DE1248324B - Optisches Panoramasystem - Google Patents
Optisches PanoramasystemInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
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Description
DEUTSCHES WfcWl· PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
DeutscheKl.: 42 h-4/20
Nummer: 1 248 324
Aktenzeichen: J 19310IX a/42 h
^ 248 324 Anmeldetag: 19. Januar 1961
Auslegetag: 24. August 1967
Die Erfindung betrifft ein Panoramasystem, das eine zerstreuende Wirkungsgrappe mit mehreren
negativen Meniskuslinsen und eine sammelnde Wirkungsgruppe mit mindestens zwei miteinander
verkitteten, unmittelbar hinter einer Blende angeordneten Linsen aufweist.
Die bekannten Panoramasysteme dieser Art besitzen hinter den miteinander verkitteten Linsen eine
oder mehrere weitere Linsen mit größerem Luftabstand. Diese bekannten Systeme sind aber hinsichtlich
des Farbquerfehlers und der weiteren transversalen Bildfehler nicht ausreichend korrigiert.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, bei einem Panoramasystem der bekannten Art auch
größere Farbquerfelder zu korriegeren. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unmittelbar
vor der Systemblende ein sammelndes Glied aus zwei vorzugsweise miteinander verkitteten Linsen
entgegengesetzter Brechkraft angeordnet ist.
Es ist bekannt, daß gemäß der Seideischen Theorie die transversalen Bildfehler, d. h. Koma und Verzeichnung,
durch symmetrische Anordnung sich grundsätzlich eliminieren lassen, wobei allerdings die
longitudinalen Bildfehler sich verdoppeln. Zur Blende völlig symmetrisch ausgebildete optische
Systeme sind verzeichnungsfrei und komafrei.
Die Farbfehler lassen sich nun ebenfalls in einen Längsfehler (chromatische Aberration) und einen
Querfehler (Vergrößerungsfehler) aufteilen. Der Farbquerfehler gehorcht ähnlichen Gesetzen wie die
transversalen Bildfehler, kann also durch symmetrische Anordnung einer zerstreuenden und einer
sammelnden Wirkungsgruppe ebenfalls weitgehend aufgehoben werden. Die chromatische Aberration
läßt sich dann durch passende Wahl der Glassorten der sammelnden Wirkungsgruppe weitgehend zum
Verschwinden bringen.
Während man also bei den bekannten Weitwinkelobjektiven von einem System ausgeht, das hinsichtlich
der longitudinalen Bildfehler möglichst gut korrigiert ist, und dann zur Korrektur der transversalen Bildfehler
entsprechende Zusatzflächen anbringt, geht die Erfindung den umgekehrten Weg. Ausgehend von
einer symmetrischen Konstruktion, die keine transversalen Bildfehler aufweist, wird das System zunächst
so abgeändert, daß die sphärische Aberration möglichst verschwindet, da diese den stärksten Einfluß
auf die Lichtstärke hat. Die weiteren longitudinalen Bildfehler werden dann durch zusätzliche Maßnahmen
bekämpft.
Das erfindungsgemäße Panoramasystem kommt im Gegensatz zu den bekannten Objektiven mit ähn-Optisches
Panoramasystem
Anmelder:
Yoshiyuki Ino, Yokusuka-shi (Japan)
Vertreter:
Vertreter:
Dr. H. Hermelink, Patentanwalt,
München 60, Apolloweg 9
München 60, Apolloweg 9
Als Erfinder benannt:
Yoshiyuki Ino, Yokusuka-shi (Japan)
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 22. März 1960 (9575)
liehen Eigenschaften ohne Farbfilter aus, ist also auch für Farbaufnahmen geeignet.
Das erfindungsgemäße Panoramasystem ist mit Rücksicht auf die Beseitigung der longitudinalen
Bildfehler insbesondere für die Abbildung eines Ringraumes beiderseits des Horizonts innerhalb positiver
und negativer Höhenwinkel von etwa 30 bis 40° geeignet. Die optische Achse des Systems verläuft
hierbei vertikal. Erfolgt die Abbildung wie üblich auf eine ebene Fläche, so wird der Winkelraum
beiderseits des Horizonts also auf einen zur optischen Achse konzentrischen Ring abgebildet.
Statt dessen kann erfindungsgemäß die Abbildung auch auf eine zylindrische Bildfläche erfolgen. Hierzu
ist der sammelnden Wirkungsgruppe eine zweite zerstreuende Wirkungsgruppe von umgekehrtem
Aufbau wie die erste zerstreuende Wirkungsgruppe nachgeordnet. So erhält man ein weitgehend
symmetrisches Gesamtsystem.
Da bei dem erfindungsgemäßen System der Winkelraum in der Nähe des Zenits im allgemeinen nicht
interessiert, kann mindestens die: .erste Meniskuslinse in der Umgebung der optischen Achse negative
Dicke aufweisen und dort durch eine Abdeckung ersetzt sein. Dadurch lassen sich die Abmessungen
des Systems verkleinern. ; ' \
Für die Abbildung von Winkelräumen über 30° beiderseits des Horizonts ist es: ^oxteilhaft, eine oder
mehrere Linsenflächen in an sich bekannter Weise als asphärische Flächen auszubilden,, und zwar vorzugsweise
als Rotationsflächen zweiter Ordnung. Unter Anwendung solcher Rotationsflächen gelingt es z. B.;
einen Ringraum von —40 bis +50° verzerrungsfrei
709 638/229
auf die Bildebene abzubilden, wobei in der sammelnden Wirkungsgruppe keinerlei Zusatzlinsen erforderlich
sind. Diese ist für die Verwendung als photographisches Objektiv besonders vorteilhaft.
Das erfindungsgemäße Panoramasystem kann derart abgeändert werden, daß die zerstreuende
Wirkungsgruppe in an sich bekannter Weise aus einer Ringspiegellinse besteht. Am Berechnungsgang
ändert sich hierbei nichts Wesentliches.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben.
Hierin ist
Fig. 1 eine Darstellung der Bezeichnungsweise für die Ausführungsbeispiele und
F i g. 2 bis 5 maßstäbliche Darstellungen von vier Ausführungsbeispielen der Erfindung im Maßstab
1:50.
Die Berechnung geht aus vom einfallenden Grenzdepressionsstrahl bzw. bei einem Spiegelsystem vom
Grenzelevationsstrahl. Wenn man streifenden Einfall »° zuläßt, kann die Ablenkung an den einzelnen Linsenflächen
bis zu 50° betragen, wobei aber die Abbildungsfehler schon recht stark werden. Deshalb ist es
besser, die Einzelablenkung auf 30° zu beschränken. Die zerstreuende Wirkungsgruppe wird vorzugsweise »5
so bemessen, daß der Grenzdepressionsstrahl unter einem Winkel von höchstens etwa 50° gegen die
Horizontale auf die erste Fläche der sammelnden Wirkungsgruppe einfällt, da sonst die Lichtstärke zu
gering wird. Im allgemeinen genügt es zu diesem Zweck, die zerstreuende Wirkungsgruppe aus drei
Meniskuslinsen aufzubauen. Die Dispersion der in der zerstreuenden Wirkungsgruppe verwendeten
Gläser soll möglichst klein sein, wodurch man eine größere Freiheit in der Ausbildung der sammelnden
Wirkungsgrappe hat. Mittels der aus der Seideischen Theorie folgenden Formeln läßt sich dann das gesamte
System derart berechnen, daß die Bildfehler der sammelnden Wirkungsgruppe diejenigen der zerstreuenden
Wirkungsgruppe weitgehend aufheben. Der Blendenort wird hierbei als fest angenommen,
denn er steht in engem Zusammenhang mit dem von der zerstreuenden Wirkungsgruppe entworfenen virtuellen
Bild.
Für größere Einfällswinkel empfiehlt sich wie gesagt die Verwendung von Rotationsflächen zweiten
Grades, also Ellipsoiden, Paraboloiden oder Hyperboloiden, für einige Linsenflachen. Wenn die Blende
im Brennpunkt einer solchen Rotationsfläche sitzt, so verschwindet der Astigmatismus des Systems für
ein unendlich fernes Objekt.
Fig. 1 zeigt, wie die Daten der Ausführungsbeispiele bezeichnet sind. Der positive Sinn der optischen
Achse ist nach unten genommen. Die Brechungsindizes sind mit n, die Krümmungsradien der
einzelnen Flächen mit r und die Abstände derselben vom Scheitel mit d bezeichnet. Bei asphärischen
Flächen bedeutet r den Krümmungshalbmesser am Scheitel. Mit Zk' ist der Ort der Blende bezeichnet.
Die Radien und Abstände sind in Millimeter angegeben.
Beispiel 1 (Fig. 2)
40
45
Linsenfläche | Radius |
Flächen
abstand |
Bre
chungs index |
Abbesche
JLMSlX |
|
Nr. | r | d | π | V | |
KiJ |
1 730
X5 / *s\f |
||||
η U |
1,5163 | 64 | |||
(A) | U5OoJ | ||||
0,578 | |||||
(3) | 1,716 | ||||
0 | L4875 | 70 | |||
(4) | 0,473 | ||||
0,164 | |||||
(5) | 0,745 | ||||
0,021 | 1,4875 | 70 | |||
(6) | 0,282 | ||||
0,342 | |||||
(7) | 0,232 | ||||
0,058 | 1,7174 | 29,6 | |||
(8) | 0,1117 | ||||
0,061 | 1,6260 | 39,2 | |||
(9) | 0,488 | ||||
0,029 | |||||
(10) | 1,194 | ||||
0,058 | 1,6260 | 39,2 | |||
(H) | -0,1463 | ||||
0,161 | 1,7174 | 29,6 | |||
(12) | -0,410 | ||||
0,228 | |||||
(13) | -0,307 | ||||
0,250 | 1,4875 | 70 | |||
(14) | -0,629 |
Blende im Abstand 0,022 von Fläche 9.
Beispiel 2 (Fig. 3)
Linsenfläche | Radius | Flächenabstand | Brechungsindex |
Abbesche
Zahl |
Exzentrizität | |
Nr. | T | d | η | V | e | |
(1) | 1,210 | 0,698, Rotationsellipsoid | ||||
-0,056 | 1,5163 | 64 | ||||
(2) | 0,760 | |||||
0,653 | ||||||
(3) | 1,060 | |||||
0 0,169 |
||||||
1,222, Rotationshyperboloid | ||||||
(4) | 0,489 | |||||
1,4875 | 70 | |||||
(5) | 0,675 | |||||
0,023 | ||||||
(6) | 0,283 | |||||
0,166 | 1,4875 | 70 |
Linsenfläche
Nr. |
Radius
r |
Flächenabstand
d |
Brechungsindex
η |
Abbesche
Zahl *■ |
Exzentrizität
e |
|||
U) | ||||||||
1 487*1
JL5 ito / j |
7f) | |||||||
(8) | 0,396 | |||||||
17, j. oj | ||||||||
(9) | U5ZjI | |||||||
0,058 | 1,7174 | 29,6 | ||||||
(10) | 0,1117 | |||||||
0,061 | 1,6260 | 39,2 | ||||||
(11) | 0,488 | |||||||
0,029 | ||||||||
(12) | 1,194 | |||||||
0,058 | 1,6260 | 39,2 | ||||||
(13) | -0,1463 | |||||||
0,161 | 1,7174 | 29,6 | ||||||
(14) | -0,334 | 1,812, Rotationshyperboloid | ||||||
Blende im Abstand 0,022 von. Fläche 11. | ||||||||
Beispiel 3 (Fig. 4) | 25 | Beis | ρ i e 1 4 (F i g. 5) |
Linsenfläche | Radius |
Flächen
abstand |
Bre
chungs index |
Abbesche
Zahl |
||
Nr. | r | d | η | V | ||
(1) | 1,627 | |||||
0 | 1,5163 | 64 | ||||
(2) | 0,643 | |||||
0,537 | ||||||
(3) | 1,623 | |||||
Q | 1,4875 | 70 | ||||
(4) | 0,445 | |||||
0,224 | ||||||
(5) | 2,532 | |||||
0,019 | 1,4875 | 70 | ||||
(6) | 0,437 | |||||
0,290 | ||||||
(7) | 0,232 | |||||
0,058 | 1,7174 | 29,6 | ||||
(8) | 0,1117 | |||||
0,061 | 1,6260 | 39,2 | ||||
(9) | 0,488 | |||||
0,029 | ||||||
(10) | 1,194 | |||||
0,380 | 1,6260 | 39,2 | ||||
(11) | -0,200 | |||||
0,032 | 1,7174 | 29,6 | ||||
(12) | -0,455 | |||||
0,220 | ||||||
(13) | -0,272 | |||||
0,014 | 1,4875 | 70 | ||||
(14) | 0,489 | |||||
0,098 | ||||||
(15) | -0,311 | |||||
0 | 1,4875 | 70 | ||||
(16) | -1,130 | |||||
0,375 | ||||||
(17) | -0,450 | |||||
0 | 1,4875 | 70 | ||||
(18) | -1,140 |
Linsen
flache Nr. |
Radius
r |
Flächen
abstand d |
Brechungs
index η |
Abbesche
Zahl V |
||
(1) | -0,485 | |||||
-0,198 | ||||||
(2) | -0,858 | |||||
0 | + 1,5163 | 64, Spiegel | ||||
(3) | 0,225 | |||||
0,403 | ||||||
(4) | 0,1693 | |||||
0,042 | 1,7174 | 29,6 | ||||
(5) | 0,0817 | |||||
0,044 | 1,6260 | 39,2 | ||||
(6) | 0,356 | |||||
0,023 | ||||||
(7) | 1,168 | |||||
0,057 | 1,6260 | 39,2 | ||||
(8) | -0,128 | |||||
0,183 | 1,7174 | 29,6 | ||||
(9) | -0,401 | |||||
0,400 | ||||||
(10) | -0,225 | |||||
0 | ||||||
(11) | 0,858 | |||||
-0,198 | 1,5163 | 64, Spiegel | ||||
(12) | 0,485 |
Im ersten Beispiel (Fig. 2) beträgt der Höhenwinkel ±30°. Das Panoramasystem besitzt aus-
schließlich sphärische Flächen. Die Ablenkungen an den Flächen 1, 3 und 5 betragen maximal 30,30 und
20°. Die Flächen 2, 4 und 6 verlaufen normal zu den gebrochenen Strahlen, wobei ihr Halbmesser
durch die Scheiteldicke der Meniskuslinsen bestimmt
wird. An ihnen findet also keine Brechung statt.
Die Bildfeldwölbung wird durch die bedeutende Dicke der letzten Linse der sammelnden Wirkungsgruppe vor dem reellen Bild A' B' beseitigt. Die
Claims (2)
1. Panoramasystem, das eine zerstreuende Wirkungsgruppe mit mehreren negativen Meniskuslinsen
und eine sammelnde Wirkungsgruppe mit mindestens zwei miteinander verkitteten, unmittelbar hinter einer Blende angeordneten
Linsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektion des Farbquerfehlers unmittelbar vor der Systemblende ein sammelndes
Glied aus zwei vorzugsweise miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft
angeordnet ist.
■
2. Panoramasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abbildung auf eine
zylindrische Bildfläche der sammelnden Wirkungsgruppe eine zweite zerstreuende Wirkungsgrüppe
nachgeordnet ist.
3. Panoramasystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die
erste Meniskuslinse in der Umgebung der optischen Achse negative Dicke aufweist und dort
durch eine Abdeckung ersetzt ist.
4. Panoramasystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere Linsenfiächen in an sich bekannter Weise asphärische Flächen sind.
5. Abänderung eines Panoramasystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die zerstreuende Wirkungsgruppe in an sich bekannter Weise aus einer
Ringspiegellinse besteht.
6. Panoramasystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Abmessungen:
fläche
Nr.
r
abstand
d
chungs
index
η
Zahl
V
10
(Fortsetzung)
Nr.
r
a Da LaIlU
d
chungs
index
η
V
K1J
U3Ill /
Blende im Abstand 0,022 von Fläche 9.
7. Panoramasystem nach den Ansprüchen 3 und 4, gekennzeichnet durch folgende Abmessungen:
fläche
Zahl
0,061
1,6260
Blende im Abstand 0,022 vom Fläche 11.
709 638/229
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP957560 | 1960-03-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1248324B true DE1248324B (de) | 1967-08-24 |
Family
ID=11724092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEJ19310A Pending DE1248324B (de) | 1960-03-22 | 1961-01-19 | Optisches Panoramasystem |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1248324B (de) |
GB (1) | GB983699A (de) |
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