DE3629438C2 - - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/08—Anamorphotic objectives
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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.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE3629438A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8174773B2 (en) | 2008-04-29 | 2012-05-08 | Carl Zeiss Ag | Anamorphotic imaging objective |
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-
1986
- 1986-08-29 DE DE19863629438 patent/DE3629438A1/de active Granted
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