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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein anamorphotisches Abbildungsobjektiv.
Solche Objektive werden beispielsweise bei der Aufnahme von Breitformat-Kinofilmen
benötigt.
Hier ist es zum Zwecke der besseren Ausnutzung des 35 mm-Filmformates üblich, ein
horizontal gestauchtes Bild (mittels einem anamorphotischen Abbildungsobjektiv)
formatfüllend
auf den 35 mm-Film aufzuzeichnen. Bei der Wiedergabe des Filmes
wird wiederum ein anamorphotisches Abbildungsobjektiv benötigt, das
den aufgezeichneten Film mit unterschiedlichen Vergrößerungen
in den beiden Hauptschnittebenen so abbildet, daß auf der Kinoleinwand der
Film entzerrt im Breitformat dargestellt wird.
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Auch
kommen anamorphotische Abbildungsobjektive bei der Nachbearbeitung
von Kinofilmen zum Einsatz. Hierbei wird der Filmstreifen der Originalaufnahme,
der sogenannte Master, bei gleichzeitiger Durchführung gewisser Filteroperationen
auf einen anderen Film umkopiert. Bei diesem Umkopiervorgang kann
beispielsweise das Seitenverhältnis
der ursprünglichen
Filmaufnahme mittels eines anamorphotischen Abbildungsobjektives
nachträglich
verändert
werden.
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Bekannt
sind anamorphotische Abbildungsobjektive, bei denen zylindrische
und torische Linsen in einer oder mehreren Gruppen zur Erzielung
der anamorphotischen Wirkung verwendet werden. Insbesondere wird
häufig
ein rotationssymmetrisches Grundobjektiv mit einer oder mehreren
anamorphotisch wirksamen Zusatzgliedern kombiniert. All diese Lösungen weisen
jedoch Abbildungsfehler in unerwünschter
Größe auf und führen nicht
zu zufriedenstellenden Ergebnissen.
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Ausgehend
hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein anamorphotisches
Abbildungsobjektiv zur Verfügung
zu stellen, das verbesserte Abbildungseigenschaften aufweist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst
durch ein anamorphotisches Abbildungsobjektiv gemäß Anspruch
1.
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Durch
den Einsatz der Freiformfläche
ist eine deutliche Verbesserung der Korrektur der durch das anamorphotische
Abbildungsobjektiv bedingten Abbildungsfehler möglich. Hierdurch sind kompaktere
(insbesondere sehr kurze) und optisch besser korrigierte anamorphotische
Abbildungsobjektive mit höherem Öffnungsverhältnis möglich.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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So
können
in einer Weiterbildung bei dem Abbildungsobjektiv mindestens zwei
Wirkflächen
(z. B. zwei, drei, vier, fünf
oder mehr) als Freiformflächen
im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein. Damit ist eine
ausgezeichnete Korrektur des Abbildungsobjektives möglich.
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Ferner
kann das Abbildungsobjektiv mehrere anamorphotische Wirkflächen aufweisen.
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Die
Freiformfläche
kann beliebige, also insbesondere auch gleiche, Scheitelkrümmungen
aufweisen.
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Die
anamorphotische Wirkung des gesamtem Objektives kann z. B. durch
konventionelle Linsen, beispielsweise Zylinderlinsen oder torische
Linsen erreicht werden. Die Freiformflächen selbst müssen nicht
zwingend (können
aber) anamorphotisch sein. Unter anamorphotisch wird hier insbesondere
verstanden, daß sich die
Scheitelkrümmungen
unterscheiden. Wenn die Freiformfläche nicht anamorphotisch ist,
kann sie z. B. durch höhere
Polynomkoeffizienten, die in beiden Hauptabschnitten unterschiedlich
sind, Bildfehler korrigieren, die das anamorphotische Objektiv aufgrund
seiner anderen Linsen bzw. Wirkflächen aufweist. Natürlich kann
die Freiformfläche
eine gewisse anamorphotische Wirkung, also unterschiedliche Scheitelkrümmungen in
beiden Schnitten aufweisen.
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Bei
dem Abbildungsobjektiv können
alle optischen Wirkflächen
transparent sein. In diesem Fall weist das Abbildungsobjektiv bevorzugt
nur refraktive Elemente auf.
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Es
ist jedoch auch möglich,
das Abbildungsobjektiv reflektiv auszubilden. Insbesondere können ein Teil
der Wirkflächen
transmissiv und ein Teil der Wirkflächen reflektiv ausgebildet
sein.
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Bei
dem Abbildungsobjektiv kann zumindest eine optische Wirkfläche, die
als Freiformfläche
ausgebildet ist, feldnah am Objektiv positioniert sein. Als feldnah
wird hier insbesondere eine Positionierung verstanden, bei der der
Betrag des Verhältnisses
der Strahlhöhe
eines Randstrahles eines auf der optischen Achse liegenden Feldpunktes
und der Strahlhöhe
eines Hauptstrahles eines radial maximal von der optischen Achse entfernten
Feldpunktes größer als
0,5 ist. Insbesondere kann der Betrag größer als 1 oder auch größer als
2 sein.
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Durch
die feldnahe Positionierung der Freiformfläche kann eine unabhängige Beeinflussung
des Hauptstrahlverlaufs in beiden Hauptschnitten durchgeführt werden.
Somit können
solche Formen von Verzeichnungen korrigiert werden, die im horizontalen
und vertikalen Hauptschnitt eine unterschiedliche Abhängigkeit
von der jeweils im Hauptschnitt vorliegenden Strahlhöhe besitzen.
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Ferner
kann bei dem Abbildungsobjektiv zumindest eine optische Wirkfläche, die
als Freiformfläche ausgebildet
ist, aperturnah positioniert sein. Unter einer aperturnahen Positionierung
wird hier insbesondere verstanden, daß der Betrag des Verhältnisses
der Strahlhöhe
eines Randstrahles eines auf der optischen Achse liegenden Feldpunktes
und der Strahlhöhe
eines Hauptstrahls eines radial maximal von der optischen Achse
entfernten Feldpunktes kleiner als 0,5, bevorzugt kleiner als 0,2
und insbesondere bevorzugt kleiner als 0,1 ist.
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Die
aperturnah positionierte Freiformfläche kann insbesondere zur Korrektur
von Koma und Astigmatismus achsnaher Strahlbündel eingesetzt werden.
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Das
erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv
ist mittels der Freiformflächen
insbesondere so hinsichtlich der unerwünschten Verzeichnung korrigiert,
daß der
Verzeichnungswert von kleiner als 7%, insbesondere kleiner als 5%
und bevorzugt kleiner als 3% vorliegt. Als Verzeichnungswert wird
hier die relative Abweichung eines Durchstoßpunktes eines von einem Feldpunkt
ausgehenden Hauptstrahls durch die Bildebene zum radialen Bildort
des Feldpunktes bei fehlerfreier Abbildung bezogen auf die optische
Achse in der Bildebene verstanden.
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Bei
dem Abbildungsobjektiv kann zumindest eine der Freiformflächen in
beiden Hauptschnitten eine asphärische
Kontur aufweisen.
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Die
Freiformflächen
können
insbesondere so gewählt
werden, daß sie
an einer im Mittel bestangepaßten
rotationsasphärischen
oder torischen Fläche
um weniger als 20 μm,
bevorzugt weniger als 10 μm
und noch bevorzugter um weniger als 5 μm abweichen. Damit ist die Herstellung
des Abbildungsobjektivs vereinfacht, da zunächst die bestangepaßte rotationsasphärische bzw.
torische Fläche
hergestellt wird und die dann noch vorliegende Abweichung durch
Materialabtrag mittels konventioneller Feinkorrekturverfahren, wie
z. B. ein ionenstrahlinduziertes Abtragen, durchgeführt wird.
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Bei
dem Abbildungsobjektiv kann mindestens eine optische Wirkfläche als
rotationssymmetrische Asphäre
zur Korrektur rotationssymmetrischer (z. B aperturabhängiger oder
feldabhängiger)
Abbildungsfehler ausgebildet werden.
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Ferner
kann bei dem Abbildungsobjektiv eine oder mehrere der optischen
Wirkflächen
als Fokussiergruppe gemeinsam axial verschiebbar vorgesehen sein,
um das Abbildungsobjektiv zu fokussieren, wobei jede der Brennweiten
der Fokussiergruppe in beiden Hauptschnitten umgekehrt proportional
ist zur jeweiligen Brennweite des Abbildungsobjektivs im entsprechenden
Hauptschnitt. Bei einem solchen Abbildungsobjektiv kann mittels
nur einer Bewegung die gewünschte
Fokussierung durchgeführt
werden, ohne daß sich
die sonstigen Abbildungseigenschaften des Abbildungsobjektives nachteilig
verändern.
Zur Bewegung der Fokussiergruppe kann insbesondere ein Aktuator
bzw. ein Stellglied vorgesehen sein.
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Das
erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv
kann so ausgebildet sein, daß es
eine anamorphotische Abbildung von unendlich nach endlich, von endlich
nach endlich oder von endlich nach unendlich durchführt. Als
unendlich wird hier insbesondere ein Objekt- bzw. Bildabstand verstanden,
der mindestens größer ist
als das 100-fache der längeren
der beiden Brennweiten in den beiden Hauptschnitte des Abbildungsobjektives.
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Das
Abbildungsobjektiv kann als alleiniges Abbildungsobjektiv für die gewünschte anamorphotische Abbildung
eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, das Abbildungsobjektiv
als Zwischenabbildungsobjektiv einzusetzen, um ein von einem herkömmlichen
Objektiv abgebildetes Bild im Wege einer Zwischenabbildung auf die
Bildebene anamorphotisch abzubilden.
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Es
wird ferner ein Herstellungsverfahren eines anamorphotischen Abbildungsobjektives
bereitgestellt, bei dem zunächst
das anamorphotische Abbildungsobjektiv entworfen, aus dem Entwurf
Herstellungsdaten abgeleitet und auf der Basis der Herstellungsdaten
das Abbildungsobjektiv hergestellt wird, wobei bei dem Entwerfen
des Abbildungsobjektivs von einem noch nicht auskorrigierten Modellobjektiv
mit mehreren optischen Wirkflächen,
von denen zumindest eine anamorphotisch ausgebildet ist, ausgegangen
wird, und dann eine rechnerische Optimierung derart durchgeführt wird,
daß die
Aufteilung der für
die gewünschte
anamorphotische Abbildung erforderliche Brechkraft, die in den beiden
zueinander senkrechten, optischen Hauptschritten des Abbildungsobjektivs
verschieden ist, auf die optischen Wirkflächen in beiden optischen Hauptschritten
jeweils nach dem Kriterium durchgeführt wird, daß Bildfehler
des Abbildungsobjektivs minimiert werden.
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Durch
ein solches Vorgehen wird die bisher übliche strukturelle Trennung
von einem Grundobjektiv und zusätzlichen
anamorphotischen Zusatzgliedern aufgegeben, wodurch die Abbildungsfehler äußerst gering gehalten
werden kann und gleichzeitig eine besonders kurze Baulänge bei
dem Abbildungsobjektiv erreichbar ist.
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Bei
dem Verfahren können
mehrere optische Wirkflächen
des Modellobjektivs jeweils anamorphotisch ausgebildet sein und
kann bei der rechnerischen Optimierung nach der durchgeführten Aufteilung
der Brechkraft für
jede anamorphotische Wirkfläche
der Unterschied der beiden Brechkräfte (und somit der entsprechenden
Krümmungsradien)
in den Hauptschnitten ermittelt werden, und bei Überschreiten eines Mindestwertes kann
die Wirkfläche
als anamorphotische Wirkfläche
und bei Unterschreiten des Mindestwertes kann die Wirkfläche als
rotationssymmetrische Wirkfläche
festgelegt werden. Damit kann die Anzahl der anamorphotischen Wirkflächen minimiert
werden, was die Herstellbarkeit des Objektivs erleichtert.
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Ferner
kann zumindest eine der anamorphotischen Wirkflächen als Freiformfläche vorgesehen
sein, die in zumindest einem der beiden Hauptschnitte eine asphärische Kontur
sowie in den Hauptschnitten liegenden Spiegelsymmetrieebenen aufweist.
Die zumindest eine Freiformfläche
kann in beiden Hauptschnitten eine unterschiedliche Scheitelkrümmung aufweisen.
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Das
erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv
kann ein effektives Öffnungsverhältnis (Quadratwurzel
des Produkts der beiden Öffnungsverhältnisse
im vertikalen und horizontalen Hauptschnitt der Abbildung) von bevorzugt
kleiner oder gleich 2,0, insbesondere kleiner oder gleich 1,7 und
insbesondere bevorzugt kleiner oder gleich 1,4 aufweisen, wobei
die Baulänge
bevorzugt kleiner als 250 mm und insbesondere bevorzugt kleiner als
200 mm bei einer Bildfeldgröße von 18,8 × 22,4 mm
sein kann. Unter der Baulänge
wird hier der Scheitelabstand vom Scheitel der ersten Linse bis
zur Bildebene verstanden.
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Es
versteht sich, daß die
vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch
in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind,
ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen,
die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
vertikalen Linsenschnitt eines anamorphotischen Abbildungsobjektivs
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 einen
horizontalen Linsenschnitt des anamorphotischen Abbildungsobjektivs
von 1;
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3 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der Positionierung der Freiformfläche im Abbildungsobjektiv;
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4 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2;
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5 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2;
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6 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2;
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7 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2;
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8 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2;
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9 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2;
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10 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der durch das Abbildungsobjektiv 1 von 1 bedingten
Verzeichnung;
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11 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der durch das Abbildungsobjektiv 1 von 1 bedingten
Verzeichnung;
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12 einen
vertikalen Linsenschnitt eines anamorphotischen Abbildungsobjektivs
gemäß einer zweiten
Ausführungsform;
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13 einen
horizontalen Linsenschnitt des anamorphotischen Abbildungsobjektivs
von 12;
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14 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv gemäß 12 und 13;
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15 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv gemäß 12 und 13;
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16 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv gemäß 12 und 13;
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17 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv gemäß 12 und 13;
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18 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv gemäß 12 und 13;
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19 Bildfehlerkurven
für das
Abbildungsobjektiv gemäß 12 und 13;
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20 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der durch das Abbildungsobjektiv von 12 und 13 bedingten
Verzeichnung;
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21 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der durch das Abbildungsobjektiv von 12 und 13 bedingten
Verzeichnung;
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22 einen
vertikalen Linsenschnitt eines anamorphotischen Abbildungsobjektives
gemäß einer dritten
Ausführungsform;
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23 einen
horizontalen Linsenschnitt des Abbildungsobjektivs von 22;
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24 einen
vertikalen Linsenschnitt des Abbildungsobjektivs von 22 und 23 zusammen
mit einem Grundobjektiv 41, und
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25 einen
horizontalen Linsenschnitt der Darstellung von 24.
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Bei
der in den 1 und 2 gezeigten
Ausführungsform
umfaßt
das erfindungsgemäße anamorphotische
Abbildungsobjektiv 1 sechzehn Linsen 2–17,
wobei zwei optische Wirkflächen
(F2, F13) der sechzehn Linsen als Freiformflächen im Sinne der vorliegenden
Erfindung ausgebildet sind.
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Unter
einer Freiformfläche
im Sinne der Erfindung wird eine anamorphotische optische Wirkfläche verstanden,
die in zumindest einem der beiden Hauptschnitte eine asphärische Kontur
aufweist und die genau zwei Spiegelsymmetrieebenen aufweist, wobei
die Hauptschnitte in den Spiegelsymmetrieebenen liegen.
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Die
Freiformfläche
kann, muß aber
nicht, in ihren beiden Hauptschnitten (beispielsweise vertikaler Hauptschnitt
(1) und horizontaler Hauptschnitt (2))
eine unterschiedliche Scheitelkrümmung
aufweisen.
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Die
Freiformfläche
ist insbesondere so ausgebildet, daß sich die Brechkraft mit zweifacher
Symmetrie ändert,
wenn man entlang eines azimutalen Kreises einmal um die optische
Achse herumwandert. Der azimutale Kreis ist koaxial zur optischen
Achse des Abbildungsobjektives und liegt in einer Ebene, die auf
beiden Hauptabschnitten jeweils senkrecht steht.
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Mit
solchen Freiformflächen
ist es möglich,
in den beiden Hauptschnitten die Abbildungseigenschaften voneinander
unabhängig
einzustellen.
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Die
Freiformfläche
F2 der Linse 2 ist hier feldnah positioniert, so daß mittels
der Freiformfläche
F2 besonders wirksam Bildgeometriefehler (Verzeichnungen) korrigiert
werden können.
Als feldnah wird hier eine Positionierung bezeichnet, bei der der
Betrag von r2/r1 größer als
0,5, bevorzugt größer als
1 und besonders bevorzugt größer als
2 ist. Dabei bezeichnet r1 die Strahlhöhe eines Hauptstrahls eines
radial maximal von der optischen Achse OA entfernten Feldpunktes
P1, wobei der Hauptstrahl der vom Feldpunkt ausgehende Strahl ist,
der durch die Mitte der Blende B des Abbildungsobjektivs 1 verläuft. r2
ist die Strahlhöhe
eines Randstrahls eines auf der optischen Achse OA liegenden Feldpunktes.
Die Strahlhöhen
r1 und r2 sind in der schematischen Darstellung von 3 eingezeichnet,
in der nur das abzubildende Feld (Objekt) O, die Feldpunkte P1,
P2, die von diesen Feldpunkten P1, P2 ausgehenden Strahlenbündel S1,
S2, der Hauptstrahl H1 des ersten Strahlenbündels S1, der Randstrahl R2
des Strahlenbündels
S2 bis zu einer ersten Linse L, die stellvertretend für eine der
Linsen 2–17 dargestellt
ist, des Objektives eingezeichnet sind.
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Durch
die feldnahe Positionierung der Freiformfläche F2 kann der Hauptstrahlverlauf
in beiden Hauptschnitten voneinander unabhängig beeinflußt werden.
Dadurch können
auch solche Formen von Verzeichnungen korrigiert werden, die im
horizontalen und vertikalen Hauptschnitt eine unterschiedliche Abhängigkeit
von der jeweils im Hauptschnitt vorliegenden Bild- bzw. Strahlhöhe besitzen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv 1 kann
die Verzeichnung so korrigiert werden, daß die maximale Ablage eines
Durchstoßpunktes
eines von einem Feldpunkt ausgehenden Hauptstrahles durch die Empfänger- bzw.
Bildebene G vom idealen Bildort des Feld- bzw. Objektpunktes um
weniger als 3% der Bildhöhe
abweicht, wobei als Bildhöhe
der radiale Abstand des idealen Bildpunktes von der optischen Achse in
der Empfängerebene
verstanden wird.
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Die
zweite Freiformfläche
F13 der Linse 9 ist aperturnah positioniert. Unter einer
aperturnahen Positionierung wird hier verstanden, daß der Betrag
von r2/r1 kleiner als 0,5, bevorzugt kleiner als 0,2 und noch bevorzugter
kleiner als 0,1 ist. Durch diese aperturnahe Positionierung kann
mittels der in den beiden Hauptschnitten getrennt voneinander einstellbaren
Brechkraft der Freiformfläche
F13 eine wirksame Korrektur von Koma und Astigmatismus achsnaher
Strahlenbündel
erzielt werden.
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Mit
den beiden Freiformflächen
F2 und F13 können
nicht nur die Bildgeometriefehler (Freiformfläche F2) und die aperturabhängigen Abbildungsfehler
(Freiformfläche
F13) sondern auch noch gemischte Bildfehler, die sowohl feld- als
auch aperturabhängig
sind, korrigiert werden.
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Die
Freiformflächen
F2 und F13 können
gemäß der nachfolgenden
Formel 1
beschrieben
werden. Hierbei bezeichnen x, y und z die drei kartesischen Koordinaten
eines auf der Flache liegenden Punktes im lokalen flächenbezogenen
Koordinatensystem. R, k sowie die Koeffizienten C
m,n sind
in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben. Zur Vereinfachung der
Darstellung sind in der Tabelle 1 die Koeffizienten C
m,n als
C(m, n) bezeichnet. Tabelle 1
| Koeffizient | F2 | F13 |
| R | 90.00 | 60.42 |
| k | –1.0556E+01 | 0.00000 |
| C(2,0) | 7.0000E-03 | 1.7860E-03 |
| C(0,2) | 4.8334E-03 | 2.5915E-03 |
| C(4,4) | 2.0296E-06 | –4.5517E-07 |
| C(2,2) | 3.8351E-06 | –8.5440E-07 |
| C(0,4) | 2.0052E-06 | –4.3275E-07 |
| C(6,0) | –6.7479E-10 | –1.1871E-10 |
| C(4,2) | –1.9945E-09 | –2.4819E-10 |
| C(2,4) | -2.1496E-09 | –1.7240E-10 |
| C(0,6) | -7.3872E-10 | –1.0005E-10 |
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In
der nachfolgenden Tabelle 2 sind die Systemgrunddaten für das Abbildungsobjektiv 1 angegeben, wobei
die Flächentypen
mit Free für
Freiformflächen,
mit Sph für
sphärische
Flächen,
Cyl für
Zylinderflächen sowie
mit Asp für
Asphären
bezeichnet sind. Rx und Ry bezeichnen die Radien im horizontalen
Hauptschnitt (2) bzw. im vertikalen Hauptschnitt
(1). In der Spalte Abstand ist jeweils der Abstand
der Fläche
der zugeordneten Zeile zur nächsten
Fläche
auf der optischen Achse angegeben. In der Spalte Material ist die Handelsbezeichnung
des verwendeten Linsenmaterials eingetragen.
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Die
Linsen
4 und
5 sind miteinander verkittet. In
der Tabelle 2 ist nur die Kittfläche
F6 der Linse
4 angegeben. Die entsprechende Fläche der
Linse
5 weist die dazu komplementäre Krümmung auf. Gleiches gilt für die Kittfläche F11
der Linse
7, für
die Kittfläche
F16 der Linse
10, für
die Kittfläche
F21 der Linse
13 und für die
Kittfläche
F22 der Linse
14. Tabelle 2
| Fläche | Flächentyp | Rx | Ry | Abstand | Material |
| F1 | Sph | 110.38 | 110.38 | 4.34783 | NLASF44 |
| F2 | Free | | | 12.80000 | |
| F3 | Sph | –148.08 | –148.08 | 5.00000 | FK51 |
| F4 | Cyl | 73.04 | ∞ | 8.5000 | |
| F5 | Cyl | ∞ | 54.80 | 5.60000 | FK51 |
| F6 | Sph | 50.41 | 50.41 | 9.60000 | SF6 |
| F7 | Cyl | ∞ | 93.72 | 19.27856 | |
| F8 | Sph | –39.47 | –39.47 | 3.80435 | LLF6 |
| F9 | Cyl | –80.10 | ∞ | 1.00000 | |
| F10 | Cyl | –149.89 | ∞ | 3.69565 | LAFN7 |
| F11 | Sph | 91.42 | 91.42 | 16.62994 | NPSK53 |
| F12 | Sph | –57.54 | –57.54 | 0.05435 | |
| F13 | Free | | | 13.98627 | NPSK53 |
| F14 | Sph | –228.48 | –228.48 | 0.05435 | |
| F15 | Sph | 33.00 | 33.00 | 16.81171 | NPSK53 |
| F16 | Sph | –238.23 | –238.23 | 2.83656 | SF2 |
| F17 | Sph | 18.84 | 18.84 | 8.20000 | |
| B | Blende | ∞ | ∞ | 3.95784 | |
| Fläche | Flächentyp | Rx | Ry | Abstand | Material |
| F18 | Asp | –125.55 | –125.55 | 2.50000 | SF5 |
| F19 | Sph | 80.02 | 80.02 | 3.31293 | |
| F20 | Cyl | ∞ | –89.07 | 5.40000 | NLAF34 |
| F21 | Cyl | –34.69 | ∞ | 2.50000 | F5 |
| F22 | Sph | 24.38 | 24.38 | 5.22183 | NPSK53 |
| F23 | Sph | 58.00 | 58.00 | 3.14136 | |
| F24 | Sph | –186.29 | –186.29 | 3.15694 | NPSK53 |
| F25 | Sph | –57.16 | –57.16 | 0.05000 | |
| F26 | Sph | 85.82 | 85.82 | 6.55954 | NLASF44 |
| F27 | Sph | –39.89 | –39.89 | 32.00000 | |
| G | | ∞ | ∞ | | |
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Die
Materialdaten sind in der weiter unten angegebenen Tabelle 10 für dieses
sowie auch für
die nachfolgenden Ausführungsformen
angegeben.
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Eine
ausreichend gute Bildfehlerkorrektur kann in der Regel erreicht
werden, wenn die Polynomentwicklung der Freiformflächen Therme
bis zur maximalen Ordnung von m + n ≤ 10 enthält. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind jedoch lediglich Therme bis zur Ordnung n + m ≤ 6 verwendet
worden, da schon mit solchen Freiformflächen hervorragende Ergebnisse
erzielt werden können.
Aufgrund der zweifachen Spiegelsymmetrie der Freiformflächen F2
und F13 und somit auch der anamorphotischen Abbildung sind nur solche
Terme ungleich Null und somit zu berücksichtigen, für die sowohl
m als auch n eine gerade Zahl ist.
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Die
Asphäre
(Fläche
F18) ist hier als Rotationsasphäre
ausgebildet und kann gemäß der nachfolgenden
Formel 2 beschrieben werden.
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Der
Radius R der Formel 2 ist der Wert des Radius Rx bzw. Ry der Tabelle
2. Die Koeffizienten k, A, B, C und D sind in der nachfolgenden
Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
| Koeffizient | F18 |
| k | 18.348923 |
| A | –0.128277E-04 |
| B | –0.112763E-07 |
| C | 0.407191E-10 |
| D | –0.171872E-12 |
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In
den 4–6 sind
Darstellungen der Bildfehlerkurven für das anamorphotische Abbildungsobjektiv 1 gemäß 1 und 2 gezeigt,
wobei in den 4–6 jeweils
zwei Spalten von Bildfehlerkurven dargestellt sind. Die linke Spalte
bezieht sich auf die vertikale Ebene (y-z-Ebene) und die rechte
Spalte auf die dazu senkrechte horizontale Ebene (x-z-Ebene). Die Bildfehler
sind in Millimeter jeweils für
die Wellenlängen 656,
546 und 453 nm (mit den Bezugszeichen W1, W2 und W3 bezeichnet)
dargestellt. Die Kurven W1 sind gestrichelt, die Kurven W2 sind
als durchgehende Linien und die Kurven W3 sind als Punkt-Punkt-Strich-Strich-Strich-Linien
gezeichnet. Zwischen den entsprechenden Bildfehlerkurven für die vertikale
und horizontale Ebene sind jeweils die relative x- und y-Bildkoordinate
angegeben, wobei sich diese relativen Bildkoordinaten auf einen
rechteckförmigen
Quadranten von 11,2 × 9,4
mm des erzeugten Bildformats in der Bildebene G bezieht. Wegen der
Spiegelsymmetrien sämtlicher
optischen Wirkflächen
F1–F27
ergeben sich die Bildfehlerdarstellungen in den anderen drei Quadranten
des Bildes entsprechend, so daß eine Optimierung
des Abbildungssystems für
nur einen Quadranten ausreicht.
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Zwischen
den beiden obersten Bildfehlerkurven in 4 sind als
relative Koordinaten 0,25 für
x und 0,72 für
y angegeben. Das entspricht somit einem x-Wert von 2,8 mm (0,25 × 11,2 mm
= 2,8 mm) und einem y-Wert von 6,8 mm (0,72 × 9,4 mm = 6,8 mm) im betrachteten
Quadranten.
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Unter
den relativen x- und y-Koordinaten sind jeweils die Hauptstrahlwinkel
im Objektraum angegeben. Bei den beiden obersten Bildfehlerkurven
in 4 betragen die Hauptstrahlwinkel 6,41° und 7,76°.
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Die
Darstellungen von 4 bis 6 betreffen
eine Objektentfernung von unendlich. Als unendliche Objektentfernung
wird hier jede Objektentfernung angesehen, die größer ist
als das 10-fache der größeren der beiden
Brennweiten der Hauptschnitte des Abbildungsobjektives 1.
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Bei
dem Abbildungsobjektiv 1 von den 1 und 2 ist
eine Fokussierung dadurch möglich,
daß die
Linse 6 axial verschoben wird. In den 7, 8 und 9 sind
entsprechende Bildfehlerdarstellungen wie in den 4 bis 6 gezeigt,
wobei durch Verschieben der Linse 6 in axialer Richtung
auf eine Objektentfernung von 600 mm (Objektentfernung ist Abstand zwischen
abzubildendem Objekt und Bildebene G) scharfgestellt ist. Wie den
Bildfehlerkurven zu entnehmen ist, ist das Abbildungsobjektiv 1 ausgezeichnet
korrigiert.
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In 10 ist
die durch das Abbildungsobjektiv 1 bedingte Verzeichnung
schematisch dargestellt. Dazu ist mit durchgezogenen Linien ein
regelmäßiges Raster
GR1 gezeigt, das bei einer optimalen Abbildung als Bild vorliegen
würde.
Mit gestrichelten Linien ist die tatsächliche Abbildung GR2 eines
solchen Rasters in die Bildebene eingezeichnet. Die Darstellung
von 11 ist für
eine unendliche Objektentfernung. Eine gleiche Darstellung ist in 11 gezeigt,
wobei hier die Objektentfernung 600 mm beträgt.
-
Wie
den 10 und 11 zu
entnehmen ist, verlaufen die Gitterlinien quasi parallel zueinander
und sind häufig
auch noch deckungsgleich. Die vorliegende Restverzeichnung ist somit äußerst gering.
Insbesondere ist lediglich ein Parallelversatz der Gitterlinien,
wenn überhaupt,
vorhanden, was optisch viel weniger störend ist, als wenn die Verzeichnung
zu einer Durchbiegung der Gitterlinien führen würde.
-
Das
Abbildungsobjektiv von 1 und 2 weist
eine horizontale Brennweite von 25 mm, eine vertikale Brennweite
von 50 mm, eine vertikale Öffnungszahl
von 1,48, eine horizontale Öffnungszahl
von 1,31, eine effektive Öffnungszahl
von 1,39 sowie einen Entfernungs- bzw. Fokussierwirkbereich von
unendlich bis 400 mm auf. Als Entfernungsbereich wird hier der Abstand
des Objekts von der Bildebene G verstanden. Die Bildgröße (also
das Bildformat) beträgt
22,4 mm × 18,8
mm. Die Baulänge
des Abbildungsobjektives 1 vom Scheitel der ersten Linse 2 bis
zur Bildebene G beträgt
200 mm.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv
können
die Freiformflächen
insbesondere derart ausgelegt werden, daß sie von einer im Mittel bestangepaßten rotationsasphärischen
Fläche
um weniger als 20 μm,
bevorzugt weniger als 10 μm
und noch bevorzugter um weniger als 5 μm abweichen. Dadurch wird der Vorteil
erreicht, daß häufig eine
ausreichend optische Korrektur der oben angesprochenen Bildfehler
mit einer solchen Freiformfläche
erreicht werden kann und gleichzeitig die Herstellung solcher Freiformflächen vereinfacht
ist, da solche Freiformflächen
interferometisch einfach prüfbar
bleiben.
-
Es
kann auch vorteilhaft sein, daß die
erfindungsgemäßen Freiformflächen bevorzugt
so ausgelegt werden, daß die
von einer im Mittel bestangepaßten
torischen Fläche
um weniger als 20 μm,
bevorzugt um weniger als 10 μm
und noch bevorzugter um weniger als 5 μm abweichen. Auch in diesem
Falle kann die optische Wirkung häufig ausreichen und es ist
leichter, die Freiformflächen
herzustellen. So können
beispielsweise die Freiformflächen
dann dadurch hergestellt werden, daß zunächst eine torische Ausgangsfläche mit
konventionellen Methoden gefertigt wird, die anschließend mit
Feinkorrekturverfahren, wie z. B. ionenstrahlinduziertem Abtrag,
zur gewünschten
Freiformfläche
feinbearbeitet werden. Solche angesprochenen Feinkorrekturverfahren
sind in der Regel lediglich zum Abtrag einer wenige Mikrometer dicken
Glasschicht geeignet, was hier natürlich ausreichen würde.
-
In
den
12 und
13 ist
eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Abbildungsobjektivs
1 gezeigt,
das fünfzehn
Linsen
32,
33,
34 ...
46 aufweist.
Die optischen Wirkflächen
F32 sowie F43 sind wiederum als Freiformflächen im Sinne der vorliegenden
Erfindung ausgebildet. Die entsprechenden Parameter für die Beschreibung
der Freiformflächen
gemäß Formel
1 sind in der nachfolgenden Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4
| Koeffizient | F32 | F43 |
| R | 85,00 | 49,26 |
| k | –8.4414E+00 | 0.00000 |
| C(2,0) | 8.9967E-03 | 7.7570E-04 |
| C(0,2) | 5.0000E-03 | 1.6857E-03 |
| C(4,4) | 1.9429E-06 | –6.9039E-07 |
| C(2,2) | 3.5814E-06 | –1.1948E-06 |
| C(0,4) | 1.7072E-06 | –5.2138E-07 |
| C(6,0) | –4.1652E-10 | –2.0882E-10 |
| C(4,2) | –1.3611E-09 | –4.6194E-10 |
| C(2,4) | –1.5391E-09 | –3.5690E-10 |
| C(0,6) | –5.1280E-10 | –1.4056E-10 |
-
Der
Grundaufbau des Abbildungsobjektivs
1 von
12 und
13 ist
der Tabelle 5 zu entnehmen, die in gleicher Weise wie Tabelle 2
aufgebaut ist. Auch hier ist von den Kittflächen zweier miteinander verkitteten
Linsen nur jeweils die Kittfläche
der in den
12,
13 weiter
links angeordneten Linse angegeben. Dies trifft hier auf die Kittflächen F36,
F41, F46, F51 und F52 der Linsen
34,
37,
40,
43 und
44 zu. Tabelle
5
| Fläche | Flächentyp | Rx | Ry | Abstand | Material |
| F31 | | 190.69 | 190.69 | 4.00000 | NLAF2 |
| F32 | Free | | | 14.00000 | |
| F33 | Cyl | ∞ | –349.98 | 5.20000 | FK51 |
| Fläche | Flächentyp | Rx | Ry | Abstand | Material |
| F34 | Cyl | 74.81 | ∞ | 10.80000 | |
| F35 | Cyl | ∞ | 58.79 | 5.60000 | FK51 |
| F36 | Sph | 48.95 | 48.95 | 11.50000 | SF6 |
| F37 | Cyl | ∞ | 86.31 | 20.38439 | |
| F38 | Sph | –40.92 | –40.92 | 3.50000 | FK5 |
| F39 | Cyl | –94.57 | ∞ | 1.00000 | |
| F40 | Cyl | –198.00 | ∞ | 3.40000 | LAFN7 |
| F41 | Sph | 64.19 | 64.19 | 16.05617 | NPSK53 |
| F42 | Sph | –56.76 | –56.76 | 0.05000 | |
| F43 | Free | | | 12.96738 | NPSK53 |
| F44 | Sph | –268.77 | –268.77 | 0.05000 | |
| F45 | Sph | 30.50 | 30.50 | 13.23245 | NPSK53 |
| F46 | Sph | 297.66 | 297.66 | 4.08707 | SF5 |
| F47 | Sph | 18.31 | 18.31 | 6.88309 | |
| B | Blende | ∞ | ∞ | 4.91416 | |
| F48 | Asp | –66.61 | –66.61 | 2.50000 | F2 |
| F49 | Sph | 60.20 | 60.20 | 3.61006 | |
| F50 | Cyl | ∞ | –124.51 | 6.00000 | NLASF44 |
| F51 | Cyl | –39.95 | ∞ | 2.500000 | F2 |
| F52 | Sph | 35.97 | 35.97 | 10.21524 | NPSK53 |
| F53 | Sph | –52.34 | –52.34 | 0.05000 | |
| F54 | Sph | 237.93 | 237.93 | 5.00000 | NLASF44 |
| F55 | Sph | –44.97 | –44.97 | 30.5000 | |
| G | | ∞ | ∞ | | |
-
Die
Asphärenkoeffizienten
der asphärischen
Fläche
F48 sind in der nachfolgenden Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6:
| Koeffizient | F48 |
| K | 6.589294 |
| A | –0.136083E-04 |
| B | –0.898749E-08 |
| C | 0.444310E-10 |
| D | –0.175215E-12 |
-
In
den 14–16 sind
die Bildfehler in gleicher Weise wie in den 4 bis 6 dargestellt.
Es kann daher auf die entsprechende obige Beschreibung verwiesen
werden. Die Bildgröße des Abbildungsobjektives 1 gemäß 12 und 13 beträgt wiederum
22,4 mm × 18,8
mm und in den Bildfehlerkurven ist wiederum nur ein rechteckförmiger Quadrant
des Bildfeldes betrachtet. Die Objektentfernung beträgt bei den Darstellungen
von 14 bis 16 unendlich.
-
Das
Abbildungsobjektiv 1 von 12 und 13 weist
eine horizontale Brennweite von 20 mm, eine vertikale Brennweite
von 40 mm, eine vertikale Öffnungszahl
von 1,47, eine horizontale Öffnungszahl
von 1,30, eine effektive Öffnungszahl
von 1,38 auf. Der Entfernungsbereich beträgt unendlich bis 372 mm, wobei
die Baulänge
vom Scheitel der ersten Linse 22 bis zur Bildebene 198
mm beträgt.
-
Durch
ein im wesentlichen gegenläufiges
Verschieben der Linsen 33 und 36 ist eine Änderung
des Entfernungsbereiches möglich.
In den Bildfehlerkurven 17 bis 19 beträgt die Objektentfernung
600 mm.
-
20 und 21 sind
entsprechende Darstellungen zu 10 und 11 und
zeigen die Verzeichnung für
das Abbildungsobjektiv 1 von 12 und 13 für eine Objektentfernung
von unendlich (20) sowie eine Objektentfernung
von 600 mm (21). Aus diesen Bildfehlerkurven
und Verzeichnungskurven ergibt sich, daß das Abbildungsobjektiv 1 ausgezeichnet
korrigiert ist.
-
Das
erfindungsgemäße anamorphotische
Abbildungsobjektiv 1 kann auch als Zwischenabbildungsobjektiv
ausgebildet werden, das zusammen mit einem nicht anamorphotischen
Grundobjektiv dann eine gewünschte
anamorphotische Abbildung erzeugt. Dazu wird das anamorphotische
Abbildungsobjektiv 1 zwischen der bildseitig letzten Linse
des Grundobjektivs 41 und der Empfänger- bzw. Bildebene G angeordnet.
In den 22 und 23 ist
der vertikale und horizontale Linsenschnitt des Zwischenabbildungsobjektives 1 gezeigt.
In den 24 und 25 sind
wiederum jeweils der vertikale und horizontale Linsenschnitt gezeigt,
wobei zusätzlich
zu dem Abbildungsobjektiv 1 noch das Grundobjektiv 41 mit
dargestellt ist.
-
Das
Abbildungsobjektiv 1 bildet das vom Grundobjektiv 41 erzeugte
Zwischenbild (das das ursprüngliche
Bild des Zwischenobjektivs sein kann, wenn das Abbildungsobjektiv
für ein
schon existierendes Grundobjektiv 41 entworfen sind) in
der vertikalen und horizontalen Hauptschnittebene mit unterschiedlichen
Abbildungsmaßstäben ab,
so daß die
gewünschte
anamorphotische Abbildung erzeugt wird. Dies kann z. B. bei dem
Umkopieren eines Kinofilms von einem Masterfilmstreifen auf ein
Kopiefilmstreifen bei gleichzeitiger Änderung des anamorphotischen
Verhältnisses
verwendet werden. Dies ist ein Beispiel für eine Abbildung endlich auf
endlich.
-
Das
Abbildungsobjektiv
1 von
22 und
23 weist
zwölf Linsen
62–
73 auf,
wobei zwei optische Wirkflächen
(F65 und F82) als Freiformflächen
ausgebildet sind. Die Freiformflächen
F65, F82 können
gemäß der obigen
Formel 1 beschrieben werden, wobei die Parameterwerte in der nachfolgenden
Tabelle 7 angegeben sind. Tabelle 7
| | F65 | F82 |
| R | –28.02 | 35.24 |
| k | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| C(2,0) | 8.3909E-03 | 2.9999E-03 |
| C(0,2) | –8.5923E-03 | –1.4638E-03 |
| C(4,4) | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| C(2,2) | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| C(0,4) | 4.8760E-06 | 2.9922E-07 |
| C(6,0) | 1.7837E-05 | –9.5696E-07 |
| C(4,2) | –8.6199E-07 | –5.6140E-07 |
| C(2,4) | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| C(0,6) | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| C(2,0) | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| C(0,2) | 4.3993E-09 | 1.1035E-09 |
| C(4,4) | 2.0554E-09 | 5.1752E-10 |
| C(2,2) | –1.8451E-09 | 2.9810E-10 |
| C(0,4) | 1.2712E-08 | 6.4566E-10 |
-
Die
Flächen
F71 und F73 sind als Rotationsasphären ausgebildet. Sie können gemäß der obigen
Formel 2 beschrieben werden. Die Parameter sind in der nachfolgenden
Tabelle 8 enthalten. Tabelle 8
| | F71 | F73 |
| K | –0.405186E+00 | 0.0000E+00 |
| A | –0.578146E-06 | –0.147882E-04 |
| B | –0.568605E-09 | –0.528371E-08 |
| C | 0.461823E-12 | –0.773326E-10 |
| D | –0.327497E-15 | 0.181664E-12 |
-
Der
grundlegende Systemaufbau ist der nachfolgenden Tabelle 9 in Verbindung
mit
22–
25 zu entnehmen,
wobei die weiteren Flächen
entweder sphärisch
gekrümmt
sind (wenn die Radien Rx und Ry gleich sind) oder torische Flächen sind
(wenn die Radien Rx und Ry unterschiedlich sind). Die Linsen
64 und
65 sind
verkittet, so daß nun
die Kittfläche
F67 in der Tabelle 9 angegeben sind. Gleiches gilt für die verkitteten Linsen
69 und
70,
für die
nur die Kittfläche
F76 angegeben ist. Tabelle 9
| Fläche | Rx | Ry | Abstand | Material |
| B | | | 60.0000 | |
| F62 | 32.28 | 64.62 | 6.5000 | NSF4 |
| F63 | 22.52 | 22.55 | 18.7658 | |
| F64 | –22.89 | –54.37 | 6.5670 | SLAL56 |
| F65 | | | 10.0000 | |
| F66 | –142.46 | 110.50 | 6.5510 | SF4 |
| F67 | 43.33 | 43.33 | 14.0000 | NPSK53 |
| F68 | –34.61 | –82.05 | 0.7836 | |
| F69 | 56.12 | 113.28 | 9.0000 | SFPL51 |
| F70 | –60.04 | 99.02 | 0.0100 | |
| F71 | 38.09 | 38.09 | 13.5000 | NPSK53 |
| F72 | –469.92 | –155.54 | 24.0431 | |
| F73 | 44.16 | 44.16 | 17.0933 | NFK51 |
| F74 | 38.17 | 69.98 | 2.2100 | |
| F75 | 262.38 | 161.73 | 8.0000 | NFK51 |
| F76 | –15.47 | –14.50 | 5.0000 | LAFN7 |
| F77 | -75.82 | –95.40 | 4.4715 | |
| F78 | -50.75 | –34.52 | 7.5000 | NPSK53 |
| F79 | -25.87 | –22.40 | 0.0100 | |
| F80 | -42.02 | –253.90 | 6.5000 | NPSK53 |
| F81 | -37.88 | –54.15 | 0.1000 | |
| F82 | | | 7.6000 | NLAF3 |
| F83 | 210.97 | 180.73 | 32.5000 | |
| G | ∞ | ∞ | | |
-
Das
erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv 1 kann
so ausgelegt werden, daß im
Bildraum der für
eine typische 35 mm Filmkamera benötigte Arbeitsabstand von mehr
als 32 mm eingehalten ist.
-
Im
einfachsten Fall kann das Zwischenabbildungsobjektiv 1 ferner
so ausgebildet werden, daß sich alle
Linsen des Abbildungsobjektives 1 hinter der Zwischenbildebene
befinden, in die das Grundobjektiv 41 das Bild abbildet.
In diesem Falle wäre
es z. B. möglich,
das Abbildungsobjektiv 1 auch mit solchen Grundobjektiven
zu verwenden, die nahezu keine freie Schnittweite vor dem Bildempfänger aufweisen.
-
Bevorzugt
kann das Abbildungsobjektiv 1 zur Minimierung der Gesamtbaulänge des
kombinierten Systems aus Grundobjektiv 41 und Abbildungsobjektiv 1 aber
derart ausgebildet werden, daß sich
ein oder mehrere Linsen des Abbildungsobjektives 1 zwischen
der bildseitig letzten Linse des Grundobjektivs 41 und der
Zwischenbildebene befinden. In diesem Fall braucht das Zwischenbild
für sich
nicht besonders korrigiert zu sein und kann zu einer reinen Zwischenkaustik
degenerieren. Mit Zwischenkaustik ist gemeint, daß die Strahlen,
die von einem Feldpunkt ausgehen, in den beiden Hauptschnitten sich
in unterschiedlicher axialer Position schneiden, so daß im herkömmlichen
Sinne kein wahrnehmbares Zwischenbild mehr vorliegt.
-
Der
Teil des Abbildungsobjektives 1, der sich zwischen der
bildseitigen letzten Linse des Grundobjektivs 41 und der
Zwischenbildebene befindet, kann zur Kompensation von Bildfehlern
eingesetzt werden, die durch den restlichen Teil des Abbildungsobjektives 1 erzeugt
werden. Auf diese Weise lassen sich gleichzeitig eine kurze Gesamtbaulänge und
eine hervorragende Bildqualität
in der Filmebene erreichen.
-
Ferner
ist die Zwischenkaustik gegenüber
einem Zwischenbild sogar vorteilhaft. So können Verschmutzungen auf optischen
Flächen
in der Nähe
des Zwischenbildes keine zu starke lokale Abschattung im Bild bewirken.
Insbesondere kann das Grundobjektiv und/oder das Abbildungsobjektiv 1,
falls es optische Wirkflächen
zwischen der bildseitigen letzten Linse des Grundobjektives 41 und
der Zwischenbildebene aufweist, so ausgebildet werden, daß die gewünschte Zwischenkaustik
vorliegt. So kann z. B. die Strahlvereinigung im Bereich der Zwischenkaustik
im horizontalen und vertikalen Schnitt um mehr als 1 cm auseinanderfallen.
Dadurch entsteht in keiner Schnittebene ein scharfes Zwischenbild
und die Empfindlichkeit der Optik gegen Oberflächenfehler und Verschmutzungen
wird wirksam herabgesetzt.
-
Das
Abbildungsobjektiv 1 weist eine elliptische Aperturblende
mit Radius Rx = 30 mm und Ry = 40 mm auf. Das Objektfeld ist rechteckig
und hat eine Seitenlänge
von 24 mm in x-Richtung und 9 mm in y-Richtung. Es liegt keine künstliche
Vignettierung an Linsenberandungen vor.
-
Die
beschriebenen Abbildungsobjektive 1 können beispielsweise wie folgt
entworfen werden. Es wird zunächst
von einem noch nicht auskorrigierten Modellobjektiv, das als Rechenmodell
vorliegt, mit rotationssymmetrischen optischen Wirkflächen ausgegangen.
Mehrere der optischen Wirkflächen
werden dann als anamorphotische Wirkflächen (mit unterschiedlichen
Brechkräften
in den beiden Hauptschnitten) definiert. Dann wird eine numerische
Optimierung für
die gewünschte
anamorphotische Abbildung durchgeführt, wobei als Kriterium bzw.
Randbedingung die Minimierung eines oder mehrerer Abbildungsfehler
gefordert wird. Es wird somit eine Verteilung der Brechkräfte in beiden
optischen Hauptschnitten ausschließlich nach dem Kriterium vorgenommen,
daß eine
zur Korrektur des bzw. der Abbildungsfehler im jeweiligen Hauptschnitt
optimale Anordnung der Brechkräfte
erhalten wird.
-
Es
wird also nicht wie bisher üblich,
von einem in sich schon korrigierten Grundobjektiv, das keine anamorphotische
Abbildung sondern eine rotationssymmetrische Abbildung durchführt, ausgegangen,
bei dem dann eine Linse als anamorphotische Linse abgewandelt oder
eine anamorphotische Linse hinzugefügt wird. Dieses übliche Vorgehen
führt zu
dem Nachteil, daß durch
die Änderung
von einer Linse in einem schon korrigierten Objektiv bzw. durch
das Hinzufügen
der anamorphotische Linse eine Vielzahl von unerwünschten Bildfehlern
eingeführt
werden.
-
Bei
dem hier erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Vorgehen wird hingegen von Anfang an ein anamorphotischer Ansatz
verfolgt, wodurch bessere anamorphotische Objektive entworfen werden
können.
-
Aus
einem so entworfenen anamorphotischen Objektiv werden die notwendigen
Herstellungsdaten abgeleitet und auf der Basis dieser Herstellungsdaten
wird dann das Objektiv hergestellt. Tabelle 10
| Material | Brechzahl
bei 587,56 nm | Abbesche
Zahl bei 587,56 nm |
| F2 | 1.61295 | 37.0 |
| F5 | 1.62435 | 35.9 |
| FK5 | 1.48749 | 79.4 |
| FK51 | 1.48656 | 84.5 |
| LAFN7 | 1.74950 | 35.0 |
| LLF6 | 1.53172 | 48.8 |
| NFK51 | 1.48656 | 84.5 |
| NLAF2 | 1.74397 | 44.9 |
| NLAF3 | 1.71700 | 48.0 |
| NLAF34 | 1.77250 | 49.6 |
| NLASF44 | 1.80420 | 46.5 |
| NPSK53 | 1.62014 | 63.5 |
| NSF4 | 1.75513 | 27.4 |
| SF2 | 1.64769 | 33.8 |
| SF4 | 1.75520 | 27.6 |
| SF5 | 1.67270 | 32.2 |
| SF6 | 1.80518 | 25.4 |
| SFPL51 | 1.49700 | 81.5 |
| SLAL56 | 1.67790 | 50.7 |