DE950503C - Vierlinsiges photographisches Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern - Google Patents

Description

• Vierlinsiges photographisches Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern Die Erfindung betrifft ein vierlinsiges photographisches Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern jener speziellen Bauart, bei der einer der Blende benachbarten Negativlinse und einer ihr vorhergehenden ungleichschenkligen Sammellinse, die beide der Seite der längeren Strahlungsweite zugekehrt sind, eine zerstreuend wirkende Luftlinse einschließen, und deren stark gekrümmte Außenflächen gegen eben diese Seite konvex sind, auf der anderen Blendenseite ein verkittetes Sammelglied gegenübersteht, welches aus zwei Einzelelementen entgegengesetzten Stärkevorzeichens zusammengesetzt ist und deren gemeinsame sammelnd wirkende Kittfläche ebenfalls gegen die im Sinne der photographischen Aufnahme als Objektseite geltende Seite der längeren Strahlungsweite konvex gekrümmt ist, wobei jeder dieser genannten Krümmungsradien größer ist als 85 % des nutzbaren Aperturdurchmessers der Frontöffnung des Gesamtobjektivs, welches sphärisch, chromatisch und astigmatisch korrigiert ist.
• Objektive dieser Art gestatten die Durchführung einer guten Korrektion der Bildfehler in und außer der Achse bei einer im allgemeinen recht befriedigenden Behebung der chromatischen Restfehler. Sofern dieser Typ jedoch eine besonders weit getriebene Beseitigung der chromatischen Restfehler aufweisen soll, war bisher die Herbeiführung einer solchen Farbkorrektion höherer Ordnung nur für geringe relative Öffnungen oder- aber für ein kleines Gesichtsfeld durchzuführen.
• Das Objektiv nach der Erfindung gestattet die Herbeiführung einer solchen, für die Zwecke der Farbphotographie und Farbreproduktionstechnik erforderlichen chromatischen Korrektion höherer Ordnung auch über ein relativ ausgedehntes Gesichtsfeld hinweg für große relative Öffnungen, die bis über = :3.5 hinausgehen können.
• Das neue Objektiv vermittelt einen technischen Fortschritt der durch die vergleichende Gegenüberstellung der erzielten seitlichen Farbkorrektion zwischen einem normalerweise als apochromatisch bezeichneten lichtschwachen Reproduktions-Objektiv mit einer relativen Maximalöffnung von x :9 und dem Objektiv nach der vorliegenden Erfindung deutlich gemacht wird.
• Hierzu sei ein durch den Mittelpunkt der Blende gehenderHauptstrahlbetrachtet, deriri diesem Blendenraum eine Neigung von 2o' gegen die optische Achse besitzt und der auf der Objektseite in das System aberrationsfrei eintritt. Dieser Hauptstrahl verläßt das Gesamtobjektiv nach seiner chrbmatischen Aufspaltung innerhalb des Systems schließlich mit einer angularen chromatischen Reststreuung, die für den Spektralbereich von A' bis h entsprechend einem Wellenlängenbereich von insgesamt 3635 AE im allgemeinen einen Streuungsgrößenwert von etwa 8 bis 12 Winkelsekunden für einen solchen lichtschwachen Apochromat-Anastigmaten besitzt. Demgegenüber beträgt beim Objektiv gemäß der nachfolgenden Zahlentafel für den unter einer Neigung von 2o' die- Blende passierenden Hauptstrahl der objektivseitige Eintrittswinkel 15' 28'40".296, und er ist nach seinem Austritt nur noch mit folgenden angularen chromatischen Neigungsaberrationen behaftet Austrittswinkel

  ö)k' ---:15' 24' x0'".440 für A' mit 7682 AE

  15' 24' 12".204 für C mit 6563 AE

  15' 24' 11'".952 für d mit 5876 AE

  15' 24' 11".052 für e mit 5461 AE

  15' 24' 1o".692 für F mit 4861 AE

  15' 24' xq".5I2 -für g- mit -4358 AE

  15' 24' 12".o96 für h mit 4047 AE.

  Diese angularen Abweichungen sind durch strenge exakte trigonometrische - =Durchrechnung (8-stellige Rechnung) ermittelt, was im Hinblick auf diese sorgfältige fortschrittliche Fehlerbehebung notwendig war. Die Abweichungen selbst gegen den ordinären gelben Strahl ergeben sich durch Differenzbildung wie folgt: Für den Bereich von

  A'- d _ - 1".5z2

  + p@@.252

  d = o

  .@ - e = - 0".90o

  d - F = -1".26o

  d - g = - 1".44o

  d - lz = + 0".x44

  womit also innerhalb dieses weiten Spektralbereiches die maximale chromatische Strahlendivergenz für diesen Neigungswinkel zwischen -1".512 und o".252 liegt und damit einen Totalwert über diesen gesamten Wellenlängenbereich von 3635 AE hinweg von nur x".764 besitzt.
• In der Abb. x ist das Objektiv nach vorliegender Erfindung für eine Brennweite -von f -= Zoo mm dargestellt, dessen Aufbau mit dem auf die normale Einheitsbrennweite von f = xoo mm bezogenen nachfolgenden Zahlenbeispiel übereinstimmt. In Abb. 2 ist die obige angulare chromatische Hauptstrahlen-Iiorrektion innerhalb des ebenfalls oben gegebenen Wellenlängenbereiches graphisch dargestellt.
• Die Iirümmungsradien dieses Objektivs sind mit R, die Mittendicken der Linsen mit d und die Luftabstände mit L bezeichnet. Die Brechzahlen der Gläser beziehen sich auf den gelben Strahl, während ihre zugehörige Farbenzerstreuung durch die Abbesche Zahl v charakterisiert ist. Die Blende ist mit B bezeichnet, und p@ ist der Abstand der Gaußischen Bildebene vom Scheitel der letzten- Linse. Alle übrigen Bezeichnungen entsprechen dem in Abb.3 angegebenen Schema. Die relative Öffnung des Systems ist x : 3.5 entsprechend einem Öffnungsdurchmesser von 0.28571 - f.

  F = xoo.o -1: 3.5 pö = 83.355

  Ri = + 839730

  d,. = 6.1878 zal = 1.62166 v,. = 6o.3

  R2=oo

  -_ l2.- 6.9862 Luft

  R,=- 62.6724_

  d3 = 2.4951 '22 = 1.57911 v2 = 41.7

  R4 = + 29.5817

  14 = 74852 Luft

  R5 = + 1625.595

  d5 = 2.1957 113 = 1-57911 = 41.7

  R6 = + 27.3401

  d6 = 8.1839 n4 = 1.65770 v4 = 5o.8

  R7 = - 46.3666

  Dispersion für Linse I = o.oxö29

  von C bis F Linse II = 0.01387

  Linse III = 0.0x387

  Linse IV = o.ox295.

  Aus dieser Zahlentafel geht hervor, daß das neue Objektiv in Übereinstimmung mit vorbekannten Systemen dieses Typus grundsätzlich derart aufgebaut ist, daß die beiden der Blende benachbarten Zerstreuungslinsen aus Gläsern bestehen,' deren Brechzahlen für das gelbe Licht kleiner sind als 1.6o.
• Es ist weiter aus diesen Daten ersichtlich, daß bei der hohen Lichtstärke dieses neuen Objektivs die erste Linse aus einem hochbrechenden Glase besteht, welches eine wesentlich höhere Brechzahl hat als die Gläser der beiden Zerstreuungslinsen bei einer niedrigen Farbenzerstreuung, die bei Gläsern dieser Art in der Nähe von 0.o1 liegt.
• Die Zahlentafel zeigt weiter an, daß die Zerstreuungslinsen des neuen Objektivs aus einem Glase bestehen, das von den Glaswerken als »Leichtflint« klassifiziert ist. Dadurch wird es erreicht, daß die Farbenzerstreuung dieser nicht nur sphärisch und astigmatisch, sondern auch chromatisch überkorrigierend wirkenden beiden Zerstreuungslinsen in jenen zwischen den Werten von 0.01175 und 0.01475 liegenden Dispersionsbereich für die Spektralbreite zwischen den Fraunhoferschen Linien C und F fällt, der zur Erschließung dieser fortschrittlichen Korrektion der Farbquerfehler besonders geeignet ist. Die Spektralbreite zwischen C und F ist dabei gegeben durch die zugehörigen Wellenlängen von 6563 AE einerseits und 4861 AE andererseits.
• Es ist aus der Zahlentafel außerdem ersichtlich, daß die letzte Sammellinse aus einem Glase besteht, welches zur Gruppe der sogenannten »Schwerstkronea gehört. Dieses Glas besitzt gegenüber dem Schwerkion der objektseitigen Sammellinse demgemäß eine wesentlich höhere Brechzahl und zugleich eine höhere Farbenzerstreuung. Letztere ist, eben diesem Schwerstkronglas entsprechend, jedoch kleiner als die Farbenzerstreuung von Flintgläsern über den gleichen Spektralbereich hinweg. In der Tat ist die Dispersion dieser letzten Sammellinse kleiner- als die Dispersion der Flintglas-Zerstreuungslinsen, wobei aber die Differenz der Dispersionen zwischen dieser Schwerstkron-Linse einerseits und den Flintlinsen -andererseits augenfällig kleiner als o.00275 ist.
• Weiterhin hat sich gezeigt, daß bei dem Objektiv nach der Erfindung das Gesichtsfeld über den Betrag von etwa q.0° hinaus bis auf über 5o° gesteigert und damit die Bildfeldausdehnung von Universal-Objektiven erreicht wird durch eine geeignete Verteilung der Radienbemessung innerhalb des Systems. Aus der Zahlentafel ist zu ersehen, daß die Summe der absoluten Werte der Krümmungsradien des sammelnden Elementes des Kittgliedes (RE + R,) größer ist als der absolute Wert des Vorderradius der einzelstehenden Zerstreuungslinse. Diese bei Objektiven dieses Typus wenig beachtete Verknüpfung gestattet die Erschließung hoher Lichtstärken, da durch sie angezeigt wird, daß bei Einführung einer stark brechenden letzten Sammellinse auch der der Objektseite zugekehrte sphärisch, chromatisch und astigmatisch überkorrigierend wirkende Vorderradius dieser einzelstehenden Zerstreuungslinse seinerseits entsprechend stark gekrümmt sein muß, um in der erforderlichen Weise überkorrigierend zu wirken.
• Aus der Zahlentafel ist weiterhin ablesbar, daß der bildseitige Außenradius des neuen Objektivs seinem absoluten Wert nach erheblich größer ist als der objektseitige Frontradius und daß die Differenz dieser beiden Radienlängen zwischen 1o und 2o °/o der Äquivalentbrennweite liegt.
• Die Gläser des Hintergliedes zeigen weiterhin auf, daß der arithmetische Mittelwert der darin verwendeten Gläser offensichtlich größer ist als 1.6o, wodurch es ermöglicht ist, zu jenen relativ flachen Krümmungsradien des Erfindungsgegenstandes zu gelangen, die für die Erzielung der erreichten hohen Lichtstärke so vorteilhaft sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vierlinsiges photographisches Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern, welches aus einer der Blende benachbarten Negativlinse und einer ihr voraufgehenden ungleichschenkligen Sammellinse, die beide der Seite der längeren Strahlungsweite zugekehrt sind, eine zerstreuend wirkende Luftlinse einschließen und deren stärker gekrümmte Außenflächen gegen eben diese -Seite konvex sind sowie aus einem verkitteten Sammelglied derart zusammengesetzt ist, daß letzteres auf der anderen Blendenseite angeordnet ist, aus zwei Einzelelementen entgegengesetzten Stärkevorzeichens besteht und deren gemeinsame sammelnd wirkende Kittfläche ebenfalls gegen die im Sinne der photographischen Aufnahme als Objektseite geltende Seite der längeren Strahlungsweite konvex gekrümmt ist, wobei jeder dieser genannten Krümmungsradien größer ist als 85 °/o des nutzbaren Aperturdurchmessers der Frontöffnung des Gesamtobjektivs, dessen beide der Blende benachbarten Zerstreuungslinsen aus Gläsern bestehen, deren Brechzahlen für das gelbe Licht kleiner sind als 1.6o, dadurch gekennzeichnet, daß folgende bauliche Gestaltung für die Einheitsbrennweite verwirklicht ist: F = 1oo.o 1 : 3.5 pö = 83355 Ri = -i- 33.9730 d, = 6.1878 n, = 1.62166 v, = 6o.3 R2 = °° 12 = 6.9862 Luft R3 = - 62.672q. d3 = 2.q.951 n2 = 1.57911 v2 = q.1.7 R4 - + 29.5817 14 = 7.q.852 Luft R5 = -r 1625.595 d5 = 2.1957 n3 = 1.57911 v3 = q.1.7 R6 = -E- 27.3q.01 d6 = 8.1839 n4 = 1.65770 v4 = 50.8 R7 = - q.6.3666