DE971992C - Anamorphotisches Aufnahme- und Projektionsobjektiv mit Einrichtung zur Fokussierungauf beliebigem Objekt- bzw. Bildabstand - Google Patents

Description

• Anamorphotisches Aufnahme- und Projektionsobjektiv mit Einrichtung zur Fokussierung auf beliebigem Objekt- bzw. Bildabstand Die Erfindung bezieht sich auf anamorphotische Objektive, insbesondere solche, die für die Aufnahme und Projektion von Bildern nach dem sogenannten Cineniascope-Verfahren Verwendung finden. Dies Verfahren dient zur Erzielung eines raumbildartigen Effektes bei der Bildwiedergabe auf der Projektionsleinwand. Dabei kann entweder ein System gekreuzter Zylinderlinsen oder auch ein Vorsatzsystem mit anamorphotischer Wirkung in Verbindung mit einem photographischen Objektiv sowohl für die Filmbildaufnahme als auch für die Wiedergabe benutzt werden. Mit Hilfe derartiger Systeme soll bei der Aufnahme das Bild in seiner horizontalen Ausdehnung zusammengedrückt werden. Die Wiedergabe soll durch ein ähnliches Objektiv erfolgen, das ein entsprechendes Projektionssystem aufweist, welches seinerseits die ,Aufgabe hat, für das Projektionsbild das ursprüngliche Seitenverhältnis wiederherzustellen. Durch die Anwendung dieser kinematographischen Aufnahme- und Wiedergabetechnik ist es möglich, auf dem üblichen Filmformat Bilder unterzubringen, bei denen das Verhältnis von Bildbreite zu Bildhöhe größer ist, als es dem üblichen Bildformat entspricht. Die damit erhaltenen Projektionsbilder auf der Leinwand sind dazu bestimmt, eine bessere Illusion von räumlichen Bildern zu vermitteln, als dies bisher bei den üblichen Bildformaten von etwa 3 : 4 der Fall ist. Wünschenswert ist dabei, auf diese Weise Bilddehnungen in der Horizontaldimension um den FaktOr z,.5 bis 2 zu -erzielen. Derartige Objektive müssen im Betrieb insbesondere bei der Aufnahme auf beliebige endliche Aufnahmeentfernungen fokussiert werden. Bei den bisher üblichen anamorphotischen Objektiven, die aus einem rotationssymmetrischen Aufnahmeobjektiv und einem davor befindlichen Vorsatzsystem aus Zylinderlinsen mit zueinander parallelen Achsen bestehen, welch letzteres in einem Schnitt die Wirkung eines Fernrohres hat, erfolgt die Fokussierung auf endliche Aufnahmeentfernungen dadurch, daß im anamorphotischen Vorsatzsystem der Abstand zwischen Vorder-und Hinterglied geändert wild. Dadurch ergibt sich in dem Schnitt, der die optische Wirkung besitzt, eine Veränderung der Fernrohrvergrößerung I', welche ja .gleichzeitig das Maß für den »anamorphotischen Faktorei ist.
• Der anamorphotische Faktor für unendlich fernes' Objekt, d. h.. also das Maß, um das das Bild bei der Aufnahme in horizontaler Richtung zusammengedrückt werden soll (um bei. der späteren Projektion im umgekehrten Verhältnis wieder gedehnt zu werden), ist nach Maßgabe der Reihenfolge des Lichtdurchtritts durch zwei Zylinderlinsenglieder gegeben durch die Beziehung wobei f1 die Brennweite des Vordergliedes, f2 die des Hintergliedes des anamorphotischen Vorsatzsystems bedeutet. Bei Zugrundelegung gebräuchlicher Abmessungen für anamorphotische Vorsätze beispielsweise mit f1 = etwa - i3o mm - und f2 = etwa 250 mm ergibt sich infolge der Verstellung der beiden Glieder zwecks Scharfstellung auf eine Aufnahmeentfernung von etwa 1,5 m gegenüber der Einstellung auf Unendlich eine Veränderung des anamorphotischen Faktors Von rund 13 °/a. Hierin liegt ein großer Nachteil, der sich besonders bei Personenaufnahmen auswirkt, weil damit eine bereits sichtbare Veränderung der natürlichen Proportionen verbunden' ist.
• Dieser Nachteil wird gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden mittels eines anamorphotischen Objektivs, welches aus einem auf einen festen Objekt-bzw. Bildabstand eingestellten. System mit anamorphotischer Wirkung und einem an sich bekannten rotationssymmetrischen, mehrgliedrigen System zusammengesetzt ist, das wenigstens einen variablen Luftabstand besitzt, dessen Größe so verändert werden kann, daß ein in beliebigem Abstand befindliches Objekt bzw. Bild in dem fest eingestellten Objekt- bzw. Bildpunkt des Systems mit a.namorphotischer Wirkung abgebildet wird: Es ist dabei besonders vorteilhaft; das anamorphotische System auf einen im Unendlichen liegenden Objekt- bzw. Bildpunkt fest einzustellen.
• Eine vorteilhafte Ausführungsform dieses allgemeinen Erfindungsgedankens besteht darin, anamorphotische Objektive in der Weise auszubilden, daß das auf einen Objekt- oder Bildpunkt fest eingestellte System mit anamorphotischer Wirkung aus einem rotationssymmetrischen photographischen Objektiv und einem Vorsatzlinsensystem mit anamorphotischer Wirkung zusammengesetzt ist. Es ist außerdem in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorteilhaft, wenn das Vorsatzlinsensystem mit anamorphotischer Wirkung aus Zylinderlinsen mit zueinander parallelen Achsen besteht.
• DieAusführung des rotationssymmetrischen Systems mit veränderlichem Luftabstand seiner Glieder kann in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung als Galileisches Fernrohr mit einem Vergrößerungsfaktor i oder nahezu i ausgeführt werden. Damit ist seine Petzvalsumme gleich Null oder nahezu gleich Null, wenn man gleiches Glas für die Linsen annimmt.
• Von den Zeichnungen zeigt Fig. i die bekannte Linsenanordnung eines anamorphotischen Obj ektivs, die Fig.2 und 3 ein Ausführungsbeispiel eines anamorphotischen Objektivs gemäß vorliegender Erfindung in vertikalem bzw. horizontalem Mittelschnitt.
• In Fig. i sind mit i und 2 zwei ein anamorphotisches Vorsatzsystem bildende Zylinderlinsen bezeichnet, die vor ein beliebiges handelsübliches mehrgliedriges, rotationssymmetrisches Objektiv 3 gesetzt werden, welches hier nur schematisch angedeutet zu werden braucht. Das Gesamtsystem 1, 2, 3 bildet in bekannter Weise ein anamorphötisches Objektiv. Die Zylinderachse der beiden Zylinderlinsen i und 2 sind parallel zueinander, ihr Abstand voneinander ist veränderlich, um die Fokussierung auf beliebige Objektabstände in bekannter Weise durchführen zu können. Verändert man aber den Abstand der Linsen i und 2 zwecks Fokussierung, der für unendliche Entfernung a beträgt, um den Betrag da auf (a +A a), um auf Objekte in der näheren Entfernung s1 scharf einzustellen, so ergibt sich der obenerwähnte Nachteil der Veränderung des anamorphotischen Faktors.
• In der in den Fig. 2 und 3 dargestellten beispielsweisen Ausführungsform eines anamorphotischen Objektivs gemäß der Erfindung stellt L1 das Negativglied und L2 das Positivglied eines rotationssymmetrischen Linsensystems dar, das vor ein beliebiges anamorphotisches, auf einen festen Objektpunkt eingestelltes System gesetzt ist. Letzteres besteht aus einem System von Zylinderlinsen L3, L4, L5, ZB, L7 mit untereinander_ parallelen Zylinderachsen und untereinander unvränderlichem Abstand und einem handelsüblichen rotationssymmetrischen photographischen Objektiv beliebiger Bauart, das mit 0 bezeichnet ist. Das System L3, L4, L,5, L6, L, ist dem System L1, L, in unveränderlichem Abstand nachgeschaltet. Der Abstand h zwischen den Gliedern L1 und L2 ist zwecks Fokussierung veränderlich.
• Bei der gezeichneten Ausführungsform ist der Einfachheit halber das Positivglied als Plankonvex- und das Negativglied als Plankonkavlinse ausgeführt. Die Glieder können ohne weiteres auch verkittete Glieder sein. Wird für dies System L1, L2 ein Vergrößerungsfaktor i vorgesehen, dann sind die Radien r, des Negativgliedes L1 und r3 des Positivgliedes L2 gleich groß. Nimmt man weiter an, daß das anamorphotische System L3, L4, L5, Z6, L7 auf unendlichen Objekt-bzw. Bildabstand fest eingestellt ist, dann bleibt diese Einstellung erhalten, wenn der Abstand h im rotationssymmetrischen Fokussiervorsatz zu Null gemacht wird. Der Fokussiervorsatz hat dann die Wirkung einer Planplatte. Bei einer Fokussierung auf endlichen Abstand ist- der Abstand h zu vergrößern, und zwar um den Wert wobei f 1 die Brennweite der ersten Linse ist. Wählt man für f l eine Brennweite von -17o mm, dann ergibt das für einen Objektabstand von s1 = - i5oo mm eine Verschiebung von d l1 = 17,5 mm. Nimmt man einen Brechungsindex für beide Linsen von 1,516 an, dann ergibt das für beide Radien r2 und r3 einen Wert von 87,6 mm. In der nachstehend aufgeführten Tabelle sind die Zahlenwerte für ein Beispiel eines anamorphotischen Gesamtobjektivs zusammengestellt. Hierin sind bezeichnet mit L die einzelnen Linsen, mit r die Radien, mit d die Dicken, mit l die Luftabstände, mit na die Brechzahlen, mit va die Abbeschen Zahlen der Gläser und mit E die Ebene . des Kreuzungspunktes der Hauptstrahlen, die im Falle der Verwendung des Gesamtsystems als Aufnahmeobjektiv gleichzeitig die Austrittspupille des Vorsatzlinsensystems und die Eintrittspupille des Objektivs darstellt, während im Falle der Verwendung des Gesamtsystems als Projektionsobjektiv die Rollen von Eintritts- und Austrittspupille vertauscht sind.

  Beispiel

  Linsen Radien (mm) Dicken und na va

  Abstände (mm)

  s1 = 0o = 1500 var.

  y1 = @

  L1 dl = 5,0 1,5168 64,2

  7, = -f- 87,6

  l1 = o = 17,5 var.

  ZZ y3 + 8`7,6 d2 = 13.0 1,5168 64,2

  r4 = x

  1, = 3@0

  ys =

  L 3 d3 = 5,0 15311 62,1

  76 = + 33982

  13 = 14,0

  - 00

  L4 r7 d4 = 5,0 1,5128 57,2

  ys = + 33497

  L5 d, = 15,0 17234 38,o

  y. = @_ 170,31

  14 = 395

  L yio = + 294,27 d0 5,0 1#7283 28,3

  ril 78,298

  L7 d7 - 14,0 1,5640 58,1

  )'12 = -- 89,z25

  1 s = 54,0

  Die Ausführung eines Objektivs nach der Erfindung ist nicht auf die eben skizzierte Ausführungsform beschränkt. Man kann gemäß einer vorteilhaften Ausfühiungsform eines Objektivs gemäß der Erfindung insbesondere die Reihenfolge von Negativglied und Positivglied vertauschen, d. h. also ein Galileisches Fernrohr entweder mit dem Negativglied oder auch dem Positivglied als erstes Glied verwenden. Es ist in vielen Fällen auch zweckmäßig, an Stelle der Form der Glieder als Plankonvex- bzw. Plankonkavlinse mit Rücksicht auf die Korrektion der Bildfehler beide .Linsen durchzubiegen. Der Abstand für die Fokussierung für unendlichen Objekt- bzw. Bildabstand ergibt sich dann aus der Stellung, bei der der hintere Brennpunkt des objekt-bzw. bildseitigen Gliedes L1, L2 mit dem vorderen Brennpunkt des dem anamorphotischen System L3, L4, Ls, L0, L7, 0 benachbarten Gliedes zusammenfällt.
• Für die Beseitigung von chromatischen Fehlern kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, Vorderglied und Hinterglied mehrlinsig auszuführen, wobei die Einzellinsen jedes Gliedes ausGläsern verschiedener Brechung und verschiedener Dispersionen bestehen und miteinander verkittet sein können.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anamorphotiscbes Objektiv, insbesondere für die Aufnahme und Projektion von Kinobildern, dadurch gekennzeichnet, daß es zusammengesetzt ist aus einem System mit anamorphotischer Wirkung (L2. . . L7, 0), das auf einen festen, vorzugsweise im Unendlichen liegenden Objekt- bzw. Bildpunkt eingestellt ist, und einem rotationssymmetrischen, mehrgliedrigen System (L1, ZZ), welches wenigstens einen variablen Luftabstand (h) besitzt, dessen Größe so verändert werden kann, daß ein in einem beliebigen Abstand befindliches Objekt bzw. Bild in dem fest eingestellten Objekt- bzw. Bildpunkt des Systems mit anamorphotischer Wirkung abgebildet wird.
2. 2. Anamorphotisches Objektiv nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das System mit anamorphotischer Wirkung aus einem rotationssymmetrischen photographischen Objektiv (0) und einem anamorphotischen Vorsatzlinsensystem (LB...L7) zusammengesetzt ist.
3. 3. Auamorphotisches Objektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anamorphotische Vorsatzlinsensystem aus Zylinderlinsen mit zueinander parallelen Achsen besteht.
4. 4. Anamorphotisches Objektiv nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das rotationssymmetrische System mit veränderlichem Luftabstand seiner Glieder (I.1, L2) als Galileisches Fernrohr ausgebildet ist, dessen Vergrößerungsfaktor zweckmäßig x oder nahezu r ist.
5. 5. Anamorphotisches Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zerstreuende Teilglied des rotationssymmetrischen Systems mit veränderlichem Luftabstand dem sammelnden Teilglied dieses Systems vorausgestellt ist.