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Optisches System großer Bildwinkelleistung Die Erfindung betrifft
ein sphärisch, chromatisch, komatisch, astigmatisch und auf Bildfeldebnung korrigiertes
Objektiv aus vier in Luft stehenden Gliedern, von denen zwei der Blende benachbarte
Sammelglieder aus je zwei Linsen entgegengesetzter Brechkraft verkittet sind, welchen
beiden Sammelgliedern mit größerem Luftabstand je ein als Einzellinse ausgebildeter
negativer Meniskus so vor- bzw. nachgeordnet ist, daß die vor bzw. hinter der Blende
befindlichen Systemhälften positiver Brechkraft nahezu symmetrisch sind.
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Es sind bereits derart aufgebaute Systeme für die Zwecke der Luftbildaufnahme
vorgeschlagen worden, bei denen die negativen Bauelemente der mittleren beiden Sammelglieder
einander zugekehrt und die Kittflächen nach der Systemmitte zu konvex durchgebogen
sind und bei denen ferner zur Erzielung einer extremen Bildwinkelleistung - von
z2o° und darüber - die beiden äußeren, von den Innengliedern durch einen großen
Luftabstand getrennten Negativlinsen ihre erhabenen Flächen der Objekt- bzw. Bildseite
zukehren und ihre hohlen Innenflächen nahezu oder mehr als halbkugelförmig gestaltet
sind. Solche Systeme sind aber zufolge der außerordentlich starken Durchbiegung
der beiden äußeren Systemglieder und der daraus resultierenden schwierigen Fertigungsmöglichkeit
nur für Sonderzwecke, nicht aber für die normalübliche Aufnahmetechnik geeignet.
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Auch sind bereits Weitwinkelobjektive - ebenfalls speziell für die
Zwecke der Luftbildaufnahme - unsymmetrischer Bauart bekanntgeworden, deren beide
innenstehenden Sammelglieder aus je drei Linsen verkittet und die brechkraftsmäßig
so aufgebaut sind, daß der vor der Blende befindliche Systemteil negative
und
der hinter der Blende vorgesehene Systemteil positive Brechkraft aufweist.
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Bei Weitwinkelobjektiven bekannter Bauart ist es schwierig, bei behobenem
Astigmatismus und beseitigter Bildfeldwölbung gleichzeitig auch eine ausreichende
Ebnung im mittleren Bildwinkelbereich zu erzielen; im allgemeinen treten hier Bildfeldwölbung
zum Objektiv hin auf. Um dieser Erscheinung entgegenwirken zu können, ist es notwendig,
Korrektionsmittel heranzuziehen, die nicht den üblichen, stark vom Bildwinkel abhängigen
Änderungsverlauf der astigmatischen Bildschalen aufweisen. Zu der Erfindung führende
Untersuchungen ergaben, daß die Dicken der mittleren Kittglieder in Verbindung mit
sehr flachen blendenseitigen Radien derselben weitgehend diese Forderung erfüllen
können, wobei zur Kompensierung der durch diese Korrektionsmittel verursachten positiven
Bildfeldwölbung gleichzeitig eine bestimmte Durchbiegung der negativen Komponenten
dieser Kittglieder herangezogen werden muß. Die Anwendung dieser Korrektionserkenntnisse
im Sinne der Erfindung erlaubte es gleichzeitig, die Bauhöhe des Gesamtobjektivs
herabzusetzen und trotzdem die geforderte einwandfreie Bildfeldebnung beizubehalten.
Durch die geringe Bauhöhe ist es wiederum möglich, die äußeren, wegen des großen
Bildwinkels ohnehin großen Durchmesser der außenstehenden Einzellinsen des Systems
kleiner zu halten.
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Ein im Sinne dieser Erkenntnisse aus zwei nahezu symmetrischen Systemhälften
mit positiver Brechkraft aufgebautes Weitwinkelobjektiv nach der Erfindung kennzeichnet
sich dadurch, daß die Mittendicken jedes der beiden Sammelglieder mindestens 25%
der Gesamtbauhöhe betragen und diese Bauhöhe mindestens um 15°/o kleiner ist als
die Gesamtbrennweite des Systems. Die Krümmungsradien in den beiden Sammelgliedern
sind ferner so bemessen und angeordnet, daß ihre negativen Linsenelemente nahezu
konzentrisch sind und ihre Hohlflächen der Blende zukehren, während die der Blende
zugekehrten Außenradien der beiden positiven Systemteile plan oder nahezu plan ausgebildet
sind. Weiterhin weisen die die beiden negativen Meniskuslinsen von den Sammelgliedern
trennenden Luftabstände die Form von positiven Menisken mit gleichen oder nahezu
gleichen Mittendicken auf, deren Gesamtsumme zwischen 2o und 40% der Brennweite
des Systems beträgt.
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Für die Herbeiführung einer guten Korrektion der allgemeinen Bildfehler
erwies es sich bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Objektiv außerdem als notwendig,
die Brechkräfte zwischen den einzelnen Linsenelementen derart zu verteilen, daß
die einzeln stehenden Meniskuslinsen aus optischen Gläsern mit kleinerem Brechwert
als 1,5 und die negativen Linsenelemente der Sammelglieder aus Gläsern mit höherem
Brechwert als 1,7 für die gelbe Heliumlinie des Spektrums bestehen, wobei an den
Kittflächen der beiden genannten Sammelglieder ein größerer nd-Wert-Unterschied
als o,12 vorliegt.
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Nachfolgend sind die Konstruktionsdaten eines gemäß der Erfindung
aufgebauten Objektivs für die Brennweite
f = ioo aufgeführt:
| Zahlenbeispiel |
| ' Öffnungsverhältnis 1 : 8, f' = Zoo, s' = 73,4 |
| 92d Vd |
| 183,69 |
| I Li dl = 2,17 1,4645 65,7 |
| 23,o6 |
| d2 = 15,22 Luftabstand |
| y3 = -I- 25,57 |
| L, d3 = 11,14 1,7174 29,5 |
| II 74 = + 14,02 |
| La d4 = 1o,97 156o1 47,o |
| r5 = -I- 1045,94 |
| d5 = 2,57 Luftabstand |
| (Blendenraum) |
| y( = 00 |
| L4 d6 = 1o,18 1,5827 46,5 |
| III 77 = - 14,o8 |
| L5 d7 = 10,84 17174 29,5 |
| y8 = - 26,g0 |
| d$ = I5,22 Luftabstand |
| ys = - 2331 |
| IV L6 d9 = 2,17 1,4645 65,7 |
| yio = - 29893 |
| Z d = 80,48 |
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Schaltbild des neuen Systems, worin in Übereinstimmung
mit dem Zahlenbeispiel die Linsenradien ebenfalls mit ri bis yio und die Dicken
und Luftabstände mit d, bis d9 bezeichnet sind. Die negativen Meniskuslinsen L,
und L8 schließen - mit größerem Luftabstand - die sammelnden und aus den Linsen
L2, L3 bzw. L4, L5 verkitteten Systemteile II und III zwischen sich ein.
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Die Mittendicken
der beiden Sammelglieder II und III betragen nach dem Zahlenbeispiel 22,11 bzw.
21,o2, sind also anspruchsgemäß größer als 25% der Gesamtbauhöhe 1 d. Letztere ist
mit 80,48 mindestens 15% kleiner als die Gesamtbrennweite f = ioo des Systems.
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Die negativen Linsenelemente L, und L5 der beiden Sammelglieder II
und III kehren ihre Hohlflächen der Blende zu und sind anspruchsgemäß nahezu konzentrisch
ausgebildet, während die der Blende zugekehrten Außenradien y5 bzw. y6 der beiden
positiven Systemteile plan oder - mit -f-1045,94 - nahezu plan sind.
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Die beiden Luftabstände d2 bzw. d$ in Form von positiven Menisken
haben eine Gesamtmittendicke von 30,40; sie beträgt also erfindungsgemäß zwischen
2o und 40 % der Brennweite des Systems.
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Der Brechwert der einzeln stehenden Meniskuslinsen L, und L6 für die
nd-Linie des Spektrums beträgt 1,4645, ist also kleiner als 1,5, und der der negativen
Linsenelemente ZZ und L5 der Sammelglieder II und III mit 1,7174 größer als 1,7,
wobei außerdem an der Kittfläche r4 ein Brechwertunterschied von o,16, an der Kittfläche
y7 ein solcher von 0,13 vorliegt, an beiden Kittflächen also größer ist als
o,12.
Damit sind sämtliche Bedingungen zur Erstellung eines optischen
Systems nach der Erfindung erfüllt, dessen Bildwinkelleistung etwa ioo° beträgt.