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Photographisches Objektiv.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv einfacher Bauart mit grosser Öffnung, welchem chromatisch, sphärisch, anastigmatisch und komatisch korrigiert ist und für die Zwecke der Aufnahme und Projektion von photograpgischen Bildern unter Verwendung jeder Lichtart bestimmt ist.
Das Objektiv besteht am einem sammelnden Vorderglied, welches von zwei, durch einen kleinen Luftraum getrennten Sammellinsen gebildet wird, aus einer zerstreuenden Linse als Mittelglied und aus einer sammelnden Linse als Hinterglied. Alle drei Glieder werden durch Lufträume voneinander getrennt.
Vorliegendes Objektiv bietet gegenüber den bis jetzt bekannten Objektiven ähnlicher Lichtstärke den Vorteil, dass trotz der grossen Öffnung eine brillante Abbildung erzeugt wird, weil einmal die Zonenbeträge der sphärischen Abweichung in bedeutend kleineren Grenzen gehalten werden können als bei den bisher bekannten Typen, ferner ist eine anastigmatische Bildfeldebnung erzielt.
In seinem äusseren Aufbau zeigt das Objektiv eine gewisse Ähnlichkeit mit bereits bekannten Objektivarten. Es unterscheidet sich aber von denselben grundsätzlich durch den anders gearteten Strahlengang in seinem Innern, auf Grund dessen eine zonenfreie Behebung der sphärischen Abweichung bei gleichzeitiger Einhaltung der Bildfeldebnung erst durchführbar ist, ein Korrektionszustand, der mit den bisher bekannt gewordenen Objektivarten nicht zu erreichen ist.
Der Radius der Bildschale in Achsennähe überschreitet bei den bis jetzt bekannten Objektiven ähnlicher Lichtstärke und ähnlicher Bauart in gar keinem Falle das 1'8-fac'he der Brennweite des Objektives, während bei dem Objektiv nach vorliegender Anmeldung der Bildschalenradius das Doppelte der Brennweite überschreitet.
Im beiliegenden Beispiel ist der Radius der Bildsohale das 2'5-fache der Gesamtbrennweite ; er berechnet sich nach der Petzval-Bedingung :
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des Bildschalenradius zeigt sich in einer vorzüglichen Randschärfe der Bilder ; die Beseitigung der grossen Zonenbeträge der sphärischen Abweichung und die Korrektion der Koma verleiht dem Bilde eine aussergewöhnliche Brillanz und die Korrektion sämtlicher chromatischer Fehler erlaubt Aufnahmen bei natürlichem Licht. In der Vereinigung aller dieser Vorteile in einem aus nur vier Linsen bestehenden Objektiv wird nunmehr der Erfindungsgedanke erblickt.
Infolge eines relativ sehr stark wirkenden Vordergliede3 ist bei der vorliegenden Erfindung der Durchmesser der Einschnürung des bei voller Öffnung achsenparallel auf das Objektiv auffallenden Strahlenbüsehels nach seiner Brechung durch das Vorder-und Mittelglied an der zweiten Fläche des letzteren bedeutend kleiner als bei den bisher bekannten Objektiven ähnlicher Linsenfolge.
Das als Ausführungsbeispiel dargestellte Objektiv ist für ein Öffnungsverhältnis 1 : 2'0 sphärisch und anastigmatisch korrigiert. Die sphärischen Längsabweichungen der achsenparallelen Randstrahlen betragen 1'7%, der Brennweite im Sinne der Überkorrektur, die der achsenparallelen Zonenstrahlen 3'60%0 im Sinne der Unterkorrektur. Die Restbeträge der Bildfeldwölbung belaufen sich bei einem objektseitigen Hauptstrahlneigungswinkel von 14 auf-0'9%, meridional und-4'2%,, sagittal der Ge3amt-
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brennweite. Die Fehler sind also weit geringer als bei den bisher bekannten Objektiven ähnlicher Linsenfolge.
Das Objektiv nach vorliegender Erfindung weist weiter eine chromatische und komatische Korrektion auf im Gegensatz zu früher bekannt gewordenen Objektiven der Anmelderin. Die Korrektion der Chromasie und der Koma ist mit den wenigen zur Verfügung stehenden Mitteln bei dieser extrem grossen Öffnung langwierig und erfordert ganz bestimmte Lufträume und Breehungsexponentenlage der einzelnen Gläser.
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Die komatische Korrektion verlangt in Verbindung mit der Korrektion der Bildwölbung, dass :
1. die zweite Sammellinse im Vorderglied meniskenförmig durchgebogen ist und die Dicke diese Meniskus grösser als 4% der Gesamtbrennweite ist ;
2. der zweite Luftraum kleiner ist als der halbe freie Durchmesser der Negativlinse.
Eine noch vollkommenere Bildebnung als bei dem im Beispiel 1 angegebenen Objektiv lässt sich nicht mehr erreichen, sofern nicht an der Luft leicht oxydierende Gläser verwendet werden, da die chromatische Korrektion dann mit den verfügbaren Mitteln nicht mehr durchzuführen ist. Um die chromatische Korrektion durchführen zu können ist es notwendig, eine Linse durch zwei Linsen zu ersetzen, u. zw. aus einer Linse mit positiver Brechkraft mit niedriger Dispersion und einer Linse mit negativer Brechkraft mit hoher Dispersion. Diese beiden Linsen können unverkittet aneinander grenzen.
Im beiliegenden Beispiel sind sie der Einfachheit halber verkittet.
Genügt die bei dem Objektiv nach Beispiel 1 vorhandene Bildieldebnung und es wird eine grössere Mittelschärfe, eine sogenannte sphärochromatische Korrektion angestrebt, so wird eine der Linsen durch zwei Linsen ersetzt, u. zw. aus einer positiven Linse mit höherer Dispersion und einer negativen Linse mit niedriger Dispersion. Um eine sphärisch zonenfreie Korrektion zu erhalten, ist es bei diesem Typ öfter von Vorteil, die Linse mit positiver Brechkraft als Glas mit einem höheren Brechungsexponenten herzustellen als die Linse mit niedriger Brechkraft. Beispiel II zeigt diese Bauart.
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Beispiel <SEP> 1. <SEP> (Fig. <SEP> 1.)
<tb> 1'1 <SEP> + <SEP> 52'00
<tb> r2-450#00 <SEP> d1= <SEP> 9#0
<tb> 43+ <SEP> 36#00 <SEP> 11= <SEP> 0#0
<tb> r4+ <SEP> 48#539 <SEP> d2= <SEP> 8#0
<tb> rs-260-00 <SEP> = <SEP> 8-605
<tb> @ <SEP> + <SEP> 28-84 <SEP> dés= <SEP> 2-0
<tb> r, <SEP> + <SEP> 110'00 <SEP> 13 <SEP> = <SEP> 30'0
<tb> rs- <SEP> 61#496 <SEP> d4= <SEP> 5#0
<tb> Brennweite= <SEP> 100 <SEP> ; <SEP> Offnungsverhältnis <SEP> 1 <SEP> :
<SEP> 2-00
<tb> nu <SEP> 110
<tb> L1 <SEP> = <SEP> L2 <SEP> =L4=1#56384 <SEP> 1#57532
<tb> L3= <SEP> 1'64769 <SEP> 1'67249
<tb> Beispiel <SEP> II. <SEP> (Fig. <SEP> 2.)
<tb> f=2#8/100
<tb> nD <SEP> v
<tb> r1+ <SEP> 32#3
<tb> L1 <SEP> 5#05 <SEP> L1 <SEP> L <SEP> 1#5900 <SEP> 61#0
<tb> r2+ <SEP> 95#3 <SEP> 0#10 <SEP> L <SEP> 1#6128 <SEP> 55#6
<tb> r3+ <SEP> 38#0
<tb> L2 <SEP> 9#5 <SEP> L2 <SEP> L <SEP> 1#5900 <SEP> 61#0
<tb> r4- <SEP> 37#6
<tb> L3 <SEP> 0#74 <SEP> L2 <SEP> L3 <SEP> L <SEP> 1#6485 <SEP> 33#8
<tb> r5+ <SEP> 127#0 <SEP> 1#76 <SEP> L <SEP> 1#60602 <SEP> 49#17
<tb> r6=22#6
<tb> L4 <SEP> 1#84 <SEP> L4
<tb> r7+ <SEP> 22#6
<tb> 13#9
<tb> r8+ <SEP> 97#2
<tb> L5 <SEP> 5#26 <SEP> L3
<tb> r9-110#0
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Photographic lens.
The present invention relates to a lens of simple construction with a large aperture, which is chromatically, spherically, anastigmatic and comatic corrected and intended for the purpose of taking and projecting photographic images using any kind of light.
The objective consists of a converging front element, which is formed by two converging lenses separated by a small air space, a diffusing lens as the middle element and a converging lens as the rear element. All three links are separated from one another by air spaces.
The present lens offers the advantage over the previously known lenses of similar light intensity that a brilliant image is produced despite the large aperture, because the zone amounts of the spherical deviation can be kept within significantly smaller limits than with the previously known types; furthermore, an anastigmatic one Flattened field achieved.
In its external structure, the lens shows a certain similarity to already known lens types. However, it differs from the same fundamentally in the different type of beam path in its interior, due to which a zone-free correction of the spherical deviation while maintaining the image field flattening is only feasible, a correction state that cannot be achieved with the previously known types of lenses.
The radius of the image shell in the vicinity of the axis does not in any case exceed 1'8 times the focal length of the lens with the previously known lenses of similar light intensity and similar design, while the image shell radius of the lens according to the present application exceeds twice the focal length.
In the enclosed example, the radius of the image halo is 2.5 times the total focal length; it is calculated according to the Petzval condition:
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the image bowl radius shows itself in an excellent edge sharpness of the images; the elimination of the large zone amounts of the spherical deviation and the correction of the coma gives the picture an extraordinary brilliance and the correction of all chromatic errors allows recordings in natural light. The idea of the invention is now seen in the combination of all these advantages in a lens consisting of only four lenses.
As a result of a relatively very strong front member3, in the present invention the diameter of the constriction of the beam bundle, which falls axially parallel to the lens when fully opened, is significantly smaller after its refraction through the front and middle member on the second surface of the latter than with the previously known lenses Lens sequence.
The objective shown as an exemplary embodiment is corrected spherically and anastigmatically for an aperture ratio of 1: 2'0. The spherical longitudinal deviations of the axially parallel marginal rays amount to 1'7%, the focal length in the sense of overcorrection, that of the axially parallel zone beams 3'60% 0 in the sense of undercorrection. With an object-side main ray inclination angle of 14, the remaining amounts of the field curvature amount to -0'9%, meridional and -4'2%, sagittal of the total
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focal length. The errors are therefore much smaller than with the previously known lenses with a similar lens sequence.
The objective according to the present invention also has a chromatic and comatic correction in contrast to the applicant's previously known objectives. The correction of the chroma and the coma is tedious with the few available means with this extremely large opening and requires very specific air spaces and the position of the exponents of the individual lenses.
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The comatic correction in connection with the correction of the image curvature requires that:
1. the second converging lens in the fore phalanx is bent in a meniscus shape and the thickness of this meniscus is greater than 4% of the total focal length;
2. the second air space is smaller than half the free diameter of the negative lens.
Even more perfect image flattening than with the objective specified in Example 1 can no longer be achieved unless glasses which oxidize easily in the air are used, since the chromatic correction can then no longer be carried out with the available means. In order to be able to carry out the chromatic correction, it is necessary to replace one lens with two lenses, u. between a lens with positive refractive power with low dispersion and a lens with negative refractive power with high dispersion. These two lenses can adjoin each other without cement.
In the enclosed example they are cemented for the sake of simplicity.
If the image flattening present in the objective according to Example 1 is sufficient and a greater central focus, a so-called spherochromatic correction, is sought, one of the lenses is replaced by two lenses, and the like. between a positive lens with higher dispersion and a negative lens with lower dispersion. In order to obtain a spherical, zone-free correction, it is more often advantageous in this type to manufacture the lens with positive refractive power than glass with a higher refractive exponent than the lens with lower refractive power. Example II shows this type of construction.
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<tb>
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Example <SEP> 1. <SEP> (Fig. <SEP> 1.)
<tb> 1'1 <SEP> + <SEP> 52'00
<tb> r2-450 # 00 <SEP> d1 = <SEP> 9 # 0
<tb> 43+ <SEP> 36 # 00 <SEP> 11 = <SEP> 0 # 0
<tb> r4 + <SEP> 48 # 539 <SEP> d2 = <SEP> 8 # 0
<tb> rs-260-00 <SEP> = <SEP> 8-605
<tb> @ <SEP> + <SEP> 28-84 <SEP> dés = <SEP> 2-0
<tb> r, <SEP> + <SEP> 110'00 <SEP> 13 <SEP> = <SEP> 30'0
<tb> rs- <SEP> 61 # 496 <SEP> d4 = <SEP> 5 # 0
<tb> focal length = <SEP> 100 <SEP>; <SEP> opening ratio <SEP> 1 <SEP>:
<SEP> 2-00
<tb> nu <SEP> 110
<tb> L1 <SEP> = <SEP> L2 <SEP> = L4 = 1 # 56384 <SEP> 1 # 57532
<tb> L3 = <SEP> 1'64769 <SEP> 1'67249
<tb> Example <SEP> II. <SEP> (Fig. <SEP> 2.)
<tb> f = 2 # 8/100
<tb> nD <SEP> v
<tb> r1 + <SEP> 32 # 3
<tb> L1 <SEP> 5 # 05 <SEP> L1 <SEP> L <SEP> 1 # 5900 <SEP> 61 # 0
<tb> r2 + <SEP> 95 # 3 <SEP> 0 # 10 <SEP> L <SEP> 1 # 6128 <SEP> 55 # 6
<tb> r3 + <SEP> 38 # 0
<tb> L2 <SEP> 9 # 5 <SEP> L2 <SEP> L <SEP> 1 # 5900 <SEP> 61 # 0
<tb> r4- <SEP> 37 # 6
<tb> L3 <SEP> 0 # 74 <SEP> L2 <SEP> L3 <SEP> L <SEP> 1 # 6485 <SEP> 33 # 8
<tb> r5 + <SEP> 127 # 0 <SEP> 1 # 76 <SEP> L <SEP> 1 # 60602 <SEP> 49 # 17
<tb> r6 = 22 # 6
<tb> L4 <SEP> 1 # 84 <SEP> L4
<tb> r7 + <SEP> 22 # 6
<tb> 13 # 9
<tb> r8 + <SEP> 97 # 2
<tb> L5 <SEP> 5 # 26 <SEP> L3
<tb> r9-110 # 0
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