DE3629438C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen anamorphotischen Vorsatz nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Verwendung eines anamorphotischen Vorsatzes zu einem Grundobjektiv ist das Fokussieren schwierig. Wenn der Vorsatz in der üblichen Weise in einer axialen Schnittebene frei von Brechkraft ist, kann zuerst das Grundobjektiv und danach der Vorsatz fokussiert werden. Die Erfassung des optimalen Fokussierzustandes durch Beobachtung ist schwierig. Es ist deshalb bekannt, die Fokussierungen des Grundobjektivs und des Vorsatzes über eine Steuer­ kurve miteinander zu koppeln. Dabei ist es jedoch schwierig, eine ausreichende Genauigkeit der Steuerkurve in der Fertigung sicherzustellen und über lange Gebrauchszeiten unverändert zu erhalten. Außerdem werden durch die Einschaltung eines derartigen Vorsatzes die Abbildungsfehler vergrößert. Dies gilt besonders für die Bildfeldwölbung, die sich verstärkt.

Bei einem bekannten anamorphotischen Vorsatz ist zum Fokussieren des Vorsatzes ein Abschnitt vorgesehen, der den gleichen Fokussierhub wie das Grundobjektiv hat, so daß statt der Steuerkurve einfach eine feste Verbindung vorgesehen werden kann (DE-OS 34 36 913). Dabei muß jedoch eine noch stärkere Vergröße­ rung der Bildfeldwölbung in Kauf genommen werden.

Es ist möglich, die Bildfeldwölbung dadurch klein zu halten, daß man die anamorphotische Verzerrung auf zwei zueinander senkrech­ te Axialschnitte aufteilt. Die dadurch erzielbare Verbesserung ist jedoch nur mäßig, weil die Grundbrennweite zwar in der einen Richtung verkleinert, aber in der anderen Richtung vergrößert wird. Außerdem sind dabei grundsätzlich sogar zwei Steuerkurven erforderlich. Zwar ist es möglich, durch geschicktes Zusammen­ fassen von zylindrischen und sphärischen Flächen mit einer einzigen Steuerkurve auszukommen, doch muß dafür die Anzahl der verwendeten zylindrischen Flächen vergrößert werden, so daß Kosten und Gewicht in unerwünschter Weise erhöht werden. Außerdem bleiben auch bei Verwendung von nur einer Steuerkurve die beschriebenen grundsätzlichen Nachteile einer Steuerkurve voll bestehen.

Aus der CH-PS 3 50 813 ist ein anamorphotischer Vorsatz bekannt, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, wobei jedoch der Vorsatz relativ zum Objektiv fixiert ist und bei welchem die vordere, rotationssymmetrische, zerstreuende Linsengruppe, die aus einer Einzellinse besteht, axial zum übrigen System verschiebbar ist.

Bei diesem bekannten anamorphotischen Vorsatz ist die hinter der rotationssymmetrischen, vorderen, zerstreuenden Linsengruppe angeordnete Linsengruppe ebenfalls eine zerstreuende Linsengrup­ pe, während die dahinter objektivseitig angeordnete Linsengruppe eine Sammellinse ist. Durch die Ausbildung der beiden Linsen­ gruppen des Anamorphisierteiles als Einzellinsen lassen sich Linsenfehler nur schwer korrigieren. Außerdem muß die vordere Linse sowohl eine sphärische als auch eine zylindrische Fläche aufweisen, damit ihre Wirkung in einer Axialebene durch eine Vorsatzlinse kompensiert wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen anamorphotischen Vorsatz zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine bequeme Fokussierung des Gesamtobjektivs bei einer weiter verbesserten Abbildungsqualität ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen anamorphotischen Vorsatz durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im Vergleich zu dem bekannten anamorphotischen Vorsatz wird ein Teil der sphärischen Brechwirkung schon durch die bildseitig angeordnete, rotationssymmetrische positive Linsengruppe und nicht ausschließlich durch die vordere rotationssymmetrische zerstreuende Linsengruppe erzielt. Außerdem ist der erfindungsgemäße Vorsatz im Gegensatz zum bekannten Fall gerade in der Axialebene insgesamt optisch wirkungslos, in welcher die zylindrischen Linsen an sich die anamorphotische Wirkung erzeugen, wobei diese Wirkung jedoch gerade durch die zusätzlichen sphärischen Linsen des Vorsatzes kompensiert wird. In der Ebene senkrecht dazu ist die Winkelver­ größerung allein aufgrund der Wirkung der sphärischen Linsen größer als 1, die zylindrischen Linsen sind in dieser Ebene wirkungslos. Dagegen ist bei dem bekannten Vorsatz die Winkel­ vergrößerung dann größer als 1, wenn die zylindrischen Linsen­ flächen wirksam sind, während in der dazu senkrechten Ebene der Vorsatz insgesamt dann wirkungslos ist, wenn auch die zylindri­ schen Flächen wirkungslos sind.

Bei dem erfindungsgemäßen anamorphotischen Vorsatz sind zwei sphärische Linsengruppen (im folgenden auch als "Ab­ schnitte" bezeichnet) vorgesehen, die durch zwei Zylinderlinsengruppen (im folgenden auch als "zylindrische Abschnitte" bezeichnet) voneinander getrennt sind. Es sind dadurch ein vorderes und ein hinteres Paar aus jeweils einem sphärischen und einem zylindrischen Abschnitt geschaffen, die so ausgelegt sind, daß in jedem Paar in der Axialebene, in der die zylindrischen Abschnitte wirksam sind, eine Kompensation der Brechkräfte vorliegt. Außerdem ist der sammelnde zylindrische Abschnitt dingseitig und der zer­ streuende zylindrische Abschnitt objektivseitig angeordnet. Diese Maßnahmen haben zur Folge, daß der erfindungsgemäße ana­ morphotische Vorsatz im wesentlichen mit einer Brennweitenver­ kleinerung arbeitet und grundsätzlich aus zwei Teilsystemen besteht, die in dem Axialschnitt, in dem die Winkelvergrößerung im wesentlichen 1 ist, afokal sind, und die zusammen in dem dazu senkrechten Axialschnitt ebenfalls afokal sind, wobei die Winkelvergrößerung dem gewünschten anamorphotischen Faktor entspricht. In beiden Fällen, sowohl bei wirksamen als auch bei unwirksamen zylindrischen Abschnitten ist deshalb eine gute Korrektion der Abbildungsfehler, insbesondere auch der Bild­ feldwölbung, leichter möglich. Bei unwirksamen zylindrischen Abschnitten wirkt das Gesamtobjektiv als Weitwinkelobjektiv, so daß die bei Weitwinkelobjektiven bekannten Maßnahmen angewandt werden können, auch dies trägt dazu bei, daß eine gute Korrektion der Abbildungsfehler leicht möglich ist.

Oft ist es vorteilhaft, den erfindungsgemäßen anamorphotischen Vorsatz mit dem auf Unendlich gestellten Grundobjektiv fest zu einem Gesamtobjektiv zusammenzubauen. Dadurch erhält man ein anamorphotisches Gesamtobjektiv mit den beschriebenen Vorzügen.

Vielfach ist es erwünscht, das Grundobjektiv wahlweise auch allein verwenden zu können. Dies wird in Ausgestaltung der Er­ findung dadurch ermöglicht, daß der Vorsatz lösbare Verbindungs­ mittel, z. B. ein Gewinde, zum Verbinden mit dem Grundobjektiv aufweist.

Soweit in dieser Beschreibung Linsen oder Linsen-Baugruppen (Abschnitte) angesprochen sind, versteht es sich, daß zur Konstruktion eines praktisch brauchbaren Objektivs die üblichen Korrektionen nach den bekannten Grundsätzen anzuwenden sind, um die Abbildungsfehler klein zu halten. Um die Beschreibung nicht unnötig zu komplizieren, sind derartige an sich bekannte Maßnahmen nicht beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung ist eine Prinzipskizze nach Art eines Axialschnitts und zeigt einen erfindungsgemäßen Vorsatz, bei dem die zylindrischen Abschnitte beide in der dargestellten Axialebene wirksam sind und der Anamorphosierteil als axial verstellbarer Fokussierteil ausgebildet ist.

Die Figur zeigt eine Kamera 1 mit einem Gehäuse 3 und einem Grundobjektiv 5, das in eine Bildfläche 7 abbildet. Ein anamorphotischer Vorsatz 9 ist in einem Rohr 11 einge­ baut, das in einer Gewindeverbindung 13 mit dem Gehäuse 3 lösbar verbunden ist.

Der Vorsatz 9 ist für ein auf Unendlich gestelltes Grundobjektiv 5 ausgelegt und enthält einen vor dem Grundobjektiv 5 angeordneten axialsymmetrischen, d. h. im allgemeinen sphärischen, Vorderabschnitt 15 und einen Anamorphosierteil 17, der zwischen dem Vorderabschnitt 15 und dem Grundobjektiv 5 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Anamorphosierteil 17 als axial verstellbarer Fokussierteil. Dementsprechend ist der Vorderabschnitt 15 mit festem Abstand vor dem Grundobjektiv 5 angeordnet, und der Anamorphosier­ teil 17 ist in einem axial verschiebbaren Innenrohr 19 angeordnet, das einen durch einen Schlitz 21 des äußeren Rohres 11 ragenden Handgriff 23 aufweist. Es versteht sich, daß in der Praxis andere Arten der axialen Verstell­ barkeit, insbesondere eine Schneckengang-Führung, verwendet werden können.

Der Anamorphosierteil 17 enthält einen sammelnden axial­ symmetrischen, d. h. im allgemeinen sphärischen, Hinter­ abschnitt 25 und hat einen solchen axialen Verstellbereich, daß der dingseitige Brennpunkt F ₂₅ des Hinterabschnitts 25 in einem gewünschten Bereich 27 von virtuellen axialen Bildorten des Vorderabschnitts 15 verstellbar ist. In der Figur ist außerdem der virtuelle vordere Brennpunkt F ₁₅ des Vorderabschnitts 15 gezeigt.

Der Anamorphosierteil 17 enthält ferner zwischen dem Vorderabschnitt 15 und dem Hinterabschnitt 25 einen dem Vorderabschnitt 15 zugeordneten sammelnden zylindrischen Abschnitt 29 und einen dem Hinterabschnitt 25 zugeordneten zerstreuenden zylindrischen Abschnitt 31. Diese zylindrischen Abschnitte 29, 31 kompensieren in der dargestellten Axialebene die Brechkräfte der zugeordneten axialsymmetrischen Abschnitte 15 bzw. 25. Die dingseitigen Brennpunkte der zylindrischen Abschnitte 29 und 31 fallen mit dem dingseitigen Brennpunkt F ₂₅ des sphärischen Hinterabschnitts zusammen. Die Winkelvergrößerung des Vorsatzes beträgt im wesentlichen 1 in der dargestellten Axialebene und ist größer als 1 (bei dem dargestellten Beispiel etwa 2) in der dazu senkrechten Axialebene.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die einander zugeordneten sphärischen und zylindrischen Abschnitte in der dargestellten Axialebene, in der der betreffende zylindrische Abschnitt wirksam ist, mit im wesentlichen gleichen Brechkräften und (am Vorderabschnitt 15 bei Fokussierung auf Unendlich) zusammenfallenden Hauptebenen ausgebildet und angeordnet. Dadurch ist eine vollständige Kompensation der Brechkraft des jeweiligen zylindrischen Abschnitts bei guter Korrektion möglich. Es hat sich gezeigt, daß es wegen dieser guten Vor­ aussetzungen für die Korrektion der Abbildungsfehler normalerweise sogar möglich ist, die zylindrischen Abschnitte 29 und 31 wie dargestellt als Einzellinsen mit einander zugewandten Planflächen auszuführen. Das ist bezüglich Herstellbarkeit und Gewicht sehr vorteil­ haft.

In der Figur ist dargestellt, daß bei der gezeigten, von Unendlich abweichenden Fokussierung die hintere Hauptebene H′₁₅ des Vorderabschnitts 15 und die vordere Hauptebene H ₂₉ des zylindrischen Abschnitts 29 um den Fokussierhub auseinanderliegen.

Man erkennt ohne weiteres, daß statt des Anamorphosierteils 17 der Vorderabschnitt 15 als axial verstellbarer Fokussier­ teil ausgebildet sein kann. Diese Ausführungsform ist nicht dargestellt.

Claims (5)

1. Anamorphotischer Vorsatz (9) für ein auf einen fest vorgegebenen Dingabstand eingestelltes Grundobjektiv (5),

• 1. mit einem einzigen axial verstellbaren Fokussierteil zum Scharfeinstellen des aus dem Vorsatz (9) und dem Grundobjektiv (5) gebildeten Gesamtobjektivs,
• 2. wobei der Vorsatz (9) eine vordere, rotationssymmetri­ sche, zerstreuende Linsengruppe (15) aufweist,
• 3. hinter der ein die anamorphotische Verzerrung bewirken­ der Anamorphisierteil (17) angeordnet ist,
  • 3.1 der, hinter der vorderen, rotationssymmetrischen, zerstreuenden Linsengruppe (15), eine Linsengruppe (29) mit mindestens einer Zylinderfläche
  • 3.2 und in größerem Luftabstand hinter dieser Linsengruppe (29) eine Zylinderlinsengruppe (31) aufweist,
• 4. wobei von den Bestandteilen vordere, axialsymmetrische, zerstreuende Linsengruppe (15) und Anamorphisierteil (17) der eine zur Scharfeinstellung axial verstellbar ist und der andere ortsfest zum Grundobjektiv (5) angeordnet ist,
• 5. wobei in einer Axialebene, in der der Vorsatz (9) im wesentlichen optisch wirkungslos ist, und die Winkel­ vergrößerung des Vorsatzes im wesentlichen 1 beträgt, die Brechkraft der vorderen, axialsymmetrischen Linsengruppe (15) und die Brechkraft der hinter dieser Linsengruppe (15) angeordneten Linsengruppe (29) mit mindestens einer zylindrischen Fläche sich im wesentli­ chen kompensieren
• 6. und wobei in der zur genannten Axialebene senkrechten Ebene die Winkelvergrößerung des Vorsatzes wesentlich größer als 1 ist und dem gewünschten anamorphotischen Faktor entspricht,

dadurch gekennzeichnet,

• 7. daß die hinter der rotationssymmetrischen, vorderen, zerstreuenden Linsengruppe (15) angeordnete Linsengrup­ pe (29) mit mindestens einer Zylinderfläche eine sammelnde Zylinderlinsengruppe ist,
• 8. daß die hinter dieser Linsengruppe (29) angeordnete Zylinderlinsengruppe (31) zerstreuend ist,
• 9. daß der Anamorphisierteil (17) hinter der zerstreuenden Zylinderlinsengruppe (31) eine rotationssymmetrische positive Linsengruppe (25) aufweist
• 10. und daß die dingsseitigen Brennpunkte der rotationssym­ metrischen positiven Linsengruppe (25) und der Zylin­ derlinsengruppen (29, 31) zusammenfallen.

2. Anamorphotischer Vorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zylinderlinsengruppen (29, 31) als Einzellinsen mit einander zugewandten Planflächen ausgebil­ det sind.

3. Anamorphotischer Vorsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zu dem Grundobjektiv (5) so gewählt ist, daß bei einem häufig erwarteten Dingabstand die beste Abbildungsqualität erzielt wird.

4. Anamorphotischer Vorsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit dem auf Unendlich gestellten Grundobjektiv (5) zu einem Gesamtob­ jektiv zusammengebaut ist.