebeweg I_n dieses Gliedes folgender Bedingung genügen:

   3. Pankratlsches Objektiv nach Anfprueh 1, gekennzeichnet durch folgende

   7306749 nun

   Daten, verstanden mit einer Abweichung der KrUmmuug einzelner Flttohen und der Dicken bis zu - 10 % der Brechkraft des entsprechenden Gliedes, der Brechzahlen bit zu ^± 0, und der Abbe* sehen Zahlen bis - 5:

   Beispiel:

   T₁ ♦ 6.ΛΟ8 ¹ U_x * 0,07 1,808 / 25,4

   r₂ ♦ 1,976

   ^Λ t₂ = 0,06

   Γ-ϊ + 2,082

   ^J d₃ = 0,26 _iiSiii5 i,eao / en,?

   r _Λ pi an

   ⁴ d₄ * 0,01

   Γ- + 2,341

   ⁵ d₅ =0,15 ,. 1,β25 / 58,1

   r_fi +4,961

   ⁶ d_e = 0,01

   r₇ > 1,805

   d₇ > 0,22 1,623 / 58,1

   r_ft +12,664

   " 0,04 f ,

   jL λ Λα »um in

   *8 °·^{69 Γ}γ·μ

   1,05 f«^M

   r_e ♦ 5,9Bl ^QmSX * dg = 0,05 1,658 / 50,β

   ^Γ1Ο ♦ 0,567

   ^I d₁₀ = 0,16 r_u- 1,086

   ^II d_n = 0.05 Ι,βββ / 57,4

   T₁₂ ♦ 0,652 ¹ d_ta > 0,1.1 1.805 / 25,4

   ^r13 * ⁷«^0Λ9

   «'!S '·'*" iGmin ^d13 J·« «GM

   .0,«39 ^{i14 fGmftX}

   d_t4 » 0,05 1,624 / 47,0

   - 1,388

   J**⁰ J

   °·^οβ

   r_tc ♦ 1,097

   d_ie = 0,10 1»691 / 54,7

   d₁₇ » 0,46

   ¹ d₁₈ » 0,10 1,620 / 60,3

   r₁₉ - 2,052

   nte?4t um*