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Lichtstarkes fünflinsiges Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern
Die Erfindung betrifft ein lichtstarkes 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. Dieses neue Objektiv stellt
eine Weiterentwicklung der zuerst von H. Harting z8gg/zgoo vorgeschlagenen und in
der angewandten Technik als Heliar-Typ bezeichneten Bauform dar.
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Es sind derartige Objektivtypen bekannt, bei denen jede der beiden
verbindenden Kittflächen mit sammelnder Wirkung gegen die innenstehende Zerstreuungslinse
konvex ist, wobei die Flächenbrechkräfte auf die beiden Einzelflächen dieser innenstehenden
Zerstreuungslinse ungleich verteilt sind und ihre Gesamtbrechkraft so groß bemessen
ist, daß sie zusammen mit dem auf der Seite der längeren Strahlungsweite angeordneten,
deutlich sammelnd wirkenden verkitteten Vorderglied eine geringe negative oder höchstens
schwach positive Kombinationsbrechkraft aufweist.
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Gemäß dem Patent 88o 8o2 werden solche Objektive dadurch weiter ausgebildet,
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 daß außerdem die einzelne innenstehende
ungleichschenklige Zerstreuungslinse aus einem schwerbrechenden Glas nach Art der
Baryt-Flinte besteht, dessen Abbesche Zahl v größer ist als 42 und die derart ungleichschenklig
gestaltet ist, daß ihre-relative Durchbiegung als 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 i2,oo liegt. Auch das Objektiv nach vorliegender Erfindung
ist unter voller Berücksichtigung der durch das Patent 88o 8o2 gegebenen grundsätzlichen
Konstruktionsrichtlinien zur Herbeiführung einer guten Erfüllung der Schwarzschild-Bedingung
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
ungleichschenklige 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 lichtstarken Objektiven nach
vorliegender Erfindung außerdem diese unverkittete Negativlinse in Übereinstimmung
mit dem Hauptpatent 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 i2,oo liegt.
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Zur formehnäßigen Darstellung dieses Produktes sei in Übereinstimmung
mit dem in dem Hauptpatent gegebenen Beschreibungstext der auf der Seite der längeren
Strahlungsweite stehende Vorderradius dieser einzelnen Zerstreuungslinse, die also
im Gesamtsystem als Linse III enthalten ist, mit R'@ und der der kürzeren Strahlungsweite
zugekehrte und damit auch meistens der Blende benachbarte hintere Krümmungsradius
mit R 'H 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 lautet.
In diesem durch das Patent 88o 8o2 gegebenen Rahmen können auch sehr lichtstarke
Bauformen des Heliar-Typus dadurch mit einer besonders feinen Bildfehlerbehebung
ausgestattet werden, daß in Übereinstimmung mit den dieser neuen- Erfindung zugrunde
liegenden Untersuchungen zusätzliche konstruktive - Maßnahmen realisiert werden,
für welche die Richtwege zum technischen Handeln Gegenstand des vorliegenden Schutzrechtes
sind.
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Hierzu ist gleichlautend mit den anspruchsgemäßen Erfindungsmerkmalen
eine solche spezielle Verteilung der optischen Gläser innerhalb des Systems getroffen,
daß das Glas der der kürzeren Strahlungsweite zugekehrten Sammellinse eine mittlere
Brechzahl besitzt, die größer ist als 1,675, bezogen auf das gelbe Licht, und daß
gleichzeitig außerdem die gleichfarbige Brechzahl des Glases der mit ihr verkitteten
Negativlinse deutlich kleiner ist als das arithmetische Mittel der Brechzahlen der
beiden anderen, in Richtung der längeren Strahlungsweite angeordneten Zerstreuungslinsen,
ebenfalls bezogen auf die gleiche Farbe.
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Das angestrebte Ziel, auch für sehr lichtstarke Objektive -dieses
Typus eine wesentlich verbesserte seitliche Bildgüte herbeizuführen, wird durch
diese erfindungsgemäße Verteilung der Brechzahlen der Gläser weitgehend erreicht.
Es gelingt dadurch, wie im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel gezeigt
wird, die größte astigmatische Differenz innerhalb..eines . Gesichtsfeldes, welches
von einer Hauptstrahlenneigung, bezogen auf den Blendenraum,'von 3o° gegen die optische
Achse überdeckt wird, von über 0,7o bis o,75 °/o auf weniger als die Hälfte, nämlich
auf etwa 0,35 °/o der Äquivalentbrennweite des Gesamtobjektivs zu reduzieren
bei einer gleichzeitigen vorzüglichen Komakorrektion in eben diesen seitlichen Bildfeldteilen.
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Es hat sich nach den dieser Erfindung weiterhin zugrunde liegenden
Untersuchungen gezeigt, daß in diesen vorgenannten seitlichen Bildfeldteilen auch
die chromatischen Restaberrationen besonders fein auskorrigiert werden können, wenn
in Übereinstimmung mit den Kennzeichnungsmerkmalen der nachfolgenden Patentansprüche
im Rahmen der vorgegebenen Brechzahlenverteilung die Glaswahl speziell in der Weise
vorgenommen wird, daß an den beiden chromatisch überkorrigierenden Kittflächen eine
solche Dispersionsverteilung vorgenommen ist, daß gleichzeitig einerseits die Summe
der v-Wert-Differenzen an beiden Kittflächen deutlich größer. ist als 27,5 und daß
andererseits außerdem gleichzeitig- die v-Wert-Differenz an der der längeren Strahlungsweite
zugekehrten Kittfläche größer ist als 105 °/o, jedoch kleiner ist als
205 °/o der v-Wert-Differenz der Gläser, welche die andere und der kürzeren
Strahlungsweite zugekehrte Kittfläche begrenzen. Hierdurch gelingt es beispielsweise,
die chromatische Bildhöhendifferenz zwischen dem blauen und gelben Hauptstrahl,
dessen Neigung im Blendenraum gegen die optische Achse 28,o° beträgt, kleiner zu
halten als 3/1o0 00o der Äquivalentbrennweite des Gesamtobjektivs.
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Durch diese neue Kombination konstruktiver und baulicher Maßnahmen
konnte das Ziel der vorliegenden Erfindung in vollem Umfang erreicht und damit eine
maßgebliche Weiterentwicklung des Hehar-Typs erzielt werden. Auch bei der hohen
relativen Öffnung von 1: 3,5 und darübei hinaus 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 r : 3,5 ein anastigmatisch geebnetes Bildfeld von nahezu 6o° bei einer
vorzüglichen sphäro-cllromatischen Korrektion nebst einer besonders feinen Behebung
der chromatischen Lateralaberrationen in den seitlichen Bildfeldteilen aufweist.
- " 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 a2 trägt die Blende,
deren Abstand von den benachbarten Flächenscheiteln R5 und R6 mit b1 und b2 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 pö angegeben. Die nutzbare Systemöffnung beträgt
0,2857.
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Für das in der Zeichnung dargestellte Objektiv nach vorliegender Erfindung
ist eine Brennweite von f =Zoo mm zugrunde gelegt.
| Beispiel |
| F = i,oooo r : 3,5 po= 0,8203 |
| . |
| R1 = -I-- 0,30809 |
| ° dl = 0,07702 nI - i,65iio v1 = 58,6 |
| R2 = - 089346 |
| d2 - 0,01849 n.2 = 1,6o266 v2 = 38,4 |
| R3 = -f- 5,80308 . |
| a1 = 0,03521 Luft |
| R9 = - o,80630 , |
| d3 = 0,0i849 . ". _ " `. n, = r64282 v3 = 47,9 |
| R5 = -@- 0,28344 |
| b1 = 0,04625 |
| a2 = 0,07179 Blendenraum |
| b2 = 0,02554 |
| Ro = unendlich |
| d, = 0,01849 9Z4 = 1,58241 V, = 40,6 |
| R, = -f- 0,32195 |
| d5 = 0,07271 315 = 1,69347 1'5 = 53.5 |
| R" = - 0,52991 |
Es ist also z15 = 1,69347 und somit deutlich größer als 1,675, bezogen auf das gelbe
Licht, und gleichzeitig ist s14 = 1,58241, und dieser Wert ist deutlich kleiner
als
denn dieses arithmetische Mittel beträgt
ebenfalls bezogen auf die gleiche Farbe.
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Die v-Wert-Differenz im Frontglied beträgt v1 - v2 = 58,6 - 38,4 =
2o,2. Die v-Wert-Differenz im Hinterglied -beträgt v5 - v,, = 53,5 - 40.6 = 12,9.
Nun sind 105 o/, von 12,9 = 13,545 und 205 % von 12,9 = 26,445. Es ist also v1
- v2 mit 2o,2 deutlich größer als 13,545 und zugleich deutlich kleiner als
26,4q..
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Weiterhin ist die Summe. dieser beiden v-Wert-Differenzen nämlich
20,2 -y- 1a,9 = 33,1 und damit deutlich größer als 27,5. Die Brechzahl von L5 ist
mit 1,6g347 deutlich größer als die von L1 mit i,65iro. Außerdem ist die Entfernung
L5 - L3 = a2 + d4 -- o,ogo28 deutlich größer als die L1
- L3 = d2 + a1 = 0,05370. Weiterhin ist s13 = 1,64282 und s15 = =,6g347.
Ihr arithmetisches Mittel beträgt 1,668145 und ist somit deutlich größer als n1
= i,65iio.