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Fünflinsiges Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern Die vorliegende
Erfindung betrifft ein fünflinsiges Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern,
von denen die beiden äußeren aus je zwei miteinander verkitteten Einzellinsen entgegengesetzten
Stärkevorzeichens derart zusammengesetzt sind, daß jede der beiden verbindenden
Kittflächen eine sammelnde Wirkung besitzt. Diese Objektivform ist zuerst von H.
Harting iögg/zgoo entwickelt und vorgeschlagen worden und wird in der angewandten
Technik als Heliartyp bezeichnet.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterentwicklung jener speziellen
Bauform des Heliartyps dar, bei der die sammelnden Kittflächen gegen die innenstehende
Zerstreuungslinse und damit auch gegen die Blende konvex sind. Bei dieser Form sind
außerdem die Flächenbrechkräfte auf die beiden Einzelflächen der innenstehenden
Zerstreuungslinse ungleichmäßig verteilt und ihre Brechkraft ist so groß bemessen,
daß sie zusammen mit dem auf der Seite der längeren Strahlungsweite angeordneten,
deutlich sammelnd wirkenden verkitteten Vorderglied eine verhältnismäßig geringe
negative oder höchstens schwach positive Kombinationsbrechkraft aufweist, so daß
also der Verlauf von Parallelstrahlen, die in das Gesamtsystem auf der Seite der
längeren Strahlungsweite einfallen, zwischen dieser innenstehenden ungleichschenkligen
Bikonkavlinse und dem ihr nachfolgenden, auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite
angeordneten stark sammelnden Kittglied, also in dem meistens als Blendenraum dienenden
hinteren Luftabstand, nur schwach divergent oder nahezu parallel oder höchstens
schwach konvergent gegen die optische Achse geneigt ist.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist in der Herbeiführung einer
verbesserten Bildgüte in den seitlichen Gesichtsfeldteilen zu sehen, unter spezieller
Berücksichtigung
einer besonders feinen außeraxialen Korrektion der chromatischen Querabweichungen
für mehrere Farben, d. h. also über einen verhältnismäßig breiten Spektralbereich
hinweg. Hierzu ist das neue Objektiv erfindungsgemäß derart aufgebaut, daß diejenigen
Linsen, welche die stärksten Einzelbrechkräfte besitzen, also vorwiegend die beiden
sammelnd wirkenden Einzellinsen der verkitteten Außenglieder und die innenstehende
Zerstreuungslinse, aus Baryt-Gläsern aufgebaut sind, wodurch von der Seite der Glaswahl
her die sekundären und tertiären Farbabweichungen vermindert werden können. Hierzu
sind die beiden Sammellinsen aus Barium-Kron oder Spezial-Barium-Kron-Gläsern und
gleichzeitig die genannte ungleichschenklige Bikonkavlinse aus einem Baryt-Flint
aufgebaut, wodurch der Vorteil des relativ proportionalen Ganges der einzelnen Teildispersionen
zwischen Baryt-Krön- und Baryt-Flint-Gläsern ausgenutzt wird zur Verminderung der
chromatischen Restaberrationen höherer Ordnung.
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In Übereinstimmung mit den anspruchsgemäßen Erfindungsmerkmalen sind
die neuen Objektive nach vorliegender Erfindung zur Herbeiführung einer guten Erfüllung
der Schwarzschildbedingung derart aufgebaut, daß die beiden in den verkitteten Außenkomponenten
angeordneten Sammellinsen aus schwerbrechenden Gläsern bestehen, deren Brechzahl
für das gelbe Licht deutlich größer ist als 1,63 und wobei außerdem die einzelne
innenstehende üngleichschenklige Bikonkavlinse aus einem ebenfalls schwerbrechenden
Glas besteht, dessen Abbesche Zahl v größer ist als 42, womit für diese Linse also
der Lagenbereich der Baryt-Flinte erschlossen wird. Dabei ist bei den Objektiven
nach vorliegender Erfindung außerdem diese unverkittete Negativlinse in Übereinstimmung
mit der anspruchsgemäßen Kennzeichnung derart gestaltet, daß das Produkt aus dem
Radienverhältnis von dem, im Sinne der photographischen Aufnahme gezählten, objektseitigen
Vorderradius zur bildseitigen Rückfläche mal der Öffnungszahl der Anfangsöffnung
dieses Objektivs zwischen den Werten 8,33 und 12,oo liegt.
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Zur formelmäßigen Darstellung dieses Produktes sei der auf der Seite
der längeren Strahlungsweite stehende Vorderradius dieser einzelnen Zerstreuungslinse,
die also im Gesamtsystem als Linse III enthalten ist, mit
und der der kürzeren Strahlungsweite zugekehrte und damit auch meistens der Blende
benachbarte hintere. Krümmungsradius mit
bezeichnet sowie die Öffnungszahl der (relativen) Anfangsöffnung des Gesamtobjektivs
durch das Symbol Z dargestellt.
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Damit kann für dieses Produkt PD der relativen Durchbiegung dieser
Negativlinse der Ausdruck
geschrieben werden, womit der Bedingungsausdruck für die erfindungsgemäße Gestaltung
dieser ungleichschenkligen Baryt-Flint-Linse dann 8,33 < PD < 12,00
(2) lautet, wobei im einzelnen für die Grenzwerte auch
geschrieben werden kann.
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Zu der fortschrittlichen Bereicherung des Standes der Technik durch
die vorliegende Erfindung sei in diesem Zusammenhang ausgeführt, daß bereits früher
Objektive des Heliartyps bekanntgegeben worden sind, bei denen die einzelnstehende
Zerstreuungslinse aus Gläsern aufgebaut war, deren Abbesche Zahl i, in der Nähe
von 42 bis 44 lag, wobei es sich jedoch immer um niedrigbrechende Leichtflinte
handelte, deren Brechzahl für das gelbe Licht deutlich kleiner war als 1,58. Derartige
Gläser besitzen natürlich nicht die gleiche günstige spektrale Verteilung der Teildispersionen
relativ zu derjenigen der schweren Barium- oder Spezial-Barium-Krone wie die der
vorliegenden Erfindung zugrunde gelegten schwerbrechenden Baryt-Flinte, von denen
vorwiegend diejenigen besonders geeignet sind, deren mittlere Brechzahl deutlich
größer ist als 1,59, bezogen auf die gelbe Heliumlinie des Spektrums. Die
Verwendung solcher speziellen schwerbrechenden Gläser gestattet die Herbeiführung
einer verbesserten Fehlerkorrektion in den seitlichen Bildfeldbereichen, ohne daß
hierfür besondere Korrektionselemente (Krümmungsradien, Flächenabstände oder Durchbiegungsverhältnisse
von Linsen) in Anspruch genommen werden müßten.
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Zur Steigerung der Bildleistung wird weiter gemäß der Erfindung das
fünflinsige Objektiv derart ausgebildet, daß die der kürzeren Strahlungsweite zugekehrte
verkittete Außenkomponente eine Sammellinse enthält, deren dioptrische Wirkung deutlich
stärker ist als diejenige der in dem auf der längeren Strahlungsseite angeordneten
Kittglied enthaltenen Positivlinse.
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Weiter kann man in fortschrittlicher Weise bei dem genannten Objektiv
die von den beiden verkitteten Außenkomponenten eingeschlossene Negativlinse aus
einem schwerbrechenden Glase mittlerer Dispersionseigenschaften wählen, dessen Brechzahl
für das gelbe Licht ebenfalls größer ist als 1,63.
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Die auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite angeordnete Sammellinse
wird man vorteilhafterweise so ausbilden, daß sie eine mittlere Brechzahl, bezogen
auf das gelbe Licht, besitzt, die deutlich größer ist als 1,65 sowie vorwiegend
größer ist als die gleichfarbige Brechzahl der anderen auf der Seite der längeren
Strahlungsweite angeordnete Positivlinse.
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Durch- diese neue Kombination konstruktiver und baulicher Maßnahmen
konnte das Ziel der vorliegenden Erfindung in vollem Umfange erreicht und damit
eine maßgebliche Weiterentwicklung des Heliartyps erzielt werden. Auch bei der hohen
relativen Öffnung von etwa 1 : 4,5 und darüber besitzen diese neuen Objektive nach
der Erfindung eine hervorragende sphäro-chromatische Korrektion mit einem so weitgehend
verminderten
sekundären Spektrum, daß diese Objektive je nach ihrem speziellen Aufbau als Halbapochromate
ausgebildet sind oder sogar eine reguläre apochromatische Korrektion besitzen.
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In der nachfolgenden Zahlentafel wird eine beispielsweise Ausführungsform
der neuen Objektive nach vorliegender Erfindung gegeben, welche bei einer relativen
Öffnung von i : 4,5 ein anastigmatisch geebnetes Bildfeld von nahezu 6o' bei einer
vorzüglichen sphäro-chromatischen Korrektion nebst einer besonders feinen Behebung
der chromatischen Lateralaberrationen in den seitlichen Bildfeldteilen aufweist.
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In diesem Beispiel sind die Krümmungsradien der Linsenflächen mit
R, die Achsendicken der Linsen mit d und ihre Abstände mit a bezeichnet.
Der der Seite der kürzeren Strahlungsweite zugeordnete hintere Luftabstand a. trägt
die Blende, deren Abstand von den benachbarten Flächenscheiteln R5 und R6 mit bi
und b, gegeben ist. Diese Blende ist in den Abbildungen mit B bezeichnet. Die verwendeten
Gläser sind durch ihre mittlere Brechzahl und die Abbesche Zahl v charakterisiert.
Die Bezeichnungen der Zahlentafel stimmen mit denen der Abbildungen überein.
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Die Äquivalentbrennweite dieser beispielsweisen Ausführungsform nach
vorliegender Erfindung ist gleich i,oooo und die paraxiale Schnittweite für das
unendlich ferne Objekt ist mit Po' angegeben. Die nutzbare Systemöffnung beträgt
0,2222.
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Für das in der Zeichnung dargestellte Objektiv nach vorliegender Erfindung
ist eine Brennweite von f = 200 mm zugrunde gelegt.
| Beispiel |
| F = 1,000 0 1 : 4,5 P"' = o,8663 |
| R1 = +. 0,2920% |
| d, = 0,05403 @Zi = 1,65953 w1 = 57,0 |
| R@ _ - 0,84699 (4-- 0,0i402 st, - 1,6o266 P2 = 38,4 |
| R3 = unendlich |
| a1 = 0,032.12 Luft |
| R,1 = -- 0,6363i |
| d3 = 0,01402 1a3 -- 1,64282 v3 = 47,9 |
| R;; = @- 0,27162 |
| bi = 003885 |
| a-- = 0,05929 Blendenraum |
| b, = 0,02044 |
| Rc = - 2@42415 |
| (4 = 0,01402 914 = i,6oa66 v, = 35,4 |
| R7 _ -f- 0,23511 |
| 5 = 005929 n5 = 1,66867 v,, = 47,5 |
| Ra = - 0,40597 |
Die Öffnungszahl ist hier also Z = 4,5, und es ist weiter n1 = 1,65953 und -;a,,
= 1,66867, beide Brechzahlen sind somit größer als 1,63.
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Die Abbesche Zahl), der einzelnen innenstehenden Bikonkavlinse ist
mit 1,3 = 47,9 deutlich größer als 42. Außerdem liegt das Produkt aus dem Radien-Verhältnis
dieser Linse gemäß Gleichung (i)
zwischen den Werten 8,33 und i2,oo.
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Die dioptrische Wirkung von L, mit der Brennweite 0,23123 ist deutlich
größer als die von L, mit der Brennweite 0,33562.
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Die Brechzahl der von den beiden verkitteten Außenkomponenten eingeschlossenen
Negativlinsen ist mit i,6:1282 deutlich größer als 1,5g und, in Übereinstimmung
mit Anspruch 4, auch größer als i,63.
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Die gelbe Brechzahl % ist mit 1,66867 deutlich größer als die gleichfarbige
Brechzahl der Linse L,