DE1086911B

DE1086911B - Petzval photographic lens

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.Photographic Petzval Lens The invention relates to a photographic lens Lens of the Petzval type.

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.Lenses of this type consist of two achromatic, converging ones Groups of two lenses each at an air gap of between 50 and 7511 / o Total focal length. In the original P e t z v a 1 lens, the two were Lenses that make up the front group are cemented together, while the two Lenses of the rear group were separated by an air gap. The simplicity this construction and the resulting low price have such lenses widespread use, especially for cinematographic projection.

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.Regardless of this, the previously known Petzval lenses generally have has a number of disadvantages. So it is z. B. disadvantageous that -the known lenses have a generally high Petzval sum, with the result that the field curvature is noteworthy if you want to keep the astigmatism within small limits. Particularly However, it is disadvantageous that the known lenses of this simple design are not larger Allow opening as f = 1.5.

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.Although one knows lenses of the Petzval type with a larger opening, z. B. f = 1.25 and f = 1.4, but these have the disadvantage that for their correction more than four lenses are required and they can only be used for special tasks. So are z. B. for the purposes of the cinematography of X-ray silhouettes such Lenses known, but only for a very small wave range of the visible Light are corrected.

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.An objective with four lenses according to the invention, however, can be at one Aperture of at least f = 1.4 can be corrected very well, especially what is spherical Aberration and the curvature of field.

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.The invention proceeds from a photographic lens of the above Structure, which thus has two achromatic, converging groups, their each of two lenses of opposite refractive power separated by an air gap consists, wherein the diverging lenses are arranged on the image side.

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.Of the well-known lenses of this type (see for example the British Patent specification 583 297), the subject matter of the invention differs in that the second radius of the first lens of the front group in absolute value at least 1.3 times larger than the first radius of the first lens and the latter greater than 80% is the total focal length of the lens, while the second radius is the first lens of the rear group larger in absolute value than the first radius of the same lens the axial thickness of the latter having a value between 10 and 251 / o of the value the total focal length of the lens and the refractive index of the glass second lens of the rear group larger than 1.72, but at least 0.05 larger is than the index of the glass of the first lens of the same group.

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.The drawing schematically illustrates an embodiment of the lens according to the invention and some of its features. In Fig. 1 is a Embodiment of the subject invention shown; Fig.2 shows the curves the spherical aberrations and the deviation from the sine condition; Fig.3 gives the sagittal and tangential field curvature again.

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.As can be seen from FIG. 1, the object according to the invention consists of two achromatic, converging groups. Each of these groups is composed of two lenses. The front group consists of the two lenses L1 and L2, which are separated from one another by an air gap 1. The axial thicknesses of the lenses are d1 and d2, respectively radii R1 and R4 are positive, the radii R2 and R3 @dagegen are negative. the rear group is .angeordnet at a distance 12 from the front group. It consists of two lenses L3 and L4, which in turn are separated by an air gap from one another 1 3 The following table gives the numerical values of an objective according to FIG of the invention for a total focal length of f = 100 mm and an opening f = 1.4 again; RD denotes the refractive index for line D of the spectrum and vD the Abbe number of glasses used. 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 1 1 = 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 As can be seen from the table, the conditions set by the invention are met.

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.A simple calculation can be used to show that the Petzval sum of the lens according to the embodiment is considerably smaller than that known lenses of the same type. This makes it possible to determine the mean field curvature and to reduce astigmatism and better sharpness of the image for a given Reach field.

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.In Fig. 3, curves C and D represent the tangential and sagittal It can be seen that the mean curvature of field is 0.17% of the focal length does not exceed within the entire field of ± 8 °. On the other hand, the astigmatism remains below 0.65% of 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.But the spherical aberration has also been remarkably corrected. In FIG. 2, curves A and B represent the spherical aberration and the deviation from the sine condition. It can be seen that for a relative aperture of the objective of f = 1.4 the zonal spherical aberration does not amount to more than 0.1% of the focal length .

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 Naturally, the objective shown by way of example in the drawing can also be modified without thereby departing from the scope of the invention. So you can z. B. Replace the rear group of the lens with another group whose lenses have the following characteristics: 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

PATENT CLAIMS: 1. Photographic Petzval lens consisting of two achromatic, converging groups, each of which consists of two lenses separated by an air gap, characterized in that the second radius (R2) of the first lens (L1) of the front group (L1, L2) in the absolute value is at least 1.3 times larger than the first radius (R1) of the first lens (L1), the latter (R1) being greater than 80 ° / o of the total focal length (f) of the lens, while the second radius (R6) of the first lens (La) of the rear group (L3, L4) is greater in absolute value than the first radius (R5) of the same lens (La) , the axial thickness (da) of the latter (La) having a value between 10 and 25% of the value of the total focal length (f) of the lens and the refractive index (na) of the glass of the second lens (La). of the rear group (La, I_4) is greater than 1.72, but at least by 0.05 is greater than the index (9z4) `of the glass of the first lens (L4) of the same group (L3, L4).

2. A photographic lens according to claim 1 with the following data related to the focal length f = 100 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 1 1 = 1.15 L., `R4 = -1-365.7 d2 = 10 9t2 = 1.68873 v2 = 31.2 R5 = -1-57.85 1 2 = 73.8 L3 R8 = -70.3 d3 = 12.59t3 = 1.67741va = 55.6 R7 = -59.95 1 3 = 1.75 L4 R8 = co d4 = 2.5 9t4 = 1.74174V4 = 27.5

Here dl, d2, d3 and d4 denote the axial thicknesses of the lenses and 1i, 12 and 1.3 denote the axial distances between the lenses.

3. A photographic lens according to claim 1 with the following data related to the focal length f = 100 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

Here, dl, d2, d3 and d4 denote the axial thicknesses of the lenses and 1i, 1, and l3 denote the axial distances between the lenses. Considered publications: German Patent Nos. 535 883, 552 789; British Patent No. 583 297.