DE1188322B - Weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G02b

Deutsche Kl.: 42 h-4/20

Nummer: 1188 322

Aktenzeichen: W 34020IX a/42 h

Anmeldetag: 5. März 1963

Auslegetag: 4. März 1965

Vorliegende Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv für Aufnahmen oder Projektion. Die Anordnung der Linsenglieder ist dergestalt, daß ein sammelndes Linsenglied auf einer Seite von einem zerstreuenden Meniskus und auf der anderen Seite von zwei zerstreuenden Menisken unter Bildung von Lufträumen umfaßt wird. Die drei erwähnten Menisken kehren ihre Höhlungen dem sammelnden Innenglied zu, in welchem sich die Pupille, das ist die Stelle der engsten Strahleneinschnürung, befindet. Sofern der Durchmesser der Pupille stets die gleiche Größe aufweist, genügt ein Einschnitt in das sammelnde Linsenglied. Bei veränderlichem Durchmesser muß in das erwähnte Linsenglied zwecks Aufnahme der Irisblende ein kleiner Luftraum eingefügt werden. Das Innenglied setzt sich demnach aus einem vor und einem hinter der Pupillenebene liegenden Teil zusammen, wobei es belanglos ist, ob die Pupille im Medium Glas oder Luft liegt.

Mit einer solchen Linsenfolge ist es möglich, bei einem Öffnungsverhältnis von etwa 1:8 einen Bildwinkel von 120° und mehr zu erzielen, wenn erfindungsgemäß in dem dem Einzelmeniskus benachbarten Teil des positiven Linsengliedes wenigstens zwei Kittflächen eingefügt und so beschaffen sind, daß dieselben ihre erhabenen Flächen einander zukehren und sammelnd wirken. Dieser Forderung wird entsprochen, wenn die Brechzahl an der erhabenen Seite der der Pupille näher liegenden Kittfläche kleiner ist als an der hohlen Seite derselben und die Brechzahl an der erhabenen Seite der zweiten Kittfläche ebenfalls kleiner ist als an der hohlen Seite derselben. Untersuchungen haben ergeben, daß mit dieser Maßnahme eine gute Korrektion der komatischen Abbildungsfehler für alle innerhalb des beanspruchten Bildwinkels schräg einfallenden Lichtbündel erreicht wird. Zweckmäßig ist es, die der Pupille näher liegende Kittfläche stärker zu krümmen als die weiter davon abliegende.

Wird ein solches Objektiv für eine Projektion mit variabler Vergrößerung benutzt oder werden Messungen in einem gewissen Tiefenbereich eines projizierten Bildes durchgeführt wie in photogrammetrischen Auswertegeräten, so ist es nötig, vor allem wegen der Verzeichnungsfreiheit in allen Vergrößerungsbereichen, eine aberrationsfreie Abbildung des vorderen Hauptpunktes in den hinteren Hauptpunkt bei Einhaltung der Sinusbedingung über den ganzen dem Bildwinkel entsprechenden Öffnungswinkel durchzuführen. Es hat sich gezeigt, daß die Voraussetzungen gegeben sind, wenn vor allem der Quotient zwischen der numerischen Summe der Krümmungs-Weitwinkelobjektiv

Anmelder:

Wild Heerbrugg Aktiengesellschaft;

Dr. Ludwig Bertele, Heerbrugg (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Stoepel

und Dipl.-Ing. W. Gollwitzer, Patentanwälte,

Landau (Pfalz), Am Schützenhof

Als Erfinder benannt:

Dr. Ludwig Bertele, Heerbrugg (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 15. März 1962 (3137)

radien der konvexen Außenflächen des positiven Innengliedes einerseits und der Abstand zwischen diesen beiden Flächen andererseits größer als 1,3 und kleiner als 4 ist. Die Brennweite des zerstreuenden Einzelmeniskus, welcher dem mit den beschriebenen Kittflächen versehenen Teil des Innengliedes benachbart ist, liegt zwischen — 0,6 F und —1,4 F, wobei F die Gesamtbrennweite des Objektives ist. Soll die Abbildung des vorderen Hauptpunktes in den hinteren Hauptpunkt auch noch für einen größeren Spektralbezirk achromatisiert werden, ist die Ausbildung des zerstreuenden Einzelmeniskus als Kittglied unerläßlich, und zwar derart, daß die positive Linse aus schwerem Flintglas und die negative Linse aus einem Glas mit möglichst geringer Farbenzerstreuung besteht. Es liegt im Rahmen der Erfindung, weitere Kittflächen in die Linsenglieder einzufügen, um bestimmte Abbildungsfehler noch mehr zu verkleinern.

Es werden im folgenden drei Ausführungsbeispiele in den Brennweiten F — 100 angeführt. Die einzelnen Linsenglieder sind mit A bis D bezeichnet. Linsenglied B besteht aus den beiden durch die Pupille P getrennten Teilen I und II. Der Bildwinkel beträgt etwa 120° bei einem Öffnungsverhältnis von 1:8.

Im Beispiel 1 stellen im Linsenglied B die Radien r₄ und r₅ die sammelnden Kittflächen dar, welche ihre erhabenen Seiten einander zukehren. Die der Pupille P im Luftraum I₂ näher liegende Fläche r₅ ist mit 22,78 stärker gekrümmt als die davon weiter entfernte Fläche r₄ mit 40,75. Der Quotient aus der

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numerischen Summe von r₃ und r_g = 139,7 und des Abstandes von r_s bis r„ = 80,26 = 0,803 F beträgt 1,74. Die Brennweite des Einzelmeniskus A ist -1,02 F.

Im Beispiel 2, welches als Vergrößerungsobjektiv dient, kehren im Linsenglied B die mit den Radien r₅ und r_e bezeichneten sammelnden Kittflächen ihre erhabenen Seiten einander zu. Die der durch Einschnitt gekennzeichneten Pupille näher liegende Fläche r_e ist mit 24,06 stärker gekrümmt als die davon weiter entfernte Fläche r₅ mit 36,5. Der Quotient aus der numerischen Summe von r₄ und T₁ = 144,74 und des Abstandes von r₄ bis r₇ = 78,93 = 0,789 F beträgt 1,83. Die Brennweite des Einzelmeniskus A ist —1,05 F.

Beispiel 3 zeigt ein Objektiv für photogrammetrische Auswertung, bei dem die Abbildung des vorderen in den hinteren Hauptpunkt bis zu einem öffnungswinkel von ±60° praktisch frei ist von sphärischer Aberration bei eingehaltener Sinusbedingung. Diese Korrektion erstreckt sich darüber hinaus über einen größeren Spekt^albereich. Das Objektiv wird vorzugsweise benutzt für eine achtfache Vergrößerung, wobei die längere Strahlenweite auf der Seite des verkitteten Einzelmeniskus ist. Im Linsenglied B kehren die sammelnden Flächen r₅ undr₆ ihre erhabenen Seiten einander zu. Die der Blende im Luftraum I₂ näher liegende Fläche r_e ist mit 24,43 stärker gekrümmt als die davon weiter entfernte Fläche r₅ mit 37,65. Der Quotient aus der numerischen Summe von r₄ und r₉ = 141,71 und des Abstandes von r_i bis r_a = 141,71 und des Abstandes von r_i bis r₉ = 77,5 = 0,775 F beträgt 1,83. Die Brennweite des Einzelmeniskus A ist -1,055F.

Die Krümmungsradien der Linsenflächen sind mit τ, die Dicken der Linsen mit d, die Lufträume mit I, die Brechzahlen für die Heliumlinie mit n_d und die Abbeschen Zahlen mit ν bezeichnet.

Beispiel 2 Beispiel 1

40

= +103,8
= +37,96

«Ί =

r₄ =

r₅ =

+ 69,85
-40,75
+ 22,78
+2842,4
-2480,3
+ 101,0

= -69,85

'3 =

Ίο =

¹M =

-36,7 "
-54,57 ⁷
-43,96
-71,72

45

25,31 1,69651 55,6

34,17

31.63 1,72952 36,6
9,11 1,69823 31,1
6,83 1,71317 36,5 0,30

4,39 1,71079 29,7

28,0 1,71079 53,9 6ο 29,61

4,05 1,48744 70,0

13.64 ⁶S 6,33 1,48744 70,0

r_x = +96,26

r₂ = +216,61

Λ, = +36,91

r₄ = +72,86

r_s = -36,50

r₆ = +24,06

r₇ = -71,88

r₈ = -36,58

r₉ - -54,54

r₁₀= -42,85

d₁ = 19,25 1,72825 28,3

d₂= 4,01 1,69680 55,6

1₁ = 35,95

d, = 32,10 1,7335 51,0

d_i = 3,20 1,7040 33,7

d_s = 43,63 1,7149 41,3

1₂ = 30,0

d_e= 4,01 1,48749 70,0 Z₃ = 13,63

L₇ d₇= 8,3 1,48749 70,0

¹U= -70,39

Beispiel 3

r_t = +99,03

r₂ = +213,63

r_s = +37,26

r₄ = +70,65

r₅ = -37,65

r₆ = +24,43

r₇ = +2543,2

r„ =

•u

'12

d_t = 21,36 1,72825 28,3

d₂ = 3,82 1,69680 55,6 Z₁ = 36,24

d_s = 31,39 1,72916 54,8

d_i = 4,87 1,69761 38,6

d-= 6,10 1,71300 53,9 Z₂= 0,30

d_e = 34,84 1,7102 36,5 Z₃ = 30,26

d₇= 4,07 1,4875 70,0 Z₄ - 13,73

d_a=- 9,33 1,4875 70,0

-71,06 -36,93 -55,06 -43,62 -71,08

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Weitwinkelobjektiv, bestehend aus einem sammelnden Linsenglied und drei zerstreuenden Linsengliedern, die so angeordnet sind, daß das sammelnde Linsenglied auf der einen Seite von einem zerstreuenden Einzelmeniskus und auf der anderen Seite von zwei zerstreuenden Menisken umfaßt wird, wobei die erwähnten drei Menisken ihre Höhlung dem sammelnden Innenglied zukehren, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Teil des sammelnden Innengliedes, welcher dem Einzelmeniskus benachbart ist, min-

destens zwei Kittflächen mit sammelnder Wirkung befinden, die ihre erhabenen Flächen einander zukehren.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Pupille näher liegende sammelnde Kittfläche stärker gekrümmt ist als die weiter davon abliegende.

3. Objektiv nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Einzelmeniskus benachbarten Teil des sammelnden Innengliedes die nach der Pupille zu durchgebogene Kittfläche an der erhabenen Seite eine kleinere Brechzahl aufweist als an der hohlen, der Pupille abgekehrten Seite und die nach dem Einzelmeniskus durchgebogene Kittfläche an ihrer erhabenen Seite ebenfalls eine kleinere Brechzahl aufweist als an der hohlen, der Pupille zugekehrten Seite.

4. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus der numerischen Summe der Krümmungsradien der konvexen Außenflächen des sammelnden Innengliedes einerseits und dem Abstand zwischen diesen beiden Flächen andererseits größer als 1,3 und kleiner als 4 ist.

5. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden konvexen Außenflächen des sammelnden Innengliedes kleiner als 0,9 F und größer als 0,6 F ist.

6. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem mindestens dreifach verkitteten Teil des Innengliedes (I) zunächst liegende Einzelmeniskus eine Brennweite aufweist, welche zwischen —0,6 F und —1,4 F liegt, wobei F die Brennweite des Objektivs ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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