DE1299903B - Pankratisches Objektiv - Google Patents
Pankratisches ObjektivInfo
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Description
größerung verwendet wird, während die hierbei resul- ίο der Fig. 2 verwendet werden kann.
tierende Verschiebung der Bildebene durch eine kleine Verschiebung eines Teiles entweder des ersten oder
dritten, positiven Gliedes oder dieser beiden Glieder kompensiert wird. Bei dieser Objektivart muß, da das
In der F i g. 1 sind die Brennweiten des ersten, positiven Gliedes, des zweiten, negativen Gliedes, des
dritten, positiven Gliedes und des vierten, feststehenden Gliedes mit J1, J2, £ und .^. bezeichnet. Die Strecke, um
zweite, negative Glied fast ausschließlich die relative 15 die das erste und dritte Glied als eine Einheit von
Vergrößerung bestimmt, dieses Glied so ausgelegt sein, daß es eine ausreichend kurze Brennweite besitzt,
um die gleiche sonst verfügbare relative Vergrößerung oder das gleiche sonst verfügbare Zoom-Verhältnis
einem Bezugspunkt aus verschoben werden kann, ist mit χ bezeichnet, während die Strecke, um die
das zweite Glied in der entgegengesetzten Richtung vom Bezugspunkt aus verschoben wird, mit y be-
zu erhalten. Ferner kann, da dieses Glied wegen der 20 zeichnet wird. Die resultierenden Abstände der Haupt
vergleichsweise großen Verschiebung dazu neigt, die Linsenfehler zu erhöhen, dieser Objektivtyp kaum als
ein Objektiv befriedigender optischer Eigenschaften angesehen werden.
Aufgabe der Erfindung ist, ein pankratisches Ob- 25 bleibenden Bildebene.
ebenen der entsprechenden Linsenglieder werden durch D1, D2 bzw. D3 repräsentiert. Das System
gestattet eine kontinuierlich änderbare Vergrößerung bei einer in fixierter und genau definierter Stellung
jektiv mit hohem Zoom-Verhältnis und hoher Vergrößerung zu schaffen, ohne daß hierzu die Gesamtlänge
oder der Durchmesser des Objektivs vergrößert wird, wobei hierzu vorgesehen sein soll, daß
Die Beziehung zwischen den Abständen χ und y wird nachstehend angegeben. Es sei angenommen,
daß die Stellung, bei der die gesamte Brennweite./' die kürzeste ist, die Bezugsstellung ist und daß in
die zu bewerkstelligende Vergrößerung auf alle Glieder 30 dieser Bezugsstellung die Abstände zwischen den
gleichförmig verteilt wird.
Ein pankratisches Objektiv mit großer Öffnung und hohem Zoom-Verhältnis weist gemäß der Erfindung
vier Glieder auf, von denen das erste positiv.
Hauptebenen der entsprechenden Glieder D1 „„ D2 „.
bzw. D311. sind. Es sei für diese Bezugsstellung angenommen,
daß der Abstand zwischen einem durch Abbildung eines unendlich weit entfernten Objekt-
das zweite negativ, das dritte positiv und das vierte 35 punktes mit Hilfe zweier Glieder, nämlich des ersten,
positiven und des zweiten, negativen Gliedes, erzeugten
Bildpunkt einerseits und dem zweiten, negativen Glied andererseits gleich /J1 n. sein soll, während in ähnlicher
Weise der Abstand zwischen einem durch Abbildung eines unendlich weit entfernten Objektpunktes mit
Hilfe dreier Glieder, nämlich des ersten, positiven, des zweiten, negativen und des dritten, positiven Gliedes,
erzeugten Bildpunkt einerseits und dem dritten, positiven Glied andererseits gleich b2 „ sein soll. Unter
feststehend ist und die ersten drei Glieder das erfindungsgemäße
pankratische System bilden, bei dem das erste und dritte Glied gemeinsam in einer Richtung
verschiebbar sind, während das zweite Glied in der entgegengesetzten Richtung verschiebbar ist.
Es ist ein pankratisches Objektiv bekannt, bei dem das erste und dritte, positive Glied auf beiden Seiten
eines feststehenden zweiten, negativen Gliedes verschiebbar sind, ebenso ein Objektivtyp, bei dem das
zweite, negative Glied in der Hauptsache verschoben 45 diesen Annahmen gelten folgende Gleichungen:
wird, während das erste und dritte, positive Glied
hiervon getrennt gemeinsam bewegt werden. Bei
diesen Objektivtypen kann aber keine überraschende
Erweiterung des Zoom-Verhältnisses ohne starkes
Verkürzen der Brennweite des zweiten, negativen 50
Gliedes und ohne beachtliche Verbesserung der
optischen Eigenschaften erhalten werden.
hiervon getrennt gemeinsam bewegt werden. Bei
diesen Objektivtypen kann aber keine überraschende
Erweiterung des Zoom-Verhältnisses ohne starkes
Verkürzen der Brennweite des zweiten, negativen 50
Gliedes und ohne beachtliche Verbesserung der
optischen Eigenschaften erhalten werden.
Gemäß der Erfindung wird das zweite, negative
Glied gleichzeitig relativ zum ersten, positiven Glied
bewegt, das so ausgelegt ist, daß es gleichfalls einen 55 „
Glied gleichzeitig relativ zum ersten, positiven Glied
bewegt, das so ausgelegt ist, daß es gleichfalls einen 55 „
Beitrag für die Änderung der Vergrößerung liefert.
Das erste Glied wird zusammen mit dem dritten, besteht, ist für jeden gegebenen Wert von D1 autopositiven Glied als eine Einheit verschiebbar aus- matisch der zugehörige Wert von D2 bestimmt, gebildet, so daß keine zusätzlichen Bewegungsmecha- Daher können auch für Zj1 und Zj2 Gleichungen ernismen für diese beweglichen Glieder erforderlich sind 60 halten werden, die ähnlich den Gleichungen (1) und und doch eine maximal relative Vergrößerung bei (2) sind und folgendes Aussehen haben: diesem optischen System erhalten wird. Daher wird r g ^
Das erste Glied wird zusammen mit dem dritten, besteht, ist für jeden gegebenen Wert von D1 autopositiven Glied als eine Einheit verschiebbar aus- matisch der zugehörige Wert von D2 bestimmt, gebildet, so daß keine zusätzlichen Bewegungsmecha- Daher können auch für Zj1 und Zj2 Gleichungen ernismen für diese beweglichen Glieder erforderlich sind 60 halten werden, die ähnlich den Gleichungen (1) und und doch eine maximal relative Vergrößerung bei (2) sind und folgendes Aussehen haben: diesem optischen System erhalten wird. Daher wird r g ^
ein pankratisches Objektiv ausgezeichneter optischer Eigenschaften im gesamten Fokussierbereich erhalten.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeich- f>5
nungen beschrieben, es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des pankratischen Objektivs gemäß der Erfindung,
da ferner die Beziehung
= konstant
(3)
Zj2 =
(4)
(5)
Um die Brennebene immer in einem definierten Punkt zu halten, ist es notwendig, die folgenden
Gleichungen zu befriedigen:
χ = b2 - b2w,
(6)
y = D2n. - D -x.
(7)
Aus dem Vorstehenden ergibt sieh, daß es möglich ist, einen großen Bereich kontinuierlich änderbarer
Vergrößerung zu erhalten, ebenso eine räumlich fixiert bleibende Brennebene durch Verschieben a) des
ersten und dritten, positiven Gliedes als eine Einheit um die Entfernung χ und b) durch Verschieben des
zweiten, negativen Gliedes um die Entfernung y in einer zur Bewegungsrichtung der vorstehenden Einheit
entgegengesetzten Richtung, wobei folgende Bedingungen erfüllt sein müssen:
A = D1n, + χ + y .
D2 = D2n,-(x + y)
D, = D3n,
x.
(10)
Grundsätzlich bilden das erste, positive Glied, das zweite, negative Glied und das dritte, positive Glied
die erfindungsgemäße pankratische Einheit, während eine vierte, feststehende Komponente eine Modifizierung
des gesamten optischen Systems derart gestattet, daß ein geeigneter Brennweitenbereich verfügbar
ist. Das vierte, feststehende Glied dient gleichzeitig zur Korrektur der von der pankratisciien Einheit
erzeugten Linsenfehler auf den bestmöglichen Zustand. Das vierte, feststehende Glied wird positiv gemacht,
wenn der gewünschte Gesamtbrennweitenbereich kleiner sein soll als der Brennweitenbereich, der durch
das erste, zweite und dritte Glied allein erhalten wird, während es negativ gemacht wird, wenn der gewünschte
Bereich der gesamten Brennweite größer sein soll als der Brennweitenbereich, der durch die
ersten drei Glieder allein erhalten wird, in der F i g. 2
ist das vierte Glied durch ein positives repräsentiert, während in der F i g. 5 als viertes Glied ein feststehendes
negatives Glied dargestellt ist.
Wie vorstehend erwähnt, dient die gleichförmige Aufteilung der Beiträge zur änderbaren Vergrößerung
auf die ersten drei Glieder dazu, Aberrationsänderungen während einer Veränderung der Brennweite zu
verringern. Ferner wird die chromatische Aberration durch Ausbilden aller Glieder als achromatische
Glieder vollständig beseitigt.
In der Stellung, die im folgenden als Telestellung bezeichnet werden soll, in der das Objektiv die größte
Brennweite hat und daher mit einem normalen Teleobjektiv verglichen werden kann, werden Lichtstrahlen,
da das erste, positive Glied am weitesten vorn steht, beachtlich durch dasselbe konvergiert,
bevor sie auf das zweite, negative Glied auftreffen, wodurch es möglich wird, eine Uberkorrektion der
sphärischen Aberration zu vermeiden, ohne daß dadurch die Linsenabmessungen vergrößert werden
müßten. Es wird daher die Herstellung eines pankratischen Objektivs hoher Öffnung möglich.
Zum wirksamen Kompensieren nicht nur der sphärischen Aberration, sondern auch des Astigmatismus,
der Koma, der Bildfeldkrümmung und der Verzeichnung, ferner zum Erhalten einer größtmöglichen
»Zoom-Wirkung« des optischen Systems sind folgende Bedingungen wesentlich:
3,l|./2l<./i < 5,4
0,9UI < ./j
< 1,6|/2|, (12)
0,9/3 <
D1+ D2 < 2,9 ./3, (13)
0.3 (D1 + D1)
< χ + y < 0,8 (D1 +D2),
(14)
χ > 0,2 v. (15)
Ferner kann beim optischen System gemäß der Erfindung auch vorgesehen sein, daß das erste Glied
aus einer mehrgliedrigen Linsengruppe mit mehr als drei Linsen gebildet ist, die ein verkittetes positives
Doublet aus einer zerstreuenden und einer sammelnden
Linse sowie eine sammeinde Einzellinse aufweist,
daß das zweite Glied aus einer mehrgliedrigen Linsengruppe mit mehr als drei Linsen gebildet ist, die eine
zerstreuende Einzeliinse und ein verkittetes negatives Doublet aus einer zerstreuenden und einer sammelnden
Linse aufweist, und daß das dritte Glied aus einer mehrgliedrigen Linsengruppe mit mindestens drei
Linsen gebildet ist, die ein verkittetes positives Doublet aus einer sammelnden und einer zerstreuender:
Linse enthält.
Nachstehend sind die Daten eines der Aasführungsform nach F i g. 2 entsprechenden, durchgerechneten
Ausführungsbeispieles angegeben.
Pankratisches Objektiv für eine 8-mm-Laufbildkamera F von 7,5 bis 45,3 mm, relative Öffnung F: 1,4,
Glieder der Brennweite |
η | Krümmungsradius | di | Linsendicke oder Luftabstände |
T | j j Brechungsindex I |
Abbe-/ | ^ahl |
W M | ||||||||
r-, | = +98,380 | d2 | ||||||
= 1,0 | n, = 1,76182 | •Ί = | 26,5 | |||||
r3 | = +42,444 | d, | ||||||
I | = 7,5 | M2 = 1,65830 | C2 = | 57,3 | ||||
/l | = -268,150 | dA | ||||||
79,65 | = 0,1 | |||||||
rs | = +63,030 | d. | ||||||
= 2,5 | «3 = 1,65830 | ''3 = | 57,3 | |||||
= +117,590 | - 36,66 | |||||||
= 1,46 — 22,59 - | ||||||||
r7 | III | ru | IV | »ie | 5 | 1 | 299 903 | «5 | 6 | Abbe-Zahl | = 54,8 | |
/3 < | /4 | |||||||||||
»8 | 23,12 | ri2 | 18,62 | hi | Krümmungsradius | Fortsetzung | «6 | Brechungsindex | ||||
Linsendicke oder Luftabstände |
''4 | |||||||||||
r9 | Γ13 | ha | = +339,000 | WMT | = 64,2 | |||||||
Glieder der Brennweite |
= 1,69113 | |||||||||||
ho | ru | hg | = +15,900 | 4 = | = 1,0 | «7 | = 28,3 | |||||
»'5 | ||||||||||||
hs | r2o | = -30,500 | άΊ -- | = 5,5 | ||||||||
= 1,51690 | »'6 | |||||||||||
r2i | = +18,300 | d8 = | = 0,6 | = 57,5 | ||||||||
II | = 1,72825 | |||||||||||
/2 | r22 | = +133,239 | d9 = | = 3,2 | «9 | |||||||
-18,17 | »'7 | |||||||||||
»23 | = +39,500 | dw = | = 36,24—15,11 — 1,04 | = 57.5 | ||||||||
= 1,65866 | ||||||||||||
= -109,500 | dn = | = 2,5 | «10 | = 37,9 | ||||||||
»24 | »'8 | |||||||||||
= +39,500 | d12 = | = 0,1 | ||||||||||
= 1,65866 | »'9 | |||||||||||
= -14,500 | di3 = | -■ 6,0 | "11 | = 41,3 | ||||||||
= 1,72479 | ||||||||||||
= -71,313 | du = | = 0,8 | ||||||||||
'Ίο | ||||||||||||
= -18,200 | <*15 = | : 2,0 — 9,21 — 14,79 | «12 | = 60,3 | ||||||||
= 1,57501 | ||||||||||||
= X | die = | 6,0 | ||||||||||
''Il | ||||||||||||
= -64,559 | dn = | 3,5 | «13 | = 60,3 | ||||||||
= 1,62041 | ||||||||||||
= -23,000 | dlB = | 3,5 | «14 | |||||||||
''12 | ||||||||||||
= -64,559 | dl9 = | 0,1 | = 61,3 | |||||||||
= 1,62041 | ||||||||||||
= -23,000 | d2o = | 3,5 | = 30,1 | |||||||||
'■13 | ||||||||||||
= +15,500 | J21 = | 0,1 | ||||||||||
= 1,58938 | "1W | |||||||||||
= -12,500 | J22 = | 4,0 | ||||||||||
= 1,69895 | ||||||||||||
= +184,974 | d23 = | 1,4 | ||||||||||
Hierin bedeuten rt, r2, ..., r24 die Krümmungsradien
der entsprechenden Linsenflächen, t/,, ί/2· · · --
d23 Linsendicken und Luftabstände, /I1, Ji2, ..., H14
Brechungsindizes der entsprechenden Glasmaterialien bei der D-Linie des Spektrums und V1, r2 iM Abbe-Zahlen
der Glasmaterialien.
Es sei bemerkt, daß alle diese Werte von der Objeklseite her durchlaufend durchnumeriert worden sind.
Die sphärische Aberration, der Astigmatismus und die Verzeichnung dieses durchgerechneten Ausführungsbeispieles
sind in der F i g. 4 dargestellt, und zwar für die Weitwinkelstellung W (kleinste Brennweite),
für eine mittlere Stellung Af (mittlere Brennweite) und für die Telestellung T (größte Brennweite).
Durch die Erfindung ist ein pankratisches Objektiv geschaffen worden, das eine hohe relative Öffnung
sowie ein hohes Zoom-Verhältnis besitzt, ohne daß hierdurch eine Zunahme der Linsengröße des Systems
oder ein komplizierter Nockentrieb erforderlich wird. Dieses Objektiv besitzt einen sehr guten Korreklionszustand
im gesamten in Rede stehenden Bereich und hat ein hohes Auflösungsvermögen.
Claims (3)
1. Pankratisches Objektiv mit hohem Zoom-Verhältnis, dadurch gekennzeichnet,
daß vier Glieder vorgesehen sind, von denen das erste positiv, das zweite negativ, das dritte positiv
und das vierte feststehend ist, daß das erste und dritte Glied als eine Einheit um eine Entfernung χ
in einer Richtung verschiebbar ist und das zweite Glied in der entgegengesetzten Richtung um eine
Entfernung y sowie daß folgende Bedingungen erfüllt sind:
3,l|/2|<./i
< SA\f2\.
0.91/21 <),< \A\fi\. ■
0,9 J3 < D1 + D2 < 2.9 /3 .
0,3 (D1 + D2) < λ + y < 0.8 (D1 +D1). x > 0,2 y,
0.91/21 <),< \A\fi\. ■
0,9 J3 < D1 + D2 < 2.9 /3 .
0,3 (D1 + D2) < λ + y < 0.8 (D1 +D1). x > 0,2 y,
hierin bedeuten Z1 bis /4 die Brennweiten des
ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Gliedes und
D1, D2 und D3 die Entfernungen zwischen den
Hauptebenen der entsprechenden Glieder.
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Objektiv aus einer mehrgliedrigen Linsengruppe mit mindestens drei Linsen
gebildet ist, die ein zementiertes positives Doublet einer konkaven und konvexen Linse
sowie eine konvexe Einzellinse aufweist, daß das zweite Glied aus einer mehrgliedrigen Linsengruppe
mit mindestens drei Linsen gebildet ist,
die eine konkave Einzellinse und ein zementiertes negatives Doublet einer konkaven und konvexen
Linse aufweist, und daß das dritte Glied aus einer mehrgliedrigen Linsengruppe mit mindestens drei
Linsen gebildet ist, die ein zementiertes positives Doublet einer konvexen und konkaven Linse aufweist.
3. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:
Pankratisches Objektiv für eine 8-mm-Laufbildkamera F von 7,5 bis 45,3 mm, relative öffnung F: 1,4, Zoom-Verhältnis 6
Brennweite
oder Luftabstände
Hierin bedeuten ru r2, ..., r2Ar die Krümmungsradien
der entspreehenden Linsenflächen, dlt d2,
..., d23 Linsendicken und Luftabstände, H1, n2,
..., M14 Brechungsindizes der entspreehenden
Glasmaterialien bei der Z)-Linie des Spektrums und j>i, v2, ..., V14. Abbe-Zahlen der Glasmaterialien,
wobei die Linsenabmessungen proportional zur Brennweite der entspreehenden Linse
zu- oder abnehmen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
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