DD301976A7 - Fotographisches Objektiv mit externer Pupille - Google Patents

Abstract

Fotografisches Objektiv mit externer Pupille: Die Erfindung bezieht sich auf fotografische Objektive. Ziel ist die Schaffung eines Objektivs, welches eine vor dem Objektiv liegende Pupille besitzt und welches bei einer relativen Öffnung von etwa 1:2,8 und einem Feldwinkel von 2 * größer als 45 Grad eine Korrektion sämtlicher Bildfehler erlaubt. Wesen der Erfindung ist, dass vor der bildseitigen Hälfte eines bekannten Gauß-Doppelobjektivs eine Linsenkombination aus einem zum Objektiv erhabenen streuenden Meniskus und einem nachfolgenden, als Kittglied ausgeführten, sammelnden Meniskus, und hinter der genannten Gauß-Doppelobjektiv-Hälfte eine Sammellinse angeordnet ist. Ein Objektiv mit einer solchen Pupillenlage gewährleistet allein eine gute Abbildung aus dem Unendlichen, kann aber auch durch ein zweites mit gleicher oder anderer Brennweite zu einem Doppelobjektiv oder Tandemsystem ergänzt werden, wodurch sich verschiedene Abbildungsmaßstäbe realisieren lassen.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein 5gliedriges fotografisches Objektiv init einer relativen Öffnung bis etwa 1:2,8, einem Feldwinkel von 2σ = ...65° und einer relativ langen bildseitigen Schnittweite von mindestens dem 0,7fachen der Brennweite, welches eine externe, vor dem Objektiv liegende Pupille besitzt und dort auch die Anbringung der Aperturblende erlaubt.

Fotografische Objektive mit den oben angegebenen Leistungsparametern sind allgemein bekannt, jedoch erlauben diese Typen keine externe Pupillenlage. Es existiert 2war eine Variante eines Gauß-Doppelobjektivs, bei welchem die Pupille hinter das Objektiv verschoben ist, allerdings gelingt dies bei einer relativen Öffnung von 1:3 nur für kleine Feldwinkei bis 2 σ = 20°.

Eine andere Gruppe von Objektiven, die eine gut zugängliche Pupille besitzen, sind die sog. Aplanathälften bzw. die Hälften von symmetrisch oder hemisymmetrisch aufgebauten Doppelobjektiven.

Solche Objektivhälften, zu denen auch das einfache Gauß-Objektiv (Hälfte eines Gauß-Doppelobjektivs) zu rechnen ist, lassen sich zwar sphärisch und hinsichtlich Astigmatismus und Bildfeldwölbung, jedoch nicht auf Sinusbedingung und Koma korrigieren. Allein wegen der störenden Koma sind solche Objektivhälften nur für mäßige relative Öffnungen bis maximal 1:8 geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv zu schaffen, welches eine externe, vor dem Objektiv liegende Pupille besitzt und welches hinsichtlich sämtlicher Bildfehler, insbesondere auf Sinusbedingung (Isoplanasiefehler) und Koma sowie Bildfeldwölbung korrigiert ist, wobei die relative Öffnung gegenüber bekannten Aplanathälften bis zum Wert 1:2,8 gesteigert seinsoll.

Ein solches Objektiv mit externer Pupillenlage läßt sich außerdem z. B. durch ein zweites zum symmetrischen Doppelobjektiv ergänzen, wobei sich das Öffnungsverhältnis verdoppelt und ein Wert von 1:1,4 erreicht werden kann. Weiterhin können Objektive verschiedener Brennweite zusammen zu einem sog. Tandemobjektiv kombiniert und damit die verschiedensten Abbildungsmaßstäbe realisiert werden. Solche Tandemanordnungen haben - da die Einzelobjektive völlig korrigiert sind zudem den Vorteil, daß die beiden Einzelobjektive nicht genau zueinander justiert zu sein brauchen.

Die Lösung der oben gestellten Aufgabe gelingt dadurch, daß ein bekanntes Gauß-Objektiv als Grundobjektiv, welches aus einem zum Objekt hohlen streuenden Meniskus, der zur Achromatisierung eine Kittfläche enthält, und einem nachfolgenden, ebenfalls zim Objekt hohlen sammelnden Meniskus besteht, in folgender Weise ergänzt wird:

1. In Lichtrichtung vor dem Grundobjektiv wird eine konvergente Linsenkombination angeordnet, welche aus einem zum Objekt erhabenen streuenden Meniskus und oinem nachfolgenden sammelnden meniskenförmigen Verbundglied, welches eine zum Objekt hohle, sammelnde Kittfläche enthält, besteht, wobei der die genannten Meniskenglieder trennende Luftraum die Form eines dünnen sammelnden Meniskus besitzt und somit streuend wirkt.

2. In Lichtrichtung hinter dem Grundobjektiv wird eine Sammellinse angeordnet.

8ei einem derartig aufgebauten Objektivtyp ist es möglich, die Blende extern als Vorderblende anzuordnen.

Durch Einfügung der zusätzlichen Sammellinse hinter dem Grundobjektiv wird in bekannter Weise eine Steigerung der relativen Öffnung bis zum Wert 1:2,8 ermöglicht, während durch die konvergente Linsenkombination aus streuendem Meniskus und nachfolgendem sammelnden meniskenförmigen Verbundglied vor dem Grundobjektiv überhaupt erst eine Komakorrektion für solche Objektive mit Vorderblsnde ermöglicht wird.

Um in Verbindung mit der Komakorrekiion eine anastigmatische Bildfeldebnung zu erreichen, ist in dem sammelnd wirkenden meniskenförmigen Verbundglied eine sammelnde Kittfläche erforderlich, welche zum Objekt hohl ist. Die Differenz der Brechzahlen an der erwähnten Kittfläche sollte möglichst hoch sein, was zu geringeren Flächenkrümmungen und schlankeren Linsen führt. Insbesondere ist eine Brechzahldifferenz von mindestens 0,15 erforderlich, wenn für eine relative Öffnung von 1:2,8 die Koma für ein Feld von 2σ > 45" korrigiert sein soll. Im Hinblick darauf, daß die Baugröße des Gesamtsystems nicht zu sehr anwächst, sollten die zusätzlich eingeführten Linsen und Verbundglieder möglichst dünn sein und möglichst nahe dem Objektiv stehen. Dies ist vor allem bei großen Feldwinkeln erforderlich.

In manchen Fällen - speziell zur Unterstützung der Verzeichnungskorrektion bei gleichzeitig guter Korrektion des Farbvergrößerungsf ahlers - kann es vorteilhaft sein, die dem Bild zugewandte Sammollinse mit einer zum Bild hohlen streuenden Kittflächs zu versehen.

In den Tabellen 1-5 und den Figuren 1-4 sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandos für eine relative Öffnung von 1:2,8 und Feldwinkel 2 σ zwischen 46 und 63° dargestellt, wobei Fig. 1 einem Ausführungsbeispiel gemäß Tabelle 1, Fig. 2 einem Ausführungsbeispiel gemäß Tabellen 2 und 3, Fig.3 einem Alisführungsbeispiel gemäß Tabelle 4 und Fig.4 einem Ausführungsbeispiel gemäß Tabelle 5 entspricht. Bei sämtlichen Beispielen steht die Aperturblende vor dem Objektiv.

Tabelle 1:

f = 1 Relative Öffnung 1:2,8

Radien Dicken und

Lufträume

2σ =

s' = 1,03 f

Brechzahlen

Abbesche

Zahlen

v,

+0,6908 +0,4487 +0,5229 -0,3922 +0,7607 -0,2977 + 1,1583 -0,4597 -1,6643 r,o= -0,6977 r,, =+21.1305 r,₂= -1,6640

d,= 0,0386

1₁ =0,0298 d₂ = 0,1102 d₃ = 0,0220

1₂ =0,1438 d₄ = 0,0220 d₅ =-· 0,2026

1₃ =0,0028 d_e = 0,1208

1₄ =0.0028 ιί₇ = 0,1169

1,5186

1,7056 1,5516

1,7617 1,6203

1,7564 1,6810

63,9

40,9 45,1

27,3 46,7

52,9 54,7

Tabelle 2:

f = 1 Relative Öffnung 1:2,f!

Radien Dicken und

Lufträume

2σ =

s¹ = 0,94 · f

Brechzahlen

Abbesche Zahlen

r, =+0,4454 r₂ =+0,3568 r₃ =+0,5471 r₄ =-0,5471 r₆ =+0,5471 r₆ =-0,3127 X₁ =+2,6464 r₈ =-0,4258 r₉ =-2,4547 r,o= -0,8433 r_n = +3,7616 r,₂=-3,0160

d, = 0,0495

1₁ =0,0506 d₂ = 0,1048 d₃ = 0,0289

1₂ =0,1262 d₄ = 0,0289 d₅ = 0,1930

1₃ =0,0041 d_e = 0,0983

1₄ =0,0062 d₇ = 0,1078

1,6099

1,7749 1,5516

1,7471 1,6413

1,6664 1,6251

56,4

40,5 45,1

27,5 55,3

56,1 52,8

Tabelle 3:

f = 1 Relative Öffnung 1:2,8

Radien

Dicken und Lufträume

2σ =

s' = 0,89 · f

Brechzahlen

Abbesche Zahlen

=+0,4135 =+0,3348 =+0,4802 r₄ =-0,4802 r₆ =+0,4802 r₆ = -0,2876 r₇ =+2,3572 _r, =-0,4001 r₉ =-2,7687 r₁₀= -0,8076 r_n = +3,3765 r₁₂ =-3,3765

d, = 0,0467

1₁ =0,0440 d₂ = 0,1166 d₃ = 0,0267

1₂ =0,1400 d₄ = 0,0267 d₆ = 0,1799

1₃ =0,0033 d_c = 0,1166

1₄ =0,0033 d₇ = 0,1036

1,6093

1,7352 1,5319

1,7343 1,6229

1,6664 1,6254

56,4

46,1 51,5

28,1 60,0

56,1 56,6

Tabelle 4:

r = 1 Relative Öffnung 1:2,8

Radien

Dicken und Lufträume

2σ =

s' = 0,78 · f

Brechzahlen

Abbesche Zahlen

r₃ r₄ re

= +0,3889 = +0,2960 = +0,3967 = -0,4395 = +0,4376 r_e = -0.2583 X₁ =-4,7235 r₈ = -0,3305 r₉ =-2,8923 r,o=-0,7186 r,, =+1,2586 r,₂ = +2,5899

d, = 0,1053 I, =0,0359 d₂ = 0,1069 d₃ = 0,0243

1₂ =0,1205 d₄ = 0,0233 d₅ = 0,1245

1₃ =0,0029 d_e = 0,0835

1₄ =0,0029 d₇ = 0,1166

1,6965

1,7006 1,5434

1,7617 1,6269

1,6965 1,6664

53,3

46,7 47,0

27,3 46,7

53,3 56,1

Tabelle 5:

f = 1 Relative Öffnung 1:2,8

Radien

Dicken und Lufträume

2σ =

s' = 1,02f

Brechzahlen

Abbösche Zahlen

= +0,7806 = +0,4362 = +0,6057 = -0,3700 r₆ =+0,9273 r_s = -0,2740 X₁ =-2,1694 r₈ =-0,4175 r₉ =-1,9127 r₁₀ = -0,7484 r,, = +4,4651 r,2 =+0,7779 r,3 =-1,2909

d, = 0,0382

1₁ =0,0349 d₂ = 0,1213 d₃ = 0,0335

1₂ =0,1254 d₄ = 0.055S d_s~ 0,1470

1₃ =0,0027

I₄ =0,0027 d₇ = 0,0682 d₈ = 0,2538

1,6254

1,7279 1,5538

1,8126 1,7564

1,7564

1,7564 1,5544

56,6

37,7 49,4

25,3 52,9

52,9

52,9 63,3

Claims (3)

1. Gauß-Objektiv, welches aus einem zum Objekt hohlen, eine Kittfläche enthaltenden, streuenden und einer nachfolgenden, ebenfalls zum Objekt hohlen, sammelnden Meniskus besteht und welches objektseitig von einer konvergenten Linsenkombination und bildseitig von einer Sammellinse eingeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die objektseitig stehende konvergente Linsenkombination aus einem zum Objekt erhabenen streuenden Meniskus und einem nachfolgenden sammelnd wirkenden meniskenförmigen Verbundglied, welches eine zum Objekt hohle sammelnde Kittfläche aufweist, besteht, wobei der die beiden genannten Glieder trennende Luftraum die Form eines dünnen sammelnden Meniskus hat und somit streuend wirkt, und daß die Blende vor dem Objektiv steht.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Brechzahlen an der in dem sammelnd wirkenden meniskenförmigen Verbundglied enthaltenen sammelnden Kittfläche mindestens 0,15 beträgt.

3. Objektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bildseitig angeordnete Sammellinse eine zum Bild hohle streuende Kittfläche enthält.