DE1011163B - Afokales Vorsatzsystem mit veraenderlicher Vergroesserung - Google Patents

Description

• Afokales Vorsatzsystem mit veränderlicher Vergrößerung Die-Erfindung bezieht sich auf afokale Vorsatzsysteme mit veränderlicher Vergrößerung, die mit einem normalen Objektiv-- fester Brennweite zur kinematografischen oder Fernsehaufnahme oder auch zur Wiedergabe benutzt werden sollen, und betrifft eine wesentliche Verbesserung im optischen Aufbau solcher Systeme, die es erlaubt, das bestrichene Bereich der Vergrößerungen besonders weit zu bemessen, ohne daß die Bildgüte leidet.
• Im einzelnen bezieht sich die Verbesserung auf diejenige Bauart derartiger Vorsätze, bei der zwischen zwei in größerem Abstand angeordneten Sammelgliedern ein zerstreuendes Glied längs der optischen Achse verschoben werden kann. Um für das gesamte ausgedehnte Bereich einstellbarer Vergrößerungen einwandfreie Bildschärfe und vor allem den afokalen Zustand sicherzustellen, muß bekanntlich auch eines der sammelnden Glieder verschoben werden, wobei dessen Bewegung, bezogen auf das gesamteVergrößerungsbereich, mindestens theoretisch einen Umkehrpunkt enthält. Das andere Sammelglied, zweckmäßig das dem Objektiv benachbarte, bleibt fest stehen.
• Solche Vorsatzsysteme aus drei einfachen Linsen sind bekannt; auch wurden Objektive mit veränderlicher Brennweite vorgeschlagen, die aus einem derartigen afokalen Vorsatz und einem nachgeschalteten fotografischen Objektiv einer der üblichen Bauarten bestehen. Bei diesen Systemen ist das Bereich der einstellbarenVergrößerungen oder Brennweiten auf das Verhältnis 1:5, gelegentlich 1:4 oder gar 1:3 beschränkt. Die vorliegende Erfindung gibt die Mittel an, um ein noch weiter gestecktes Verhältnis der Vergrößerungen erreichen zu können, weil eine einwandfreie, stabile Korrektion der Bildfehler durch die Erfindung aufgezeigt wird.
• Das dem Gegenstand zugekehrte Sammelglied ist in bekannter Weise aus zwei Komponenten aufgebaut, von denen eine, etwa die außenstehende, eine einfache Linse und die andere, innere verkittet ist. Weiterhin besteht das eingeschlossene zerstreuende Glied aus zwei Komponenten, die beide aus je zwei Linsen verkittet sind. Das dem Objektiv benachbarte Sammelglied besteht nur aus zwei verkitteten Linsen, deren Gesamtbrennweite gemäß der Erfindung etwa gleich dem doppelten Größtwert des vorangehenden Luftraumes ist. Dadurch ist im wesentlichen das Vergrößerungsbereich des Systems in die Grenzen 0,5 bis 3,5 gelegt, die bei der praktischen Verwendung mit Aufnahmeobjektiven der üblichen Normalbrennweite eine gute Weitwinkelwirkung einerseits, eine erhebliche Telewirkung andrerseits zulassen.
• Es bedeutet nun einen wesentlichen Teil der Erfindung, daß sämtliche Kittflächen aller Glieder ihre erhabene Seite dem nachgeschalteten Objektiv zukehren: denn nur auf diese Weise ist es möglich, diese Kittflächen möglichst flach zu halten und damit die durch eia varnrsa@hten Erfindungsgemäß nehmen hierbei die Radien aller Kittflächen in Richtung von außen nach dem nachgeschalteten Objektiv zu stetig ab.
• Weiterhin gehört es zur Erfindung, daß der Radius der Kittflächen in jeder Komponente der bewegten Glieder zwar absolut genommen kleiner ist als derjenige der an Luft grenzenden Fläche der Flintlinse der jeweils betrachteten Komponente, daß er aber um mindestens 300 'o größer ist als derjenige der an Luft grenzenden Fläche der damit verkitteten Kronlinse. Diese Kittflächen vergleichsweise schwacher Krümmung sind nicht nur für die Korrektion der Bildfehler vorteilhaft, sondern auch für eine wirtschaftliche Herstellung des Systems.
• Um den Kittflächen trotz ihrer langen Radien die erforderliche Korrektionswirkung zu erteilen, ist es notwendig, daß die Differenz der Brechzahlen der an ihnen vereinigten Gläser bei den bewegten Gliedern, nämlich dem ersten sammelnden und dem streuenden, mindestens 0,1, besser 0,15 bis 0,20 beträgt, während der Brechzahlsprung an der Kittfläche des feststehenden, dem Objektiv benachbarten Sammelgliedes praktisch Null ist, diese Kittfläche also nur chromatische Wirkung hat, Im Rahmen der Erfindung liegt es weiter, wenn das Verhältnis der Ny-Zahlen der an der Kittfläche benachbarten Gläser des ersten sammelnden und des zerstreuenden Gliedes mindestens den Wert Zwei aufweist.
• Für die Komakorrektion ist es erforderlich, die außenstehende Komponente des bewegten Sammelgliedes als plankonvexe oder unsymmetrische Bikonvexlinse zu gestalten, während die innere Komponente meniskenförmig ist. Die Komponenten des negativen Gliedes sind bevorzugt plankonkav; es stellt ein Kennzeichen der Erfindung dar, daß die dem Objektiv zugewandten Flächen der bewegten Glieder eine von negativen oder kleinen positiven Werten aus zunehmende Krümmung aufweisen. In der Fig. 1 ist ein Beispiel gemäß der Erfindung wiedergegeben, das beim gemeinsamen Verschieben der beiden Komponenten des zerstreuenden Innengliedes und bei entsprechender, einen Umkehrpunkt zeigender Bewegung des ersten sammelnden. Gliedes eine Variation der Lateralvergrößerung zwischen den Werten 0,58 und 3,26 erlaubt, also das 5,6fache Vergrößerungsbereich überstreicht. Werden die Maßzahlen der Radien, Dicken und Abstände in Millimeter verstanden, dann eignet sich das Vorsatzsystem für ein Schmalfilmobjektiv der Brennweite 12,5 bis 15 mm mit einem Öffnungsverhältnis 1:2 bis 1:1,5. Die Daten des Systems sind folgende:

  dl = 8,6 y1 = + 64,3

  1,51821/65,2

  h - 0,1 y2 = - 770

  d2 - 10,7 y3 = -I- 64,3 1,62041/60,3

  d3 = 1,5 y4 = - 99'2 1,80518/25,5

  1, = 34,1 bis 1,0 y, = + 269,6

  d4 = 3,0 y6 x 1,80518/25,5

  d5 = 1,0 y7 = - 50,07 1,62041/60,3

  y3 = + 20,1

  13 = 4,0

  d5 = 3,0 y9 C` 1,80518/25,5

  d7 = 1,0 y10 = - 25,02 1,62041/60,3

  14 = 1,99 bis 18,47 y11 = + 11,2

  d3 = 4,0 y12 = + 29,93 1,62041/60,3

  d9 = 1,0 y13 13'09- 1,62096/36,0

  r14 = - 89,68

  Aus der Kurvendarstellung der Fig. 2 gehen die bei den Systemen dieser Bauart an sich bekannten Zusammenhänge zwischen der Bewegung des negativen Mittelgliedes, der zusätzlichen Bewegung des ersten sammelnden Gliedes und dem erreichten Vergrößerungsmaßstab hervor; abhängig vom ersten veränderlichen Luftraum 1, wurden der Luftraum 1" die Summe 1, + 1, und die Fernrohrvergrößerung ß' aufgetragen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Afokales Vorsatzsystem mit variabler Vergrößerung, das einem Aufnahme- oder Wiedergabeobjektiv auf der Seite seiner längeren Schnittweite zugeordnet wird und das zwei sammelnde Glieder aufweist, die ein zur Änderung der Vergrößerung axial verschiebbares, zerstreuendesGlied einschließen, wobei das vom zugeordneten Objektiv abgewandte Sammelglied eine zusätzliche, einen Umkehrpunkt aufweisende Bewegung zwecks Aufrechterhaltung des afokalen Zustandes ausführt, und wobei beide bewegten Glieder aus je zwei Komponenten bestehen, von denen mindestens j e eine verkittet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite des Sammelgliedes, das dem nachgeschalteten Objektiv benachbart ist, etwa doppelt so groß wie der Größtwert des vorangehenden Luftraums ist.
2. 2. Vorsatzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem nachgeschalteten Objektiv benachbarte Sammelglied aus zwei mit einander verkitteten Linsen besteht, deren Gläser praktisch gleiche Brechzahlen haben.
3. 3. Vorsatzsystem nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kittflächen des Systems ihre konvexe Seite dem nachgeschalteten Objektiv zukehren, daß die Brechzahlen der an den Kittflächen der bewegten Glieder zusammenstoßenden Gläser sich um mindestens 0,1 unterscheiden und daß, absolut genommen, der Radius jeder Kittfläche um mindestens 30% größer ist als der Radius der an Luft grenzenden Fläche der Linse kleinerer Brechzahl.
4. 4. Vorsatzsystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Länge der Radien aller Kittflächen in Richtung auf das nachgeschaltete Objektiv zu stetig abnimmt.
5. 5. Vorsatzsystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ny-Werte der Gläser, die an den Kittflächen der bewegten Gläser zusammenstoßen, mindestens Zwei beträgt.
6. 6. Vorsatzsystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem nachgeschalteten Objektiv zugewandten, an Luft grenzenden Flächen der bewegten Glieder nach dem Objektiv zu eine von negativen oder kleinen positiven Werten zunehmende Krümmung aufweisen.
7. 7. Vorsatzsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten, die sich mit einer Toleranz der Einzelwerte von :L 20 % für die Flächenkrümmungen, bezogen auf die Brechkraft des betreffenden Gliedes, von ± 10 % der Dicken und Lufträume, bezogen auf die maximale Baulänge des Vorsatzes, von ± 0,03 für die Brechzahlen und ± für die Ny-Werte verstehen: dl - 8,6 y1 = + 64,3 1,51821/65,2 h = 0,1 yz = - 770 d2 - 10,7 y3 = + 64,3 1,62041/60,3 d3 - 1,5 y4 = - 99,2 1,80518/25,5 1, = 34,1 bis 1,0 y5 = + 269,6 d4 = 3,0 y6 x 1,80518/25,5 d5 - 1,0 r7 --- - 50,07 1,62041/60,3 13 = 4,0 y3 = + 20,1 d, = 3,0 y0 x 1,80518/25,5 d7 = 1,0 ylo = - 25,02 1,62041/60,3 1, = 1,99 bis 18,47 y11= + 11,2 d3 = 4,0 y12 = -I- 29,93 1,62041/60,3 d9 - 1,0 y13 = - 13,09 1,620%/36,0 r14 = - 89,68