DE1301152B - Pankratisches Foto-Objektiv - Google Patents
Pankratisches Foto-ObjektivInfo
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- DE1301152B DE1301152B DER28332A DER0028332A DE1301152B DE 1301152 B DE1301152 B DE 1301152B DE R28332 A DER28332 A DE R28332A DE R0028332 A DER0028332 A DE R0028332A DE 1301152 B DE1301152 B DE 1301152B
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Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf ein pankratisches bar ist, in denen es die gleichen Konjugierten besitzt
Foto-Objektiv. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, und zwei Einstellbereiche des vorderen Variosystems
besonders weite Grenzen für den Änderungsbereich mit je einer unterschiedlichen Vergrößerung des
der äquivalenten Brennweite eines solchen Objektivs Bildes in der feststehenden Bildebene liefert, wobei
zu schaffen. 5 das von dem vorderen Variosystem entworfene vir-
Der Grundgedanke, der pankratischen Objektiven, tuelle . Bild in allen Einstellungen dieselbe relative
auch Vario-Objektive genannt, zugrunde liegt, ist Lage gegenüber dem hinteren Variosystem einnimmt,
seit langem bekannt. Derartige Objektive weisen Die Erfindung ermöglicht es insgesamt, mit einem
relativ zueinander verschiebbare Glieder auf, wobei einzigen" pankratischen Objektiv zwei unterschieddie
Anordnung so getroffen ist, daß beim Verschieben io liehe Bereiche der äquivalenten Brennweite zu er-
dieser Glieder in einer feststehenden Bildebene ein halten, die sich unmittelbar aneinander anschließen
reelles Bild veränderbarer Größe entworfen wird. können.
Es wird hierbei die äquivalente Brennweite des Die Verschmelzung zweier Variosysteme zu einer
Objektivs verändert. , Einheit ermöglicht nun auch, die Korrektion des
Eine Sonderkonstruktion derartiger pankratischer 15 gesamten Objektivs als Einheit vorzunehmen. Auch
Objektive liefert keine kontinuierliche Änderung der wenn für die Korrektion eines erfindungsgemäßen
äquivalenten Brennweite, sondern je nach Einstellung Objektivs neue Wege beschritten werden müssen,
eine von zwei definierten äquivalenten Brennweiten. so ist doch der Aufwand erspart, der sich aus der An-
Ein solches Objektiv ist z. B. in der deutschen Patent- passung zweier selbständiger oder gar austauschschrift
101 010 beschrieben, und zwar in Anwendung 20 barer Systeme ergibt.
auf ein Fernrohr. Hierbei umfaßt das Objektiv ein Da nicht wie in einem Fernrohr hinter dem vorderen
feststehendes vorderes Zerstreuungsglied und hinter System erst ein reelles Bild entworfen wird, sondern
diesem ein in zwei Endstellungen einstellbares Sammel- erfindungsgemäß nur ein virtuelles Bild, kann die
glied. In einem Abstand hinter diesem Objektiv ist Baulänge in angemessenen Grenzen gehalten werden,
ein Okular angeordnet, das das von dem Objektiv 25 Soll das erfindungsgemäße Objektiv gegen ein anderes
entworfene reelle Bild umkehrt. Die genannten End- ausgetauscht werden, so kann dies einfach und in
Stellungen des einstellbaren Sammelgliedes sind er- herkömmlicher Weise geschehen,
rechenbar, und nur in diesen wird ein reelles Bild in Ein weiterer Vorteil beruht darin, daß das verstell-
der gleichen Bildebene entworfen. bare Glied des hinteren Varioteils erfindungsgemäß
Je nach Wahl der Okulare kann auch mit dieser 30 als zerstreuendes Glied ausgebildet ist. Es wird damit
Anordnung für ein Fernrohr eine Anzahl unterschied- möglich, die Linsendurchmesser klein zu halten und
licher Vergrößerungen erzielt werden. zugleich auch die Baulänge des gesamten Objektivs
Um auch bei Fotoobjektiven den Bereich der in günstigen Grenzen zu halten. ·
äquivalenten Brennweiten über den Wert hinaus zu Es sei noch erwähnt, daß die erfindungsgemäße
vergrößern, der mit pankratischen Objektiven erzielt 35 Vereinigung der beiden Variosysteme so eng sein
werden kann, benutzte eine andere bekannte Kon- kann, daß nicht einfach eines dieser Systeme gegen
struktion (nach der deutschen Auslegeschrift 1009 820) ein anderes ausgetauscht werden kann,
ein afokales pankratisches Variosystem, dem unter- Die Entfernungseinstellung eines erfind ungsgemäschiedliche
Grundobjektive nachgeschaltet werden ßen Objektivs kann in an sich bekannter Weise durch
konnten. Da jedes der austauschbaren Grundobjek- 40 Verstellen des Frontgliedes erfolgen,
tive eine andere äquivalente Brennweite aufweisen Für gewöhnlich besitzt das hintere Variosystem
konnte, war so ein größerer Brennweitenbereich zusätzlich zu den feststehenden, sammelnden Gliedern
erzielbar. und dem davor angeordneten, verstellbaren diver-Diese Anordnung hat aber schwerwiegende Nach- genten Glied ein vorderes, feststehendes Glied, dessen
teile ähnlich'der obenerwähnten für Fernrohre be- 45 äquivalente Brechkraft zwischen 2^3 und 3 , des Bekannten
Anordnung. Zum Auswechseln ist es erfor- träges des Ausdrucks derlich, erst das Variosystem von einer Kamera
od. dgl. abzunehmen, dann das Grundobjekiiv ab- r- j 1 ■ Ί
od. dgl. abzunehmen, dann das Grundobjekiiv ab- r- j 1 ■ Ί
zunehmen; danach ist das neue Grundobjektiv auf- — — —; ψι\
zusetzen und auf dieses dann das Variosystem auf- 50 "- " Jm^ : ^1 '
zusetzen. Bei Objektiven großer Abmessungen ist
das Auswechseln besonders schwierig. Dabei sind liegt, wobei /„, die äquivalenz Brennweite des ver-
gegebenenfalls aber auch weitere Justierungen des stellbaren divergenten Giiedi■-.. d der Abstand des
neu eingesetzten Grundobjektivs erforderlich. Auch von dem vorderen Variosystem entworfenen Bildes
die Korrektion der Abbildungsfehler wird bei derartig 55 von dem Scheitel des vorderen sammelnden Gliedes
zusammengesetzten Systemen besonders schwierig. ist und dieser Abstand positiv gerechnet wird, wenn
Die Erfindung will diese Schwierigkeiten vermeiden das Bild in Lichtrichtung vor diesem Scheitel liegt,
und ein einheitliches Objektiv schaffen, das auch und negativ gerechnet wird, wenn das Bild hinler
ohne den Austausch von Objektivteilen einen größeren diesem Scheitel liegt, während die äquivalente Brenn-
Änderungsbereich der äquivalenten Brennweite zu 60 weite bei Konvergenz positives und bei Divergenz
erzielen gestattet. negatives Vorzeichen erhält.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung Wenn das von dem vorderen Variosystem erzeugte
einen völlig neuen Weg und sieht ein pankratisches Bild vor der vorderen Oberfläche des hinteren Varioobjektiv
vor, das gekennzeichnet ist durch die Korn- systems liegt, ist das vordere Glied des hinteren
bination eines vorderen Variosystems zu einer opti- 65 Variosystems zweckmäßig sammelnd und als Verschen
Einheit mit einem hinteren Variosystem, das bundglied mit zerstreuender innerer Berührungsvor
feststehenden sammelnden Gliedern ein diver- fläche ausgebildet, so daß es zum Ausgleich sphärigentes
Glied aufweist, das in zwei Stellungen einstell- scher Aberrationen dient.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Ausdruck »innere Berührungsfläche« sowohl
eine verkittete Berührungsfläche als auch eine »unterbrochene« Berührung umfassen soll, d. h. eine Berührung
zwischen zwei dicht nebeneinanderliegenden Flächen, deren Krümmungen einen geringen Unterschied
aufweisen, so daß für die Berührungsflächen mit einem effektiven Radius gerechnet werden kann,
der das harmonische Mittel aus den Krümmungsradien der beiden Flächen ist, die diese »unterbrochene«
Berührung bilden.
Die äquivalente Brennweite des einstellbaren divergenten Glieds des hinteren Variosystems sollte zweckmäßig
verhältnismäßig kurz sein, damit seine Verschiebung klein gehalten und auf diese Weise eine
unerwünschte Zunahme der Länge des ganzen Objektivs vermieden werden kann; doch ist es zur Vermeidung
übermäßig starker Aberration außerdem vorteilhaft, seine relative Öffnung in einer angemessenen
Größe zu halten. Zu diesem Zweck liegt das Produkt aus der äquivalenten Brennweite fm dieses
divergenten Glieds mit der Öffnungszahl des ganzen Objektivs zweckmäßig innerhalb bestimmter Grenzen,
wobei vorzugsweise dieses Produkt zwischen d/R und 4d/R liegt, wenn (wiederum unter Verwendung
der oben angegebenen Definition der Vorzeichen für d) R das Verhältnis der äquivalenten
Brennweite des vorderen Variosystems zur äquivalenten Brennweite des ganzen Objektivs ist und
die Öffnungszahl die des ganzen Objektivs ist.
Es ist jedoch ersichtlich, daß sich diese Ungleichungen
der Grenzen für das vorgenannte Produkt / ■ Öffnungszahl nur dann anwenden lassen,
wenn die äquivalente Brennweife des vorderen Variosystems
eine endliche Größe besitzt; denn wenn das vordere Variosystem afokal ist, sind sowohl d als
auch R unendlich, und das Verhältnis d/R wird unbestimmt.
In einem solchen Fall kann es oftmals zweckmäßig sein, die Grenzen für das vorgenannte
Produkt in Abhängigkeit von der äquivalenten Brennweite FH des hinteren Variosystems anzugeben, wobei
das Produkt dann vorzugsweise zwischen —FR und
—4FR liegt (wiederum unter Verwendung der oben
angegebenen Vorzeichendefinition) und das vordere Variosystem mindestens annähernd afokal ist. In
einigen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, noch eine andere Definition der Grenzen zu verwenden,
wobei das genannte Produkt zwischen dem Ein- und dem Vierfachen des negativen Wertes der Quadratwurzel
aus dem Produkt des größten und des kleinsten Wertes des Änderungsbereiches der äquivalenten
Brennweite des ganzen Objektivs liegt.
Das einstellbare divergente Glied des hinteren Variosystems ist vorzugsweise ein Verbundglied und
im wesentlichen achromatisch, und es besteht aus mindestens einer zerstreuenden und einer sammelnden
Linse, wobei die Abbesche v-Zahl des Glases der oder jeder zerstreuenden Linse um mindestens 15
größer ist als die Abbesche »-Zahl des Glases der bzw. jeder sammelnden Linse und die vordere Oberfläche
dieses Verbundgliedes nach vorn konkav ist, während seine hintere Oberfläche nach vorn konvex
ist, wobei die innere Berührungsfläche dieses Verbundgliedes sammelnd ist, um sphärische Aberration,
Koma, Astigmatismus und Verzeichnung zu korrigieren. Zweckmäßig besitzt diese sammelnde innere
Berührungsfläche einen Krümmungsradius, der zwischen V3 bis 3/4 des Betrages der äquivalenten Brennweite
/„, dieses Verbundgliedes beträgt, wobei die Differenz der mittleren Brechungsindizes der Gläser
der Linse vor und hinter dieser inneren Berührungsfläche zwischen 0,2 und 0,05 liegt.
Die sammelnde hintere Linsengruppe des hinteren Variosystems ist vorzugsweise im wesentlichen achromatisch
und weist mindestens eine sammelnde Linse und mindestens eine zerstreuende Linse auf, wobei
die Abbesche e-Zahl des Glases der oder jeder sammelnden
Linse um mindestens 20 größer ist als die Abbesche v-Zahl des Glases der oder jeder zerstreuenden
Linse. Zur Korrektur sphärischer Aberration und Verzeichnung weist die sammelnde hintere Linsengruppe
zweckmäßig ein Glied mit nach vorn konvexer, zerstreuender innerer Berührungsfläche auf,
die einen Krümmungsradius zwischen V3 und 3/4
der äquivalenten Brennweite dieser sammelnden Linsengruppe besitzt, wobei die Differenz der mittleren
Brechungsindizes der Gläser der dieser Berührungsfläche benachbarten Linsen zwischen 0,25 und 0,05
liegt. Für gewöhnlich ist es erforderlich, daß diese sammelnde Linsengruppe eine verhältnismäßig hohe
Brechkraft besitzt. Aus diesem Grunde kann sie zweckmäßig aus einem Verbundglied und einer hinter
diesem angeordneten einfachen Linse bestehen.
In den F i g. 1, 2 und 3 sind drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Objektivs mit veränderlicher
Brennweite dargestellt.
In den nachstehenden Tabellen für die drei Ausführungsbeispiele werden Zahlenwerte erfindungsgemäßer
Objektive angegeben, wobei R1, R2,... die
Krümmungsradien der einzelnen Oberflächen des Objektivs bezeichnen, und die Pluszeichen angeben,
daß die betreffende Oberfläche nach vorn konvex ist, und die Minuszeichen angeben, daß die Oberfläche
nach vorn konkav ist. D1, D2,... bezeichnen
die axiale Dicke der einzelnen Linsen des Objektivs und S1, S2,... die axialen Luftabstände zwischen
den einzelnen Objektivgliedern bzw. -linsen. In den Tabellen sind ferner die mittleren Brechungsindizes nD
für die D-Linie des Spektrums und die Abbeschen j-Zahlen der für die einzelnen Linsen des Objektivs
verwendeten Gläser sowie die lichten Durchmesser der an Luft grenzenden Oberflächen innerhalb des
Objektivs enthalten.
Radius |
Dicke bzw.
Luftabstand |
Brechungs index no |
Abbesche »-Zahl |
Lichter
Durchmesser |
R1 + 3,6928 R2 - 1,834. |
D1 0,25 D2 0,075 |
1,6176 1.7.?? |
52,70 28,90 |
1,375 |
Fortsetzune
Radius | Si | Dicke bzw. | Brechungs | Abbcschc | Lichter | |
- 5,6398 | Luftabstand | index nD | r-Zahl | Durchmesser | ||
R3 | D3 | |||||
- 1,2475 | veränderlich | |||||
R* | D* | 0,575 | ||||
- 0,5046 | 0,10 | 1,7618 | 26,98 | |||
R5 | S2 | |||||
+ 1,6569 | 0,05 | 1,65301 | 46,16 | |||
R* | D5 | 0,536 | ||||
+ 1,2136 | veränderlich | |||||
Ri | Db | 0,551 | ||||
- 0,6991 | 0,125 | 1,50759 | 61,16 | |||
Rb | S3 | |||||
- 1,4255 | 0,05 | 1,70035 | 30,28 | |||
R9 | D1 | |||||
- 1,1767 | 0,05 oder 0,757 | |||||
Rio | De | 0,541 | ||||
+ 0,4902 | 0,04 | 1,65695 | 50,81 | |||
Rn | S4 | |||||
+ 1,1905 | 0,08 | 1,7618 | 26,98 | |||
Ri2 | D9 | 0,549 | ||||
+ 2,2482 | 0,757 oder 0,05 | |||||
Ru | D10 | 0,793 | ||||
+ 0,8803 | 0,0625 | 1,7618 | 26,98 | |||
Rn | S5 | |||||
- 1,7943 | 0,1875 | 1,60557 | 60,02 | |||
RlS | D11 | 0,801 | ||||
+ 12,7551 | 0 | |||||
R«. | 0,798 | |||||
- 2,8927 | 0,075 | 1,5097 | 64,44 | |||
R17 | ||||||
Die Größen der veränderlichen Luftabstände des vorderen Objektivgliedes sind:
F = Fn
F = \F0Fm F = Fm
0,0750
1,6200
2,3111
1,6200
2,3111
2,3486
1,6576
0,1125
1,6576
0,1125
40
so
In dieser Tabelle sind die linearen Abmessungen mit F0 als Grundeinheit angegeben, also dem kleinsten
Wert der äquivalenten Brennweite F des Objektivs im unteren Änderungsbereich der Brennweite, wobei
der größte Wert Fm in diesem unteren Bereich 5 F0
beträgt. In dem oberen Änderungsbereich der Brennweite betragen die kleinsten und größten Werte F0
und F^ jeweils 2F0 bzw. 10F0, so daß das Verhältnis M
zwischen den äquivalenten Brennweiten des Objektivs in den beiden Bereichen gleich 2 ist.
Das öfTnungsverhältnis beträgt im ersten Bereich
//4,0 und im zweiten Bereich //8,0.
Die hintere Schnittweite beträgt 3,106 F„.
Die Irisblende Hegt in einem Abstand von 0,038 F„
vor der Fläche R7, und ihr größter Durchmesser beträgt 0,5425 F0.
Die Größe des erfaßten Halbwinkelfeldes schwankt zwischen etwa 11,5° bei der kleinsten äquivalenten
Brennweite F0 und etwa 2.5 bei der größten äquivalenten
Brennweite Fm im unteren Bereich und zwischen etwa 5.75 bei der kleinsten äquivalenten 6s
Brennweite F0 und etwa 1,25 bei der größten äquivalenten
Brennweite F1^ im oberen Bereich der Brennweitenänderung.
60 Bei diesem Beispiel weist das vordere Variosystem A
ein vorderes Glied 11 in Form eines sammelnden Verbundgliedes mit einer äquivalenten Brennweite
Z1 = 4,278 F0 und ein hinteres Glied 12 in Form
eines zerstreuenden Verbundgliedes mit einer äquivalenten Brennweite von f2 = -1,25OF0 auf, wobei
beide Teile in der nachstehend beschriebenen Weise verschoben oder bewegt werden können.
Die Verschiebungen sind für beide Änderungsbereiche der Brennweite gleich groß. In der Ausgangsstellung
mit dem niedrigsten Wert F0 oder F0 der äquivalenten Brennweite des Objektivs ist
der Lt. .abstand Si zwischen den beiden Gliedern 11
und 12 mit 0.075 F0 am kleinsten, während der Luftabstand
S2 zwischen dem hinteren Glied 12 und dem hinteren Variosystem ß mit 2,3486 F0 seinen
größten Wert erreicht. In der Endstellung am anderen Ende des Änderungsbereiches mit dem höchsten
Wert FM oder F^, der äquivalenten Brennweite des
Objektivs erreicht der Luftabstand S1 mit 2,3111 F0
seinen größten und der Luftabstand S2 mit 0,1125 F0
seinen kleinsten Wert. Die Verschiebung des hinteren Gliedes 12 aus seiner Anfangsstellung nach hinten
in seine Endsteilung im unteren Änderungsbereich zur Änderung der äquivalenten Brennweite F des
Objektivs vom Anfangswert F0 auf den Endwert Fn,
ist durch den Ausdruck
gegeben. Der entsprechende Ausdruck für den oberen Bereich ist:
wobei die beiden Ausdrücke einander gleich sind.
da F0 = 2F0 und F1J1 = 2F111, während der Wert von entfernung des Gegenstandes keine Änderung der
F in jeder beliebigen Stellung des oberen Bereiches Lage des von dem vorderen Glied 11 erzeugten
doppelt so groß ist, wie in der entsprechenden Stellung Bildes gegenüber dem hinteren Glied 12 hervorruft,
im unteren Bereich. Während dieser Verschiebung so daß das von dem vorderen Variosystem A erzeugte
des hinteren Gliedes 12 nach hinten bewegt sich das 5 virtuelle Bild stets die gleiche Lage in bezug auf das
vordere Glied 11 zunächst nach vorn und dann nach hintere Variosystem B einnimmt, und zwar nicht nur
hinten in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der bei einer Verschiebung zur Änderung der äquivalen-
Abstand von der Ausgangslage nach vorn durch ten Brennweite, sondern auch bei der zusätzlichen
f (F F wf ffVFi/ Verschiebung des vorderen Gliedes 11 zur Anpas-
h W - 1O) Wn - t>i * iVi. I0 sung an die Aufnahmeentfernung des Gegenstandes.
oder durch den gleichwertigen Ausdruck Die beiden Verschiebungen lassen sich leicht mit
/" (F F1WF1 FWFi Hilfe einer geeigneten Einstellvorrichtung durch-
J2 [t —10) (/·„, - tyt J totn, führen, die die Verschiebung des hinteren Gliedes 12
gegeben ist. Die vorderste Stellung ist erreicht, wenn des vorderen Variosystems A mit derjenigen eines
F gleich I1F0Fn im unteren Änderungsbereich oder 15 das vordere Glied 11 tragenden Schlittens koppelt,
YF0F]U im oberen Änderungsbereich ist, wobei der wobei dieses vordere Glied 11 zur Anpassung an die
tatsächliche Abstand zwischen der Anfangs- bzw. Aufnahmeentfernung des Gegenstandes auf dem Schlit-
der Endstellung im vorliegenden Beispiel 0,854 F0 ten einstellbar ist.
beträgt. Es ist ersichtlich, daß bei diesen Verschie- Um bei den Verschiebungen in jedem der beiden
bungen die Gesamtlänge des. Objektivs über die 20 Bereiche ein konstantes Öffnungsverhältnis aufrecht-
Änderungsbereiche gering bleibt. zuerhalten und um ferner unerwünschtes Vignettieren
Die äquivalente Brennweite des zerstreuenden vor- schiefwinklig auftreffender Strahlen zu vermeiden,
deren Variosystems A ändert sich während der Ver- sind die lichten Durchmesser aller Oberflächen des
Schiebung zwischen —1,913 F0 und -9,566 F0, wobei vorderen Variosystems A größer, als zur Aufnahme
ihr Verhältnis zur äquivalenten Brennweite des ganzen 25 des ganzen Axialstrahlenbündels bei allen Einstellun-
Objektivs in jedem Änderungsbereich konstant bleibt. gen der Irisblende erforderlich wäre, die somit allein
Das von dem vorderen Variosystem A erzeugte die Größe des öffnungsyerhältnisses bei allen Einvirtuelle
Bild des Gegenstandes nimmt in allen Arbeits- Stellungen der Teile zueinander bestimmt.
Stellungen die gleiche Lage gegenüber dem hinteren Das hintere Variosystem B weist ein fest angeord-Variosystem
B ein, wobei der Abstand d der Lage 30 netes vorderes Glied 15, ein einstellbares mittleres
dieses Bildes von der vorderen Oberfläche R1 des Glied C bzw. C" und ein fest angeordnetes hinteres
hinteren Variosystems B nach vorn 4,216F0 beträgt. Glied 16, 17 auf. Das vordere Glied 15 besteht aus
Hieraus ergibt sich, daß die Lage der Bildebene des einem sammelnden Verbundglied mit einer äquiganzen
Objektivs bei allen Verschiebungen bzw. valenten Brennweite ff = +1,602F0. Das mittlere
Einstellungen des vorderen Variosystems A konstant 35 Glied C (bzw. C) besteht aus einem zerstreuenden
bleibt, daß sich aber die Größe des Bildes fortlaufend Verbundglied mit einer äquivalenten Brennweite
allmählich ändert, wie sich auch die äquivalente /m = -F0. Das hintere Glied 16, 17 besteht aus
Brennweite des Objektivs ändert. einem sammelnden Verbundglied 16 und einer sich
Bei der vorstehenden Beschreibung der Verschie- an dieses anschließenden einfachen Linse 17 und
bungen wurde angenommen, daß die Lage des Auf- 40 besitzt eine äquivalente Brennweite/,. = +1,438F0.
nahmegegenstandes unverändert unendlich fern blieb, Das mittlere Glied C bzw. C" kann zwischen zwei
so daß eine weitere Verschiebung erforderlich ist, vorbestimmten Stellungen eingestellt werden, von
um eine Änderung der Lage des Aufnahmegegen- denen die eine bei C (in der Zeichnung gestrichelt
Standes auszugleichen und das Objektiv an diese angegeben) nahe dem hinteren Glied 16, 17 liegt,
Lage anzupassen. Dies kann dadurch erreicht werden, 45 während die andere bei C (voll ausgezogen dargestellt)
daß der beschriebenen Verschiebung eine weitere nahe dem vorderen Glied 15 liegt. In diesen beiden
Verschiebung des vorderen Gliedes 11 des vorderen Stellungen betragen die Vergrößerungen durch das
Variosystems A unabhängig von dem hinteren Glied mittlere Glied C bzw. C]M bzw. l/J'M, und da
12 dieses Variosystems überlagert wird. Diese zusatz- im vorliegenden Beispiel M = 2 ist, betragen diese
liehe Verschiebung besteht aus einer Vorwärtsver- 50 Vergrößerungen 1,414 bzw. 0,707. Das mittlere Glied C ,
Schiebung des vorderen Gliedes 11 um eine Strecke, bzw. C besitzt in beiden Stellungen die gleichen
die = /i/Wo—/1) ist, wobei A0 der Abstand des Konjugierten, wobei der Abstand der vorderen Kon-Gegenstandes
von der vorderen Knotenebene des jugierten in der einen Stellung gleich dem Abstand
vorderen Gliedes 11 in seiner Einstellage ist. Da dieser der hinteren Konjugierten in der anderen Stellung
Ausdruck unabhängig von der äquivalenten Brenn- 55 ist. Demgemäß betragen die beiden Abstände der
weite F des ganzen Objektivs ist, so ist ersichtlich, Konjugierten daß die hauptsächlichen Verschiebungen der Glieder , .
11 und 12 des vorderen Variosystems A zur Änderung , Jm \ +
der äquivalenten Brennweite bei jeder beliebigen u f π 4- l/Ä/i
Entfernungseinstellung des vorderen Gliedes 11 zur 60 Jm\ + V
Anpassung an die Aufnahmeentfernung des Gegen- das ist im vorliegenden Fall 2,414F0 und 1,707F0;
Standes vorgenommen werden können, ohne daß der Abstand zwischen den beiden Stellungen ist gleich
dabei die vorbestimmte Lage des Bildes bzw. der der Differenz zwischen den beiden Abständen der
Bildebene beeinflußt wird. Konjugierten, d. h. 0,707 F0. Wie bereits zuvor er-
Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß bei jeder 65 wähnt, ist es auf diese Weise möglich, zwei Änderungsbeliebigen
Lage des hinteren Gliedes 12 des vorderen bereiche für die äquivalente Brennweite des Objektivs
Variosystems A die zusätzliche Verschiebung des bei gleicher Bildebene und ohne Verschiebung der
vorderen Gliedes 11 zur Anpassung an die Aufnahme- vorderen und hinteren Glieder 15 bzw. 16, 17 des
909 533/188
hinteren Variosystems B zu erhalten. Der übergang
von dem einen Bereich auf den anderen läßt sich leicht und schnell bewerkstelligen, da hierzu nur
erforderlich ist, das verhältnismäßig leichte mittlere Glied C bzw. C um ein ziemlich kleines Stück aus
der einen Stellung in die andere zu verschieben.
Die äquivalente Brennweite des verstellbaren mittleren Gliedes C bzw. C wird zweckmäßigerweise
ziemlich klein gehalten, damit auch die Verschiebebewegung klein ist; gleichzeitig muß jedoch sein
Öffnungsverhältnis ziemlich groß sein, damit übermäßige Aberration vermieden wird. Die für die äquivalente
Brennweite und den Durchmesser dieses mittleren Gliedes C bzw. C im vorliegenden Beispiel
gewählten Werte stellen einen annehmbaren Kompromiß zwischen diesen beiden Erfordernissen
in bezug auf die Art der im vorderen Variosystem A angewandten Verschiebung und die anderen Merkmale
des vorderen Variosystems A dar. Wenn die Irisblende dicht an der vorderen Oberfläche des
hinteren Variosystems B liegt, hängt der erforderliche Durchmesser für das vordere Glied dieses Variosystems
von dem Abstand d des von dem vorderen Variosystem A erzeugten virtuellen Bildes von der
liegt. Im vorliegenden Beispiel hat dieser Ausdruck den Wert 0,651/F0, während l//r den Wert 0,624/F0
besitzt.
Die äquivalente Brennweite fr des hinteren Gliedes
16, 17 des hinteren Variosystems B ist so gewählt, daß sie die hintere Konjugierte des mittleren Gliedes C
bzw. C" an einer geeigneten Stelle für die endgültige Bildebene fokussiert, und kann, bei entsprechender
Anordnung dieser Bildebene, so gewählt werden,
ίο daß jeder gewünschte Bereich der äquivalenten Brennweite
des ganzen Objektivs erzielt wird, vorausgesetzt, daß die Beziehung zwischen der äquivalenten Brennweite
des ganzen Objektivs und der resultierenden Bildgröße nicht einem Bildwinkel entsprechen muß,
an den das vordere Variosystem A nicht angepaßt werden kann. Im beschriebenen Beispiel beträgt
./; = 1,438 F0.
Es ist zu erwähnen, daß sich die äquivalente Brennweite des hinteren Variosystems B nicht wesentlich
ändert, wenn das mittlere Glied C bzw. C aus seiner einen Stellung in die andere verschoben wird. Die
beiden Werte betragen im vorliegenden Fall 1,900 F0
im unteren Bereich und 2,173F0 im oberen Bereich.
Im beschriebenen Beispiel besteht das zerstreuende
vorderen Oberfläche des hinteren Variosystems B 25 mittlere Glied C bzw. C" des hinteren Variosystems B
ab, ferner von dem Verhältnis R zwischen den äqui- aus einem achromatischen Verbundglied mit einer
valenten Brennweiten des vorderen Variosystems A und des ganzen Objektivs und schließlich von der
Blenden- bzw. Öffnungszahl des Objektivs. Der für das einstellbare mittlere Glied C bzw. C des hinteren
Variosystems B erforderliche Durchmesser ist in der vorderen Stellung dieses Gliedes am größten, wenn
er ungefähr dem für das vordere Glied 15 des hinteren Variosystems B erforderlichen Durchmesser
gleich ist, so daß es notwendig wird (wenn ein vorderes Variosystem A der oben beschriebenen Art
verwendet wird), Grenzen für das Produkt aus der äquivalenten Brennweite fm dieses mittleren Gliedes C
bzw. C und der Blenden- bzw. Öffnungszahl des ganzen Objektivs in Abhängigkeit von der Größe d/R
festzusetzen, wobei geeignete Werte für diese Grenzen zwischen d/R und 4d/R liegen. Der tatsächliche Wert
dieses Produktes im vorliegenden Beispiel beträgt -4F0 für den unteren Änderungsbereich und -8F0
für den oberen Bereich, während d/R im unteren Bereich -2,2F0 und im oberen Bereich -4,4F0 ist.
Bei anderen Ausführungsformen des vorderen Variosystems A ist es nicht immer zweckmäßig, dieses
Produkt in Abhängigkeit von d/R zu definieren. So kann es beispielsweise vorteilhafter sein, das Produkt
durch das geometrische Mittel zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Brennweitenbereiches,
d. h. J/ F0Fn für den unteren Bereich oder
YFoFn für den oberen Bereich, zu definieren oder in
manchen Fällen auch durch die äquivalente Brennweite des hinteren Variosystems B.
Die äquivalente Brennweite ff des vorderen Gliedes
15 des hinteren Variosystems B muß so gewählt werden, daß, wenn seine vordere Konjugierte die
Lage des von dem vorderen Variosystem A erzeugten Bildes einnimmt, seine hintere Konjugierte eine geeignete
Lage für die vordere Konjugierte des einstellbaren mittleren Gliedes C bzw. C einnimmt.
Dies läßt sich ermöglichen, wenn \/ff zwischen
und 3I2 des Betrages des Ausdrucks
zerstreuenden Linse vor einer sammelnden Linse, wobei die Abbesche »'-Zahl des Glases der zerstreuenden
Linse diejenige des Glases der sammelnden Linse um 24 übersteigt. Die innere Berührungsfläche dieses
Verbundgliedes wirkt sammelnd und ist nach vorn konvex, wobei die Differenz zwischen den mittleren
Brechungsindizes der Gläser der beiden Linsen 0,105 beträgt.
Das hintere Glied 16,17 des hinteren Variosystems ß des beschriebenen Objektivs ist achromatisch und
besteht aus einem sammelnden Verbundglied, an das sich eine einfache sammelnde Linse anschließt,
wobei das Verbundglied eine zerstreuende Linse vor einer sammelnden Linse aus einem Glas aufweist,
dessen Abbesche »-Zahl um 33 größer ist, als die des Glases der zerstreuenden Linse. Die innere Berührungsfläche
in dem Verbundglied ist zerstreuend und nach vorn konvex mit einem Radius von 0,8803 F0,
was dem 0,612fachen der äquivalenten Brennweite des hinteren Gliedes 16, 17 entspricht. Die Differenz
zwischen den mittleren Brechungsindizes der Gläser der beiden Linsen des Verbundgliedes beträgt 0,156.
Das vordere Glied 15 des hinteren Variosystems B hat im vorliegenden Beispiel die Form eines sammelnden
Verbundgliedes mit einer zerstreuenden inneren Berührungsfläche, wobei die vordere Linse sammelnd
ist und aus einem Glas besteht, dessen Abbesche v-Zahl größer und dessen mittlerer Brechungsindex
kleiner ist als die entsprechenden Werte der zerstreuenden hinteren Linse.
Das zweite und dritte Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 bzw. 3 und Beispiel II bzw. III unterscheiden
sich von dem ersten hauptsächlich dadurch, daß das vordere Variosystem A auf andere Weise
ausgebildet ist.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 weist das Objektiv mit veränderlicher Brennweite ein normalerweise
feststehendes hintores Variosystem B und ein vorderes Variosystem A mit Gliedern auf, die unter
der Steuerung eines Steuerungselementes für die Änderung der äquivalenten Brennweite des Objektivs
relativ zueinander verschoben werden können, wäh-
rend die Lage der endgültigen Bildebene des ganzen Objektivs über den ganzen Bereich der Relativbewegung
konstant gehalten wird, wobei das vordere Variosystem A über den ganzen Verschiebungsbereich
stark afokal ist und-drei Glieder 21, 22 mit 23, 24 aufweist, von denen das vordere und das hintere
Glied sammelnd und (in nicht gezeichneter Weise) mechanisch so miteinander verbunden sind, daß sie
gleiche und entgegengesetzte Axialverschiebungen unter der Steuerung durch einen Nocken ausführen,
der von der Steuerung für die Änderung der Brennweite betätigt wird, während das mittlere Glied 22
mit 23 zerstreuend ist und eine axiale Verschiebung erfährt, die in einem nahezu linearen Verhältnis zur
Bewegung der Steuerung für die Änderung der Brennweite verläuft, wobei die Verschiebung des mittleren
Gliedes und die Verschiebung des vorderen und hinteren Gliedes in einer solchen Beziehung zueinander
stehen, daß sie die äquivalente Brennweite des Objektivs entsprechend einem annähernd logarithmischen
Gesetz in bezug auf die Bewegung des Steuerungselementes für die Änderung der Brennweite
ändern.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 weist das Objektiv mit veränderlicher Brennweite Glieder 31,
32 mit 33, 34, C bzw. C" auf, die (in nicht gezeichneter
Weise) unter der Steuerung durch ein Steuerungselement für dieÄnderung der Brennweite des Objektivs
relativ zueinander verschiebbar sind, während die Lage der endgültigen Bildebene des Objektivs über
den ganzen Bereich der Relativbewegung konstant gehalten wird, wobei diese relativ zueinander verschiebbaren
Glieder ein verschiebbares zerstreuendes Glied 32 mit 33 aufweisen, das vor der Blende des
Objektivs und hinter mindestens einem anderen Glied 31 liegt und von dem vor ihm liegenden Glied 31
ein sammelndes Strahlenbündel auffängt, und wobei die axiale Verschiebung dieses zerstreuendes Gliedes
32 mit 33 im gesamten Änderungsbereich für die äquivalente Brennweite des Objektivs größer ist als
die äquivalente Brennweite f2 des zerstreuenden Gliedes
32 mit 33, das seinerseits aus einem zerstreuenden Verbundglied 32 vor einer einfachen Linse 33 besteht,
wobei die innere Berührungsfläche dieses Verbundgliedes 32 nach vorn stark konvex ist mit einem
Krümmungsradius, der zwischen 0,3 J2 und 0,6 J2
beträgt, während die Differenz zwischen den mittleren Brechungsindizes der Gläser der beiden Linsen des
Verbundgliedes kleiner als 0,04 ist.
RfiHiiis | D1 | Dicke bzw. | Brechungs | Abbesche | Lichter | |
D2 | Luftabstand | index H11 | ■-Zahl | Durchmesser | ||
+ 2,3020 | Si | 0,2125 | 1,65695 | 50,81 | 1,274 | |
R2 | - 2,3020 | D3 | 0,06875 | 1,7618 | 26,98 | |
R3 | -25,4945 | D4 | veränderlich | 1,221 | ||
K4 | + 3,0841 | S2 | 0,04125 | 1,691 | 54,80 | 0,603 |
R5 | + 0,3886 | D5 | 0,103 | 1,674 | 32,00 | |
R6 | + 0,9988 | S3 | 0,103 | 0,534 | ||
R1 | - 1,9290 | D6 | 0,04125 | 1,691 | 54,80 | 0,516 |
R8 | + 6,2500 | D1 | veränderlich | 0,511 | ||
R9 | + 1,2025 | S4 | 0,0375 | 1,7618 | 26,98 | 0,524 |
Rio | + 0,7318 | £»8 | 0,075 | 1,5097 | 64,44 | |
Rn | OO | S5 | veränderlich | 0,518 | ||
Ru | asphärisch | D9 | 0,0625 | 1,48503 | 70,29 | 0,518 |
Ri3 | - 3,8225 | D10 | 0,05 oder 0,765 | 0,514 | ||
Ru | - 1,2174 | S6 | 0,0375 | 1,65695 | 50,81 | 0,508 |
RlS | + 0,4909 | Dn | 0,075 | 1,7618 | 26,98 | |
Ri6 | + 1,1742 | D12 | 0,765 oder 0,05 | 0,513 | ||
R11 | + 2,0886 | S1 | 0,05 | 1,7618 | 26,98 | 0,742 |
R18 | + 0,8273 | D13 | 0,175 | 1,61334 | 57,59 | |
R19 | - 2,0464 | 0,0025 | 0,748 | |||
R20 | + 10,8029 | 0,075 | 1,5097 | 64,44 | 0,745 | |
R21 | - 2,5096 | 0,743 | ||||
Die asphärische Oberfläche besitzt an ihrem Scheitel einen Krümmungsradius von +1,8262 F0 und ist durch
folgende Gleichung bestimmt:
χ = (1,8262 - |/3,3348 - /) - 0,004135/ + 0,2330/ - 0,2541/ + 8,9889/°.
Die Größen der veränderlichen Luftabstände des vorderen Objektivgliedes sind:
0,0375
1,31225
1,88225
1,88225
1,31225 0,0375
1,31225 0,0375
0,42738
0,075
0,42738
13 | Radius | D1 | 1 301 | 152 | Abbeseho | 14 | |
+ 1,9964 | D2 | i-Zah! | |||||
+ 1,0849 | S1 | Be i s ρ i | ϊΐ III | 26,98 | I Lichter | ||
-19,1161 | Dicke bzw. | Brechungs | 49,78 | ||||
+ 5,9363 | 04 | Luftabstand | index Jl,, | ||||
Ri | + 0,4401 | S2 | 0,0625 | 1,7618 | 54,80 | ||
R2 | + 1,0484 | D5 | 0,2125 | 1,6177 | 29,51 | ||
R3 | - 1,6614 | S3 | veränderlich | ||||
«4 | + 10,1010 | *>* | 0,0375 | !,691 | 54,80 | ||
Rs | + 1,1659 | D1 | 0,075 | 1,7174 | |||
R« | + 0,71014 | S4 | 0,075 | 26,98 | |||
R7 | X | Ds | 0,0375 | 1,691 | 64.44 | ||
K8 | asphärisch | S, | veränderlich | ||||
R9 | - 3,8536 | D9 | 0,0375 | 1,7618 | 70,29 | ||
R10 | - 1,2288 | Dw | 0,075 | 1,5097 | |||
Rn | + 0,4955 | S, | veränderlich | 50,81 | |||
Rn | + 1,1848 | Du | 0,0625 | 1,48503 | 26.98 | ||
A13 | + 2,1073 | D12 | 0,05 oder 0,7716 | ||||
R14 | + 0,8350 | S- | 0,0375 | 1,65695 | 26,98 | ||
R1S | - 2,0653 | D1, | 0,075 | 3,7618 | 57,59 | ||
Ru. | + 10,9880 | 0,7716 oder 0,05 | |||||
Rn | - 2,5082 | 0,0425 | 1,7618 | 64,44 | |||
RlH | 0,15 | 1,61334 | |||||
RlQ | 0.0025 | ||||||
0,0625 | 1,5097 | ||||||
Rn | Durchmesser | ||||||
1,25 | |||||||
1,205 | |||||||
0,578 | |||||||
0,522 | |||||||
0,514 | |||||||
0,518 | |||||||
0,528 | |||||||
0,522 | |||||||
0,522 | |||||||
0,518 | |||||||
0,512 | |||||||
0,517 | |||||||
0,748 | |||||||
0,751 | |||||||
0,749 | |||||||
0,747 |
Die asphärische Oberfläche R12 besitzt an ihrem
Scheitel einen Krümmungsradius von +1.8431 F0 und ist durch folgende Gleichung bestimmt:
χ = (1,8431 - /3,3970 - v1) - 0,01782 y4 + 0.2107 y"
+ 0.8772 .v8'- 1.8819 y"1.
Die Größen der veränderlichen Luftabsiände des vorderen Objektivgliedes sind:
F ^ F0
F= IF
F = Fm
0.0375
1,2736
1.8264
1,2736
1.8264
1,8264
1,2736
0,0375
1,2736
0,0375
0.4! 675
0.075 Γ
0.41675
0.41675
In diesen beiden Beispielen II und III sind die linearen Abmessungen wiederum in der Einheit Fn
angegeben, die dem kleinsten Wert der äquivalenten Brennweile F des Objektivs im unteren Änderungsbereich entspricht. Der größte Wert F1n in diesem
unteren Bereich ist 5F11. und die kleinsten und größten
Werte F,1, und F1), im oberen Bereich betragen 2 F11
bzw. 10 F0.
Das öffnungsverhältnis des Objektivs beträgt
/ 4.0 im unteren und / 8,0 im oberen Bereich.
Beide Beispiele II und III umfassen ein Halbwinkelfeld in der Größe zwischen 11,5 bei kleinster
Brennweite F0 und 2.5 bei größter Brennweite F111
im unteren Bereich und zwischen 5,75 bei kleinster Brennweite F,1, und 1.5 bei größter Brennweite F1J.
im oberen Bereich.
Die Irisblende liegt bei beiden Beispielen II und f>5
III in einem Abstand von 0.025 F0 vor der Oberfläche R1, und hai im Beispiel II einen Durchmesser
von 0.518 F11 und im Beispiel III vor 0.522 Fn.
Die hintere Schnitt weite betraut im Beispiel II 2.908 F11 und im Beispiel III 2,929 F0.
In diesen beiden Beispielen II und III ist das vordere Variosystem A über den ganzen Bewegungsbereich stark afokal und weist drei Glieder 21, 22 mit
23, 24 bzw. 31, 32 mit 33. 34 auf, von denen das vordere 21 bzw. 31 und hintere 24 bzw. 34 jeweils aus
einem sammelnden Verbundgiied besteht, während das mittiere Glied 22 mit 23 bzw. 32 mit 33 seinerseits
aus einem zerstreuenden Verbundglied 22 bzw. 32 besteht, an das sich eine einfache Linse 23 bzw. 33
anschließt.
Die Verschiebungen dieser Glieder 21 bis 24 bzw. 31 bis 34 werden für die Veränderung der Brennweite
mittels eines (nicht gezeichneten) Steuerelements in der Weise gesteuert, daß das zerstreuende mittlere
Glied 22 mit 23 bzw. 32 mit 33 während der Änderung von der kleinsten zur größten äquivalenten
Brennweite in einem Maße nach hinten verschoben wird, das in einem in linearem Verhältnis zur Bewegung
dieses Steuerelements steht: gleichzeitig werden das vordere Glied 21 bzw. 31 und hintere Glied 24
bzw. 34 durch dieses Steuerelement über eine einzige (nicht gezeichnete) Steuerkurve derart verschoben,
daß sie sich zunächst voneinander weg und dann wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbewegen. Die
Verschiebungen dieser Glieder 21 bis 24 bzw. 31 bis 34 erfolgen in solcher Weise, daß sie eine Änderung
der äquivalenten Brennweite 'des ganzen Objektivs bewirken, die annähernd einem logarithmischen
Gesetz folgt, so daß sich die Größe des dabei entworfenen Bildes in einem verhältnismäßig gleichmäßigen
bzw. stetigen Ausmaß entsprechend der Bewegung des (nicht gezeichneten) Steuerelements
für die Änderung der Brennweite ändert.
Bei dieser Beschreibung wurde angenommen, daß
die Lage des Aufnahmegegenstandes unverändert bleibt, ζ. B. unendlich ist. Eine Fokussierung bei
geringeren Entfernungen des Gegenstandes kann durch eine zusätzliche Vorwärtsverschiebung des
vorderen Gliedes 21 bzw. 31 des vorderen Variosystems A unter Steuerung durch ein Entfernungs-Einstellelement
unabhängig von der Bewegung durch das obenerwähnte Steuerelement erreicht werden,
z. B. indem das vordere Glied 21 bzw. 31 verstellbar in seiner Fassung angebracht wird. Wenn d0 der
Abstand des Aufnahmegegenstandes von der vorderen Knotenebene des vorderen Glieds 21 bzw. 31
ist, besteht die erforderliche weitere Einstellung des vorderen Glieds zum Fokussieren aus einer Vorwärtsverschiebung
dieses Glieds, deren Größe /i2/(^o ~fi) 'st>
wobei fx die äquivalente Brennweite des vorderen Glieds 21 bzw. 31 ist.
In den Beispielen betragen die äquivalenten Brennweiten Z1, f2 und f3 des vorderen bzw. mittleren
bzw. hinteren Glieds des vorderen Variosystems A + 3,704F0 bzw. -1,031 F0 bzw. +3,405 F0 bei Beispiel
II und +3,553 F0 bzw. -1,000 F0 und
+ 3,289 F0 bei Beispiel III.
Bei beiden Beispielen II und III besteht das hintere Variosystem B aus einem feststehenden vorderen
Glied 25 bzw. 35, einem einstellbaren mittleren Glied C bzw. C" und einem feststehenden hinteren
Glied 26 mit 27 bzw. 36 mit 37. Das vordere Glied besteht aus einer sammelnden einfachen Linse 25
bzw. 35 mit einer asphärischen vorderen Oberfläche und hat eine äquivalente Brennweite ff von
+2,557 F0 bei Beispiel II bzw. von +2,580 F0 beim
Beispiel III. Das verstellbare mittlere Glied C bzw. C besteht aus einem zerstreuenden Verbundglied C
bzw. C mit einer äquivalenten Brennweite fm von
-1,011 F0 bei Beispiel II bzw. -1,020 bei Beispiel
III. Das feststehende hintere Glied 26 mit 27 bzw. 36 mit 37 besteht aus einem sammelnden Verbundglied
26 bzw. 36, an das sich eine einfache sammelnde Linse 27 bzw. 37 anschließt, und hat
eine äquivalente Brennweite fr von +1,399 F0 bei
Beispiel II bzw. von +1,403 bei Beispiel III.
Das zerstreuende mittlere Glied C bzw. C ist zwischen zwei vorgegebenen Stellungen einstellbar,
von denen die eine dicht beim hinteren Glied 26 mit 27 bzw. 36 mit 37 und die andere dicht beim vorderen
Glied 25 bzw. 35 liegt. In diesen beiden Stellungen betragen die durch das mittlere Glied bei
C bzw. C" hervorgerufenen Vergrößerungen |/M bzw. 1/ ^M, wobei M das Verhältnis zwischen den
äquivalenten Brennweiten des Objektivs in den beiden Verstell- bzw. Änderungsbereichen ist. Da in
den beiden Beispielen II und III M = 2 ist, betragen diese Vergrößerungen 1,414 bzw. 0,707. Das mittlere
Glied besitzt in beiden Stellungen die gleichen Konjugierten, wobei der Abstand der vorderen Konjugierten
in der einen Stellung gleich dem Abstand der hinteren Konjugierten in der anderen Stellung ist.
Demgemäß betragen_die beiden Abstände der Konjugierten fm (1 + KM) bzw. fm (1 + ]/M')/ ]/M, d. h.
bei den Beispielen II bzw. III 2,414 fm bzw. 1,707 fm,
was den Werten 2,441 F0 bzw. 1,726 F0 bei Beispiel
II und 2,462F0 bzw. 1,741 F0 bei Beispiel III
entspricht. Der Abstand zwischen diesen beiden Stellungen ist gleich der Differenz zwischen den
Abständen der Konjugierten voneinander, d. h. 0,715 F0 bei Beispiel II bzw. 0,721 F0 bei Beispiel III.
Wie bereits erwähnt, ist es auf diese Weise möglich, zwei Änderungsbereiche für die äquivalente Brennweite
des Objektivs mit der gleichen Bildebene zu erzielen, ohne daß das vordere Glied 25 bzw. 35 und
hintere Glied 26 mit 27 bzw. 36 mit 37 des hinteren Variosystems B verschoben zu werden braucht.
Die äquivalente Brennweite FR des ganzen hin-.
teren Variosystems B beträgt +2,055 F0 im unteren
Änderungsbereich bzw. +4,110F0 im oberen Änderungsbereich
bei Beispiel II und +2,074 F0 im
ίο unteren Änderungsbereich bzw. +4,148 F0 im oberen
Änderungsbereich bei Beispiel III.
Da die Blenden- bzw. Öffnungszahl des Objektivs bei beiden Beispielen II und III im unteren Änderungsbereich
4,0 und im oberen Änderungsbereich 8,0 beträgt, ist das Produkt aus fm und der Öffnungszahl bei Beispiel II im unteren Bereich —4,044 F0
und im oberen Bereich —8,088 F0 und bei Beispiel III -4,080 F0 und 8,160 F0 in den beiden
Bereichen, d.h. —1,97 FR in beiden Beispielen für
beide Bereiche. Da ]/F0Fm in beiden Beispielen II
und III = 2,236 F0 ist, beträgt das genannte Produkt -1,81 ]/F0F„ für Beispiel II und -1,82 ]/F0Fm
für Beispiel III in beiden Bereichen.
Der Ausdruck hat bei beiden Beispielen II und III den Wert -0,41/F0, und die äquivalente
Brechkraft l/ff des vorderen Gliedes des
hinteren Variosystems B beträgt in beiden Fällen 0,39/F0.
Das zerstreuende mittlere Glied C bzw. C des hinteren Variosystems B ist im wesentlichen achromatisch
und besitzt eine sammelnde innere Berührungsfläche, wobei die Differenz der Abbeschen
j-Zahlen der diese Berührungsfläche begrenzenden
Gläser in beiden Fällen ungefähr 24 beträgt, während die Differenz der mittleren Brechungsindizes 0,105
ist.
Das sammelnde hintere Glied 26 mit 27 bzw. 36 mit 37 des hinteren Variosystems B ist im wesentliehen
achromatisch, und die innere Berührungsfläche des Verbundgliedes 26 bzw. 36 dieses zusammengesetzten
Gliedes 26 mit 27 bzw. 36 mit 37 ist zerstreuend mit einem Krümmungsradius von 0,59 fr
bei beiden Beispielen II und III. Die Brechungsindizes der Gläser der beiden Glieder 26 und 27 bzw.
36 und 37 dieses zusammengesetzten Gliedes unterscheiden sich um 0,15 und die Abbesche v-Zahlen
um 30,6 bei beiden Beispielen II und III.
Bei beiden Beispielen II und IH wird eine gute Korrektion der primären Aberrationen über den ganzen Verschiebungsbereich in den beiden Bereichen der Brennweitenänderung erzielt, wobei das Beispiel III bei geringeren Gegenstandsweiten gegenüber dem Beispiel II zu bevorzugen ist.
Bei beiden Beispielen II und IH wird eine gute Korrektion der primären Aberrationen über den ganzen Verschiebungsbereich in den beiden Bereichen der Brennweitenänderung erzielt, wobei das Beispiel III bei geringeren Gegenstandsweiten gegenüber dem Beispiel II zu bevorzugen ist.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines einstellbaren Gliedes wie C bzw. C" im hinteren Variosystem
B, durch die der übergang von einem Änderungsbereich der Brennweite auf den anderen
bewirkt wird, bringt zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen bezüglich der Änderungsbereiche einen
weiteren Vorteil mit sich, der darin besteht, daß die hintere Schnittweite erheblich größer ist als im Falle
des bei bekannten pankratischen Objektiven vorliegenden relativ kleineren Änderungsbereichs. Unter
gewissen Bedingungen wird hierdurch das Einsetzen eines Reflektors in den Strahlengang zwischen der
hinteren Oberfläche des Objektivs und der Bildebene ermöglicht. Dies ermöglich», die Bildebene in einer
909 533/188
günstigeren Lage anzuordnen, um z. B. die Gesamtgröße einer Kamera zu vermindern. So kann beispielsweise
die Bildebene auf der einen Seite eines Hauptobjektivs angeordnet werden, und bei Fernsehkameras
läßt sich auf diese Weise eine erhebliche Einsparung in der Gesamtgröße bzw. Baulänge erzielen,
wenn die Aufnahme-Kathodenstrahlenröhre, die für gewöhnlich selbst eine beträchtliche Länge
hat, längs des Objektivs, d. h. Seite an Seite mit diesem, angeordnet wird.
Es ist ersichtlich, daß die vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nur Beispiele
eines erfindungsgemäßen Objektivs sind und auf verschiedene Weise im Rahmen . der Patentansprüche
abgeändert werden können. So kann beispielsweise das vordere Variosystem auch auf
andere Weise ausgebildet werden, als bei den Beispielen beschrieben ist, in der Weise, daß seine Glieder
andere Relativbewegungen als die beschriebenen ausführen, um eine Änderung der äquivalenten Brennweite
in jedem der Änderungsbereiche zu bewirken. Auch könnte das vordere Variosystem A als Ganzes
auch sammelnd statt zerstreuend ausgebildet sein und das virtuelle Bild auch in einer konstanten Lage
hinter der vorderen Oberfläche des hinteren Variosystems B entwerfen. In diesem Fall kann das vordere
Glied des hinteren Variosystems geringere Brechkraft als angegeben aufweisen und z. B. nur aus
einer einzigen Linse bestehen oder sogar ganz in Fortfall kommen.
Claims (12)
1. Pankratisches Foto-Objektiv, gekennzeichnet
durch die Kombination eines vorderen Variosystems (A) zu einer optischen Einheit mit einem hinteren Variosystem (B), das
vor feststehenden sammelnden Gliedern ein divergentes Glied (C) aufweist, das in zwei Stellungen
(C, C) einstellbar ist, in denen es die gleichen Konjugierten besitzt und zwei Einstellbereiche
des vorderen Variosystems (A) m\t je einer unterschiedlichen
Vergrößerung (]/M bzw. 1/ ][M) des
Bildes in der feststehenden Bildebene liefert und zwischen denen das von dem vorderen Variosystem
entworfene virtuelle Bild in allen Ein-Stellungen ein- und dieselbe relative Lage gegenüber
dem hinteren Variosystem einnimmt (wobei mit M das Verhältnis der äquivalenten Brennweiten
des Objektivs in den beiden Einstellbereichen bezeichnet ist).
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Frontglied (11, 21, 31) des
vorderen Variosystems (A) zur Entfernungseinstellung verstellbar ist.
3. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Variosystem (B)
außer den hinteren, feststehenden sammelnden Gliedern (16, 17 bzw. 26, 27 bzw. 36, 37) und
dem davor angeordneten verstellbaren divergenten Glied (C) ein vorderes, feststehendes sammelndes
Glied (15 bzw. 25 bzw. 35) besitzt, dessen äquivalente Brechkraft zwischen 2/3 bis 3/2 des Betrages
des Ausdrucks
65 liegt (wobei /m die äquivalente Brennweite des
verstellbaren divergenten Gliedes (C), d der Abstand des von dem vorderen Variosystem (A)
entworfenen Bildes von dem vorderen Scheitel des vorderen sammelnden Gliedes (15 bzw. 25
bzw. 35) ist, und dieser Abstand (d) positiv gerechnet wird, wenn das Bild in Lichtrichtung vor
diesem Scheitel liegt, und negativ gerechnet wird, wenn das Bild hinter diesem Scheitel liegt, während
die äquivalente Brennweite bei Konvergenz positives und bei Divergenz negatives Vorzeichen
erhält).
4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Variosystem
(A) ein Bild vor dem hinteren Variosystem (B) entwirft und daß das vordere Glied
(15 bzw. 25 bzw. 35) des hinteren Variosystems sammelnd und als Verbundglied mit zerstreuender
innerer Berührungsfläche (R8) ausgebildet ist.
5. Objektiv nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Variosystem (A)
eine endliche äquivalente Brennweite besitzt und daß
d/R < fm ■ Öffnungszahl
< 4 djR,
wobei R das Verhältnis der äquivalenten Brennweite des vorderen Variosystems (A) zur äquivalenten
Brennweite des ganzen Objektivs ist und die Öffnungszahl die des ganzen Objektivs ist.
6. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Variosystem (A)
mindestens annähernd afokal ist und daß
-pR<fm· Öffnungszahl
< -4 Fx,
wobei FR die äquivalente Brennweite des hinteren
Variosystems (B) ist.
7. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Ausdrucks
fm · Öffnungszahl zwischen dem Ein- und dem Vierfachen des negativen Wertes der Quadratwurzel
aus dem Produkt des größten und des kleinsten Wertes des Änderungsbereiches der äquivalenten
Brennweite des ganzen Objektivs liegt.
8. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare
divergente Glied (C) des hinteren Varioteiles (B) ein Verbundglied und im wesentlichen achromatisch
ist und aus mindestens einer zerstreuenden und einer sammelnden Linse besteht, wobei
die Abbesche v-Zahl des Glases der oder jeder zerstreuenden Linse um mindestens 15 größer ist
als diejenige der oder jeder sammelnden Linse, daß die vordere Oberfläche (R10 bzw. R14) dieses
Verbundgliedes (C) nach vorn konkav ist, während die hintere Oberfläche (R12 bzw. R16) nach
vorn konvex ist, und daß die innere Berührungsfläche (A11 bzw. R15) dieses Verbundgliedes (C)
sammelnd ist.
9. Objektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Berührungsfläche (JR11
bzw. A15) des einstellbaren zerstreuenden Verbundgliedes
(C) einen Krümmungsradius aufweist, der zwischen V3 fm und 3/4 fm beträgt, und daß
die Differenz der mittleren Brechungsindizes der Gläser der Linse vor und hinter dieser inneren
Berührungsfläche zwischen 0,2 und 0,05 liegt.
10. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die hintere sam-
melnde Linsengruppe (16, 17 bzw. 26, 27 bzw. 36, 37) des hinteren Varioteiles (B) im wesentlichen
achromatisch ist und mindestens eine sammelnde Linse und mindestens eine zerstreuende
Linse aufweist, wobei die Abbesche v-2sAA des Glases der oder jeder sammelnden Linse um
mindestens 20 größer ist als diejenige des Glases der oder jeder zerstreuenden Linse.
11. Objektiv nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die sammelnde hintere Linsengruppe (16, 17 bzw. 26, 27 bzw. 36, 37) ein Glied
(16 bzw. 26 bzw. 36) mit nach vorn konvexer, zerstreuender innerer Berührungsfläche aufweist,
daß der Krümmungsradius dieser Berührungsfläche (Ii14 bzw. R18) zwischen V3 und 3/4 der
äquivalenten Brennweite dieser sammelnden hinteren Linsengruppe liegt und daß die Differenz
der mittleren Brechungsindizes der Gläser der dieser Berührungsfläche benachbarten Linsen
zwischen 0,25 und 0,05 liegt.
12. Objektiv nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die sammelnde hintere Linsengruppe (16,17 bzw. 26, 27 bzw. 36, 37) aus einem
Verbundglied (16 bzw. 26 bzw. 36) und einer hinter diesem angeordneten einfachen Linse (17
bzw. 27 bzw. 37) besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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GB3005459 | 1959-09-03 |
Publications (1)
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