DE951175C

DE951175C - Anamorphotisches Vorsatzlinsensystem

Info

Publication number: DE951175C
Application number: DEZ3644A
Authority: DE
Inventors: Helmut Knutti; Dr Horst Koehler
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1953-08-25
Filing date: 1953-08-25
Publication date: 1956-10-25

Description

Anamorphotisches Vorsatzlinsensystem Die vorliegende Erfindung betrifft ein afokales, nach Art eines galileischen Fernrohres ausgebildetes anamorphotisches Vorsatzlinsensystem, d. h. ein solches, das imAbbildungsstrahlengang eines photographischen Objektivs auf der Seite der längeren Schnittweite desselben angeordnet ist und zur Erzielung einer in allen Bildpunkten scharfen Abbildung eines Gegenstandes in die Bildebene des Gesamtsystems dient, derart, daß die lineare Vergrößerung in zwei zueinander senkrechten Durchmessern der Bildebene verschieden ist.
Die Erfindung bezieht sich speziell auf solche Systeme, die aus einem dem Objektiv benachbarten Systemteil mit positiver zylindrischer Brechkraft und einem Systemteil mit negativer zylindrischer Brechkraft bestehen, wobei die Zylinderachsen beider Systemteile parallel zueinander sind und das Systemteil mit positiver zylindrischer Brechkraft aus einer Sammellinse und einer mit dieser verkitteten Zerstreuungslinse zusammengesetzt ist derart, daß diese beiden Linsen eine zerstreuende Kittfläche untereinander bilden, die ihre erhabene Seite dem Systemteil negativer zylindrischer Brechkraft zukehrt. Die Zylinderachsen der beiden Systemteile des Vorsatzsystems liegen dabei in vertikaler Ebene, so daß das System in der horizontalen Ebene die Brennweite des Aufnahme- bzw. Wiedergabeobjektivs verkleinert, während in der vertikalen Ebene die Brennweite unverändert bleibt, d. h. in der Horizontalebene wird einer Veränderung des Abbildungsmaßstabes bewirkt, während in der Vertikalebene der Abbildungsmaßstab unverändert bleibt. Bei Systemen dieser Art ist es auch in bekannter Weise möglich, eine Abbildung in endlicher Entfernung durchzuführen, wobei mittels Verstellung der Systemteile dem System eine endliche Brennweite gegeben wird, so daß man die Wirkung des Systems als nahezu afokal bezeichnen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sind auch Systeme vorgeschlagen worden, die aus zwei Systemteilen bestehen, von denen jedes aus einer sammelnden zylindrischen und einer mit dieser verkitteten zerstreuenden zylindrischen Linse zusammengesetzt ist. Diese bekannten Systeme bestehen also aus vier Linsen. Derartige Systeme eignen sich vorzugsweise für anamorphotische Dehnungen, etwa um den Faktor 1,3; sie sind zwar grundsätzlich auch für höhere anainorphotische Dehnungen mit einem Faktor bis etwa 2 geeignet, jedoch ist dabei die Behebung der Verzeichnung und Koma verhältnismäßig schwierig. Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, für diese größeren anamorphotischen Dehnungen Systeme aus mindestens fünf Linsen anzuwenden. Solche Systeme sind an sich ebenfalls bekannt. Sie enthalten außer einem aus zwei ZylinderlinsenentgegengesetzterBrechkraftzusammengesetzten Systemteil sammelnder zylindrischer Brechkraft ein Systemteil zerstreuender zylindrischer Brechkraft, das aus drei miteinander verkitteten Zylinderlinsen besteht. Mit diesen bekannten Systemen ist keine ausreichende Korrektion der Verzeichnung und der Koma zu erzielen, wie die trigonometri3che Durchrechnung gezeigt hat.
Gegenstand der Erfindung ist ein fünflinsiges Vorsatzlinsensystem, das ebenfalls aus einem Systemteil positiver zylindrischer Brechkraft und einem Systemteil negativer zylindrischer Brechkraft beseht, wobei der erstere aus einer Sammellinse und einer mit dieser verkitteten Zerstreuungslinse zusammengesetzt ist derart, daß diese beiden Linsen eine zerstieuende Kittfläche miteinander bilden, wobei erfindungsgemäß das Systemteil mit negativer zylindrischer Brechkraft aus zwei durch eine zerstreuende Luftlinse getrennten Teilgliedern besteht, von denen das eine aus zwei miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzt ist und das andere eine Einzellinse von. zerstreuender Brechkrafi ist, wobei die Linse negativer Brechkraft des verkitteten Teilgliedes der zerstreuenden Einzellinse benachbart ist. Dabei können sowohl das verkitteteTeilglied als auch die frei stehende zerstreuende Einzellinse des Teilsystems mit negativer zylindrischer Brechkraft die Form von Plankonkavlinsen haben. Das bedeutet einen erheblichen Vorteil für die Herstellung solcher Linsen. Diese Ausführung der Linsen mit Planflächen kann bei den Ausführungsformen der Erfindung bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Korrektion am besten dann erzielt werden, wenn das verkittete Teilglied zwischen dem Systemteil sammelnder Brechkraft und der frei stehenden zerstreuenden Einzellinse angeordnet ist. Eine bevorzugte Ausführungsform des Systems nach der Erfindung erhält man ferner dadurch, daß die Kittfläche des verkitteten Teilgliedes sammelnde Wirkung besitzt und ihre hohle Seite dem Systemteil sammelnder Brechkraft zukehrt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nach der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Luftabstand zwischen der frei stehenden zerstreuenden Einzellinse und dem verkitteten Teilglied größer als 140/p und kleiner als 27°/o des absoluten Wertes der Gesamtbrennweite der beiden Teilglieder ist. Die untere Grenze dieses Abstandes ist durch die Rücksichtnahme auf die Pfeilhöhe des hohlen Radius der frei stehenden Einzellinse bedingt. Die obere Grenze ergibt sich aus der Forderung nach möglichst geringer Strahldurchtrittshöhe, um die frei stehende Einzellinse nicht unnötig groß machen zta müssen.
Die Fehlerkorrektion läßt sich erfindungsgemäß ain besten dadurch erreichen, daß die Außenradien des Systemteils sammelnder Brechkraft entgegengesetzte Vorzeichen haben und in einem Verliältni> zueinander stehen, dessen absoluter Wert in den Grenzen 1 : 1 und 1 : 1, liegt, wobei der längere Radius sich auf der dem verkitteten Teilglied zugewandten Seite befindet.
Weiterhin erweist es sich für die Korrektion vorteilhaft, die absoluten Werte der Radien der Kittflächen in den beiden Kittgliedern und des dem verkitteter. Teilglied zugekehrten Radius der frei stehenden zerstreuenden Einzellinse j e in den Grenzen zwischen 30 °" und 6o °/o der Einzelbrennweiten ff, f.2 der zugehörigen Systemteile zu halten.
Zur Kleinhaltung von Zonenfehler und Gaußfehler ist es erfindungsgemäß fernerhin, zweckmäßig, die Differenz der Brechzahlen an jeder der beiden Kittflächen größer als o,r zii wählen.
In der Zeichnung ist ein Beispiel des erfindungY gemäßen Vorsatzlinsensystems mit den Linsen LI, LII, LIII, LI\., Lv dargestellt worden, Lind in der nachstehend aufgeführten Tabelle >ind Zahlenwerte für dieses Beispiel aufgeführt.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Mi; t# @t:nititt und Fig. 2 einen horizontalen Mittelschnitt durch. das gesamte System bestehend aus einem photographischen Obj ek f iv beliebiger Bauart und dem Vorsatzlinsensystem, das dem Zahlenwert der Tabelle eut;vricht. Hierin sind bezeichnet mit L die einzelnen Linsen, mit r die Radien, mit d die Dicken, mit L die Luftabstände, mit E die Ebene des Kreuzungspunktes der Hauptstrahlen, die im Falle der Verwendung des (@;,@aiiitsystems als Aufnahmeobiektiv gleichzeitig diE, Austrittspupille de# Vorsatzlinsensystems und die Eintrittspupille des Objektivs darstellt, während im Falle der Verwendung als Projektionsobjektiv die Rollen von Eintritts- und Austrittspupille vertauscht sind. Ferner sind bezeichnet mit ra,, die Brechzahlen, mit ::,, die Abbeschen Zahlen der Gläser und mit An/r die Brechkräfte der einzelnen Linsenflächen. Beispiel f1 = Einzelbrennweite des sammelnden Systemteils (L I, 1-11) = -i- 150,3; f2 = Einzelbrennweite des zerstreitenden Systemteils (LIII, LIv, Lv) = - 75. Anamorphotische Dehnung im Horizontalschnitt 2fach.

Dicken

Radien und na va d n/r

Abstände

1i= 54,0

yi = -f- 89,z25 -@- o,oo63281g

d1=14,0 1,5640 58,1

y2 = - 78298 - o,oo7o9839

d2-5,0 1,7283 28,3

r3 = - 294,27 + 0,00247494

12=39,5

y4 = -1i0,31 - 0,00424755

d3 =15,o 47234 38,0

ys = - 33,497 -i- o,oo6287i3

d4=5,0 1,5128 57,2

y6 = 00 0,0

13=i4,0

y, _ - 33,982 - 0,01562886

ds=5,o ir53ii 62,1

r8= 00 0,0

Claims

PATENTANSPRÜCHE-i. Afokales, nach Art eines galileischen Fernrohres ausgebildetes anamorphotisches Linsensystem, das aus einem Systemteil positiver zylindrischer Brechkraft und einem Systemteil mit negativer zylindrischer Brechkraft besteht, wobei die Zylinderachsen beider Systemteile parallel zueinander sind und das Systemteil mit positiver zylindrischer Brechkraft aus einer Sammellinse und einer mit dieser verkitteten Zerstreuungslinse zusammengesetzt ist, derart, daß diese beiden Linsen eine zerstreuende Kittfläche miteinander bilden,, die ihre erhabene Seite dem Systemteil- negativer, zylindrischer Brechkraft zukehrt, dadurch gekenn2eichnet, daß das Systemteil mit negativer zylindrischer Brechkraft aus zwei durch eine zerstreuende Luftlinse getrennten Teilgliedern besteht, von denen das eine aus zwei miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzt ist und das andere eine Einzellinse von zerstreuender Brechkraft ist, wobei die Linse negativer Brechkraft des verkitteten Teilgliedes der zerstreuenden Einzellinse benachbart ist.
2. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das verkittete Teilglied als auch die frei stehende zerstreuende Einzellinse die Form von Plankonkavlinsen haben.
3. Vorsatzlinsensystern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das verkittete Teilglied zwischen dem Systemteil sammelnder Brechkraft und der frei stehenden zerstreuenden Einzellinse angeordnet ist.
4. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kittfläche des verkitteten Teilgliedes sammelnde Wirkung besitzt und ihre hohle Seite dem Teilsystem sammelnder Brechkraft zukehrt.
5. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftabstand zwischen der frei stehenden zerstreuenden Einzellinse und dem. verkitteten Teilglied größer als 14% und kleiner als 27 °/o des absoluten Wertes der Gesamtbrennweite der beiden Teilglieder ist.
6. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Außenradien des Systemteils sammelnder Brechkraft entgegengesetzte Vorzeichen haben und in einem Verhältnis zueinander stehen, dessen absoluter Wert in den Grenzen i : i und i : co liegt, wobei der längere Radius sich auf der dem verkitteten Teilglied zugewandten Seite befindet.
7. Vorsafzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die absoluten Werte der Radien der Kittflächen in beiden Kittgliedern und des dem verkitteten Teilglied zugekehrten Radius der frei stehenden zerstreuenden Einzellinse je in den Grenzen zwischen 30 °/a. und 6o °/o der Einzelbrennweite (f1, f2) der zugehörigen Systemteile liegen. B. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den Brechzahlen an jeder der beiden Kittflächen größer als o,i ist. g. Vorsatzlinsensystem nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkräfte (dn/y) der brechenden Flächen (y, ... r,) 'je um höchstens ± o,?,/ f (f jeweils bezogen auf die Einzelbrennweiten der die betreffenden Flächen enthaltenden Glieder) von den dem folgenden Zahlenbeispiel zu entnehmenden Werten abweichen: f1 = Einzelbrennweite des sammelnden Systemteils (LI, LII) _ -r-150,3; f2 = Einzelbrennweite des zerstreuenden Systemteils (L1,1; Lzv ; Lv) _ - 75. Anamorphotische Dehnung im Horizontalschnitt 2fach. Dicken Radien und nd va d n/y Abstände 11=54,o ri = -i- 89,125 -E- o,oo632819 d1=14,0 1,5640 58,1 y, = - 78,298 - 0,00209839 d2=5,0 1,7283 28,3 7 3 = - 294,27 -f- 0,00247494 12=39,5 ya = -170,31 - 0,00424755 d3 =15,0 47234 38,o 75 = - 33,497 +o,oo628713 d4= 5,0 1,5128 57,2 ys - 0 0,0 13 =14,0 7 7 = - 33,982 - 0,01562886 d 5 = 5,0 1,531i 62,1 y3 = 00 0,0

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr: 702 975.