DE1086911B

DE1086911B - Fotografisches Petzval-Objektiv

Info

Publication number: DE1086911B
Application number: DE1953P0010958
Authority: DE
Inventors: Arnold Werfeli
Original assignee: Paillard SA
Current assignee: Paillard SA
Priority date: 1953-11-04
Filing date: 1953-12-08
Publication date: 1960-08-11

Description

Fotografisches Petzval-Objektiv Die Erfindung betrifft ein fotografisches Objektiv der Petzvalschen Bauart.
Objektive dieses Typs bestehen aus zwei achromatischen, konvergierenden Gruppen von je zwei Linsen in einem Luftabstand, der zwischen 50 und 7511/o der Gesamtbrennweite liegt. Bei dem Originalobjektiv nach P e t z v a 1 waren die beiden Linsen, welche die vordere Gruppe bilden, miteinander verkittet, während die beiden Linsen der hinteren Gruppe durch einen Luftspalt getrennt waren. Die Einfachheit dieses Aufbaues und der sich ergebende niedrige Preis haben derartigen Objektiven umfangreiche Verwendung verschafft, insbesondere für die kinematografische Projektion.
Dessen ungeachtet weisen im allgemeinen die-bisher bekannten Petzval-Objektive eine Reihe von Nachteilen auf. So ist es z. B. nachteilig, daß -die bekannten Objektive eine im allgemeinen hohe Petzval-Summe haben, was zur Folge hat, daß die Bildfeldwölbung beachtlich ist, wenn man den Astigmatismus in kleinen Grenzen halten will. Besonders ungünstig ist aber, daß die bekannten Objektive dieser einfachen Bauart keine größere Öffnung als f=1,5 zulassen.
Man kennt zwar Objektive vom Petzval-Typ mit einer größeren Öffnung, z. B. f =1,25 und f =1,4, diese haben jedoch den Nachteil, daß für ihre Korrektion mehr als vier Linsen erforderlich und sie nur für Spezialaufgaben verwendbar sind. So sind z. B. für die Zwecke der Kinematografie von Röntgenschattenbildern derartige Objektive bekannt, die jedoch nur für einen ganz kleinen Wellenbereich des sichtbaren Lichtes korrigiert sind.
Ein Objektiv mit vier Linsen nach der Erfindung kann dagegen bei einer Öffnung von wenigstens f =1,4 sehr gut korrigiert sein, insbesondere was die sphärische Aberration und die Feldkrümmung betrifft.
Die Erfindung geht von einem fotografischen Objektiv des genannten Aufbaues aus, das also zwei achromatische, konvergierende Gruppen aufweist, deren jede aus zwei durch einen Luftspalt getrennten Linsen entgegengesetzter Brechkraft besteht, wobei die Zerstreuungslinsen bildseitig angeordnet sind.
Von den bekannten Objektiven dieser Art (vgl. zum Beispiel die britische Patentschrift 583 297) unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß der zweite Radius der ersten Linse der Vordergruppe im absoluten Wert mindestens 1,3mal größer als der erste Radius der ersten Linse und letztere größer als 80% der Gesamtbrennweite des Objektivs ist, während der zweite Radius der ersten Linse der hinteren Gruppe im absoluten Wert größer als der erste Radius der gleichen Linse ist, wobei die axiale Dicke der letzteren einen Wert zwischen 10 und 251/o des Wertes der Gesamtbrennweite des Objektivs aufweist und der Brechungsindex des Glases der zweiten Linse der hinteren Gruppe größer als 1,72, mindestens aber um 0,05 größer ist als der Index des Glases der ersten Linse der gleichen Gruppe.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Objektivs sowie einige seiner Merkmale. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt; Fig.2 zeigt die Kurven der sphärischen Aberrationen und der Abweichung von der Sinusbedingung; Fig.3 gibt die sagittale und tangentiale Bildfeldkrümmung wieder.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, besteht das Objekti" gemäß der Erfindung aus zwei achromatischen, konvergierenden Gruppen. Jede dieser Gruppen ist aus zwei Linsen zusammengesetzt. Die objektseitig liegende Gruppe wird als vordere Gruppe, die dem Film F zugekehrte als hintere Gruppe bezeichnet. Die Vordergruppe besteht aus den beiden Linsen L1 und L2, die durch einen Luftspalt 1, voneinander getrennt sind. Die axialen Dicken der Linsen sind d1 bzw. d2. Die Krümmungsradien der Linsenoberflächen sind mit R1, R2, R3 und R4 bezeichnet, von denen die Radien R1 und R4 positiv, die Radien R2 und R3 @dagegen negativ sind. Die hintere Gruppe ist im Abstand 12 von der vorderen Gruppe .angeordnet. Sie besteht aus den beiden Linsen L3 und L4, die wiederum von einem Luftspalt 1 3 voneinander getrennt sind und. die axialen Dicken d3 bzw, d4 aufweisen. Die Krümmungsradien der Linsenoberflächen sind mit R5, R6 bzw. R.r, R8 bezeichnet. Die nachstehende Tabelle gibt die numerischen Werte eines Objektivs gemäß der Erfindung für eine Gesamtbrennweite von f =100 mm und eine Öffnung f=1,4 wieder; RD bezeichnet den Brechungsindex für die Linie D des Spektrums und vD die Abbesche Zahl der benutzten Gläser.

L R (mm) d, l (mm) nD "D

LRi=-f-89,8

i d1=17,5 9t1=1,67741 v1=55,6

R2= -162,2

R3=-131,55 11=1,15

L2 9t2=1,68873 v2=31,2

84=-f-365,7 d2=10

R5=-1-57,85 l2=73,8

L3 9t3=1,67741 v3=55,6

R8=-70,3 d3=12,5

R7=-59,95 l3=1,75

L4 9t4=1,74174 v4=27,5

R8=oo d4=2,5

Wie man aus der Tabelle ersieht, sind die von der Erfindung gestellten Bedingungen erfüllt.

Durch eine einfache Rechnung kann man zeigen, daß die Petzval-Summe des Objektivs gemäß dem Ausführungsbeispiel erheblich kleiner ist als diejenige bekannter Objektive gleicher Art. Hierdurch wird es möglich, die mittlere Feldkrümmung und den Astigmatismus zu verringern und eine bessere Schärfe des Bildes bei gegebenem Feld zu erreichen.
In Fig. 3 stellen die Kurven C und D die tangentiale und sagittale Feldkrümmung dar. Man sieht, daß die mittlere Feldkrümmung 0,17% der Brennweite im gesamten Feld von ±8° nicht übersteigt. Andererseits bleibt der Astigmatismus unter 0,65% von f.
Aber auch die sphärische Aberration ist bemerkenswert korrigiert. In Fig. 2 stellen die Kurven A und B die sphärische Aberration und die Abweichung von der Sinusbedingung dar. Man sieht, daß für eine Relativöffnung des Objektivs von f=1,4 die zonale sphärische Aberration nicht mehr als 0,1% der Brennweite ausmacht.
Naturgemäß kann das in der Zeichnung beispielhaft dargestellte Objektiv auch abgewandelt werden, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann man z. B. die hintere Gruppe des Objektivs durch eine andere Gruppe ersetzen, deren Linsen die folgenden Merkmale aufweisen:

L R (mm) d, Z (mm) nD vD

l2=67

La 85=-f-61,75 9t3=1,67741 v3=55,6

d3=20

R8=-67,9 l3=2

R7=-56,8 d4=4,3 9t4=1,74174 v4=27,5

L4 R8=oo

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Fotografisches Petzval-Objektiv aus zwei achromatischen, konvergierenden Gruppen, deren jede aus zwei durch einen Luftspalt getrennten Linsen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Radius (R2) der ersten Linse (L1) der Vordergruppe (L1, L2) im absoluten Wert mindestens 1,3mal größer als der erste Radius (R1) der ersten Linse (L1) ist, wobei der letztere (R1) größer als 80°/o der Gesamtbrennweite (f) des Objektivs ist, während der zweite Radius (R6) der ersten Linse (La) der hinteren Gruppe (L3, L4) im absoluten Wert größer .als der erste Radius (R5) der gleichen Linse (La) ist, wobei die axiale Dicke (da) der letzteren (La) einen Wert zwischen 10 und 25% des Wertes der Gesamtbrennweite (f) des Objektivs aufweist und der Brechungsindex (na) ,des Glases der zweiten Linse (La) .der hinteren Gruppe (La, I_4) größer als 1,72 ist, mindestens aber um 0,05 größer ist als der Index (9z4) `des Glases der ersten Linse (L4) der gleichen Gruppe (L3, L4).
2. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 1 mit folgenden auf die Brennweite f=100 bezogenen Daten L R (mm) d, l (mm) nD "D 8I=-1-89,8 di=17,59t1=1,67741v1=55,6 Ll R2=-162,2 R3=-131,55 11=1,15 L., ` R4=-1-365,7 d2=10 9t2=1,68873 v2=31,2 R5=-1-57,85 12=73,8 L3 R8=-70,3 d3=12,59t3=1,67741va=55,6 R7= -59,95 13=1,75 L4 R8=co d4=2,5 9t4=1,74174V4=27,5

Hierin bedeuten dl, d2, d3 und d4 die axialen Dicken der Linsen und 1i, 12 und 1.3 die axialen Abstände der Linsen.
3. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 1 mit folgenden auf die Brennweite f=100 bezogenen Daten L R (mm) d, l (mm) nD R1= -I-89,8 L1 R2=-162,2 d1 =17,59 1 =1,67741 v1=55,6 R3=-131,55 11=1,15 L2 d2=10 9z2=1,68873 v2=31,2 R4=-1-365,7 Z2=67 R5= + 61,7S La da=20 9z3=1,67741 v3=55,6 R0=-67,9 1a=2 R7= -56,8 L4 d4=4,3 924=1,74174v4=27,5 R8=oa

Hierin bedeuten dl, d2, d3 und d4 die axialen Dicken der Linsen und 1i, 1, und l3 die axialen Abstände der Linsen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 535 883, 552 789; britische Patentschrift Nr. 583 297.