DE949010C - Anamorphotisches Vorsatzlinsensystem - Google Patents

Description

• Anamorphotisches Vorsatzlinsensystem Die Erfindung betrifft ein afokales Vorsatzlinsensystem, das im Abbildungsstrahlengang 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. Eine derartige Abbildung bezeichnet man als anamorphotische Abbildung.
• Die Erzeugung derartiger Abbildungen hat für manche technische Zwecke, insbesondere für die Kinotechnik zur Erzeugung eines raumbildartigen Effektes bei der Bildwiedergabe auf der Projektionsleinwand neuerdings ein erhebliches Interesse gefunden. Dabei wird ein Vorsatzlinsensystem in Verbindung mit photographischen Objektiven sowohl für die Fihmbüdaufnahme als auch für die Filmbildwiedergabe benutzt, das afokal oder nahezu afokal ist und eine anamorphotischeWirkung hat. Mit Hilfe derartiger Systeme soll bei der Aufnahme das Bild in seiner horizontalen Ausdehnung zusammengedrückt werden und die Wiedergabe durch ein Projektionssystem, mit einem ebensolchen Vorsatzsystem erfolgen, das seinerseits die Aufgabe hat, das Projektionsbild wieder im ursprünglichen Seitenverhältnis wiederzugeben. 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 bei den bisher üblichen Bildformaten vom Verhältnis von etwa 3 : 4 der Fall ist. Wünschenswert ist es dabei, auf diese Weise Bilddehnungen in der Horizontaldimension um den Faktor 45 bis 2 zu erzielen.
• Zur Lösung dieser AOfgabe sind Vorsatzsysteme bekanntgeworden, die aus einem dem Objektiv benachbarten Glied mit positiver zylindrischer Brechkraft und einem von diesem durch einen Luftraum getrennten Glied mit negativer zylindrischer Brechkraft bestehen, wobei die Zylinderachsen dieser Glieder parallel zueinander sind und jedes der beiden Glieder aus einer zylindrischen sammelnden Linse und einer mit dieser verkitteten zylindrischen zerstreuenden Linse besteht, wobei ferner die Kittfläche im zerstreuenden Gliede sammelnde Wirkung besitzt und ihre hohle Fläche dem sammelnden Gliede zukehrt, während die Kittfläche im sammelnden Gliede zerstreuende Wirkung besitzt und ihre erhabene Seite dem zerstreuenden Gliede zukehrt, und wobei sowohl die beiden zylindrischen Außenradien des zerstreuenden Gliedes untereinander als auch die beiden zylindrischen Außenradien des sammelnden Gliedes untereinander entgegengesetzte Vorzeichen haben. Die Zylinderachsen der beiden Glieder des Vorsatzsystems liegen dabei in vertikalen Ebenen, so daß das System in der Horizontalebene die Brennweite des Aufnahme- bzw. Wiedergabeobjektivs verkleinert, während in der Vertikalebene die Brennweite unverändert bleibt, d. h., in der Horizontalebene wird eine Veränderung des Abbildungsmaßstabes bewirkt, während in der Vertikalebene der Abbildungsmaßstab unverändert bleibt.
• Die bisher bekanntgewordenen Objektive dieser Art besitzen starke angespannte Kittflächen, d. h. solche mit stärkeren Krümmungsradien, wodurch die Inzidenzwinkel an diesen Flächen sehr groß werden, weil für die Einzellinsen der Kittglieder Gläser gewählt sind, die einen sehr kleinen Brechsprung haben. Offenbar soll damit die Petzvalsumme niedrig gehalten werden, um die Bildfeldwölbung herabzusetzen. Nun ist aber die Kleinhaltung der Petzvalsumme bei den doppelsymmetrischen Systemen, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen, nicht von so ausschlaggebender Bedeutung wie bei den rotationssymmetrischen Systemen, dagegen ist die Entlastung der Kittflächen viel wichtiger, weil eine große Anzahl von Bildfehlern sich dadurch leichter beheben lassen. Ein geringer Brechsprung und damit eine starke Anspannung der Kittflächen hat auch die Folge, daß solche Systeme nur für sehr kleine Bildhöhen beansprucht werden können.
• Diese Nachteile werden @ erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß für die Einzellinsen in den beiden Kittgliedern Glassorten gewählt werden, deren Brechwertdifferenz größer als o,i ist. Das erfindungsgemäße System findet vorzugsweise für geringe anamorphotische Dehnungen, etwa um den Faktor 1,5 Anwendung und weist bei Verwendung von nur vier Linsen eine gute Korrektion von Koma und Verzeichnung auf.
• Die Korrektion dieses Systems läßt sich ferner besonders gut durchführen, wenn man die absoluten Werte der Radien der Kittflächen in den beiden Gliedern je in den Grenzen zwischen 30 und 6o °/o der Einzelbrennweiten (f1, f2) der zugehörigen Glieder wählt. Besonders vorteilhaft ist es, das erfindungsgemäße Vorsatzlinsensystem so zu gestalten, daß innerhalb eines jeden der beiden Glieder die absoluten Werte der Außenradien einander nahezu gleich sind, wobei der Absolutwert des einen Außenradius höchstens bis zu 2o °/a seines Wertes größer sein kann als der Absolutwert des anderen Radius desselben Gliedes.
• In- den Abbildungen ist ein Beispiel des erfindungsgemäßen Vorsatzlinsensystems mit den Linsen LI, LII, LIII und LIv dargestellt, während in der nachstehend aufgeführten Tabelle Zahlenwerte für dieses Beispiel angegeben sind. Fig. i zeigt einen horizontalen Mittelschnitt und Fig. 2 einen vertikalen Mittelschnitt durch das Gesamtsystem, bestehend aus einem photographischen Objektiv 0 beliebiger Bauart und dem Vorsatzlinsensystem, das den Zahlenwerten der Tabelle entspricht. Hierin sind bezeichnet mit L die einzelnen Linsen, mit r die Radien, mit d die Dicken, mit l die Luftabstände 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 als Projektionsobjektiv die Rollen von Eintritts- und Austrittspupille vertauscht sind.
• Ferner sind bezeichnet mit na die Brechzahlen, mit va. die Abbeschen Zahlen der Gläser und mit die Brechkräfte der einzelnen Linsenflächen.

  Beispiel

  Dicken 4 'n

  E Radien und na v -

  Abstände

  1i = 20,0

  ri = -I- i45,38 +0,003930

  LI d. = i4,0 1:,5714 53,0

  r2 = - 61,3o6 -0,002559

  Lit d2 = 5,0 i,7283 28,3

  r3 = -135,29 +0,005383

  1s = 38,5

  r4 = - ioo,oo -0,007283

  LIII d" = io,o 1,7283 28,3

  rs = - 45,3i6 +0,003462

  Liv d4 = 5,0 1:.5714 53,0

  r6 = + ioo,oo -0,005714

  Einzelbrennweite des sammelnden Gliedes (LI, L I<) = fi _ -150,8 .
• Einzelbrennweite des zerstreuenden Gliedes (LIII, LIv) = f2 = + 103,1. Anamorphotische Dehnung im Horizontalschnitt 45fach.
• Im Rahmen der Erfindung können Abweichungen von den oben angegebenen Werten zulässig sein; und zwar für die Brechkräfte der brechenden Flächen (rl...rs) je um höchstens bezogen auf die Einzelbrennweiten (f" f2) der die betreffenden Flächen enthaltenden Glieder, während Abweichungen der Dicken von den angegebenen Werten sich aus den Forderungen der Berandungsschärfe der Linsen, Abweichungen des Abstandes h von dem oben angegebenen Wert sich aus den Forderungen nach optimaler Fehlerkorrektur und Abweichungen des Abstandes 12 von' dem oben angegebenen - Wert sich aus der Forderung nach streng afokaler oder nahezu afokaler Abbildung ergeben.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Afokales Vorsatzlinsensystem, das im Abbildungsstrahlengang eines photographischen Objektivs auf der Seite der längeren Schnittweite desselben angeordnet ist "und zur Erzielung einer in allen Bildpunkten scharfen Abbildung eines Gegenstandes in der Bildebene des Gesamtsystems dient, derart, daß die lineare Vergrößerung in zwei zueinander senkrechten Durchmessern der Bildebene verschieden ist, und das aus einem dem Objektiv benachbarten Glied mit positiver zylindrischer Brechkraft und einem von diesem durch einen Luftraum getrennten Glied mit negativer zylindrischer Brechkraft besteht, wobei die Zylinderachsen beider Glieder parallel zueinander sind, und jedes der beiden Glieder aus einer zylindrischen sammelnden Linse und einer mit dieser verkitteten zylindrischen zerstreuenden Linse besteht, wobei ferner die Kittfläche im zerstreuenden Glied sammelnde Wirkung besitzt und ihre hohle Fläche dem sammelnden Glied zukehrt, während die Kittfläche im sammelnden Glied zerstreuende Wirkung hat und ihre erhabene Seite dem zerstreuenden Glied zukehrt, und wobei sowohl die beiden zylindrischen Außenradien des zerstreuenden Gliedes untereinander als auch die beiden zylindrischen Außenradien des sammelnden Gliedes untereinander entgegengesetzte Vorzeichen haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechsprung an jeder der beiden Kittflächen größer als o,i ist.
2. 2. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die absoluten Werte der Radien der Kittflächen in den beiden Gliedern j e in den Grenzen zwischen 30 und 6o °/a der Einzelbrennweiten (f 1, f2) der zugehörigen Glieder liegen.
3. 3. Vorsatzlinsensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines jeden der beiden Glieder die absoluten Werte der Außenradien einander nahezu . gleich sind, wobei der Absolutwert des einen Außenradius höchstens bis zu 2o % größer sein kann als der Absolutwert des anderen Außenradius desselben Gliedes.
4. 4. Vorsatzlinsensystem nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkräfte der brechenden Flächen (rl...re) je um höchstens bezogen auf die Einzelbrennweiten (f1, f2) der die betreffenden Flächen enthaltenden Glieder, von den dem folgenden Zahlenbeispiel zu entnehmenden Werten abweichen: f1 = Einzelbrennweite des sammelnden Gliedes (LI, L]<) _ 150,8 , f2 = Einzelbrennweite des zerstreuenden Gliedes (LIII, LIv) = + 103,1- Dicken d n Radien und ny o - Abstände h = 20,0 r1 = -I- 145,38 +0,003930 dy =14,d 1,574 53,0 r2 = - 61,3o6 -0,002559 d2 = 5,0 1,7283 28,3 r3 = -135,29 +0,005383 12 = 38,5 r4 = -100,0o - o,oo7283 d3 = io,o i,7283 28,3 r5 = - 45,316 +0,003462 d4 = 5,0 1,574 53,0 r8 = + 100,00 -0,005714 In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1945 951-