Fünflinsiges Objektiv aus drei in Luft stehenden Gliedern. Die vorliegende Erfindung betrifft ein fünflinsiges Objektiv, bestehend aus drei in Luft. stehenden Gliedern, von denen die beiden äussern aus je zwei miteinander ver kitteten Einzellinsen entgegengesetzten Stärke vorzeichens derart zusammengesetzt sind, dass jede der beiden verbindenden Kittflächen eine sammelnde Wirkung besitzt. Diese Ob jektiv form ist. zuerst von H. Harting 1899/1900 entwickelt und vorgeschlagen worden und wird in der angewandten Technik als Heliar- Typ bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Wei terentwicklung jener speziellen Bauform des Heliar-Typs dar, bei der die sammelnden Kittflächen gegen die innenstehende Zer streuungslinse und damit. auch gegen die Blende konvex sind. Bei dieser Form sind ausserdem die Flächenbrechkräfte auf die beiden Einzelflächen der innenstehenden Zer streuungslinse ungleichmässig verteilt und ihre Gesamtbrechkraft ist so gross bemessen, dass sie zusammen mit.
dem auf der Seite der längeren Strahlungsweite angeordneten, sam melnd wirkenden verkitteten Vorderglied eine Kombinationsbreehkraft aufweist, deren Wert zwischen -8,0 bis + 2,0 dptr, bezogen auf eine Objektivbrennweite von 100 mm, liegt, so dass also der Verlauf von Parallel strahlen, die in das Clesamtsystem auf der Seite der längeren Strahlungsweite einfallen, zwischen dieser innenstehenden ungleich schenkligen Bikonkavlinse und dem ihr nach folgenden, auf der Seite der kürzeren Strah lungsweite angeordneten stark sammelnden Kittglied, also in dem meistens als Blenden raum dienenden hintern Luftabstand, nur schwach divergent.
oder nahezu parallel oder höchstens schwach konvergent gegen die opti sche Achse geneigt ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Bildgüte in den seit lichen Gesichtsfeldteilen, unter spezieller Be rücksichtigung einer besonders feinen ausser axialen Korrektion der chromatischen Quer abweichungen für mehrere Farben, das heisst also über einen verhältnismässig breiten Spek- tralbereich hinweg.
Hierzu ist das Objektiv erfindungsgemäss derart aufgebaut, dass die beiden in den verkitteten Aussengliedern an geordneten Sammellinsen aus schwerbrechen den Gläsern bestehen, deren Brechzahl für die d-Linie des Heliumspektrums deutlich grö sser ist als 1,63 und dass ausserdem die ein zelne innenstehende ungleichschenklige Zer streuungslinse aus einem schwerbrechenden Baryt-Flint-Glas besteht, dessen Brechungs index in bezog auf die d,-Linse des Helium spektrums grösser ist als 1,58 und dessen Abbesche Zahl v grösser ist als 42.
Durch diese Brechzahlenverteilung kann der Vorteil des relativ proportionalen Ganges der einzelnen Teildispersionen zwischen Baryt- Kron- und Baryt-Flint-Gläsern ausgenutzt werden zur Verminderung der chromatischen Restaberrationen höherer Ordnung.
Zur Her beiführung einer guten Erfüllung der Schwarz- schildbedingung ist es vorteilhaft, wenn bei dem Objektiv nach der vorliegenden Erfin dung die beiden in den verkitteten Aussen- gliedern angeordneten Sammellinsen aus den genannten schwerbrechenden Barium-Kron- Gläsern bestehen und wenn ausserdem die innenstehende ungleiehschenklige Bikonkav- linse aus einem Barium-Flint-Glas des ange gebenen v-Wertes besteht,
womit für diese Linse also der Lagenbereich der Baryt-Flinte erschlossen wird. Dabei ist bei dem Objektiv nach vorliegen der Erfindung ausserdem die unverkittete Negativlinse derart ungleichschenklig gestal tet, dass ihre relative Durchbiegung, worunter das Produkt aus dem Absolutwert des Radien quotienten der im Sinne der photographi schen Aufnahme objektseitigen Vorderfläche und der bildseitigen Rückfläche mal der Öff nungszahl der Anfangsöffnung des Objektivs verstanden ist, zwischen den Werten 8,33 und 12,00 liegt.
Überall dort, wo vorstehend und nachfol gend davon die Rede ist, dass sich ein erfin dungsgemäss zu wählender Wert deutlich von einem numerisch genannten Wert unterschei den soll, wo also dieser erfindungsgemäss zu wählende Wert beispielsweise deutlich grösser oder kleiner sein soll als dieser numerische Wert, soll die Angabe deutlich bedeuten, dass sich der erfindungsgemäss zu wählende Wert um mindestens 0,5 1/o von dem angege benen numerischen Wert unterscheiden soll, soweit es sich um Dispersionsdifferenzen, tun Brechzahlendifferenzen und tim Radien relationen handelt;
dass .dagegen der Unter schied bei festgesetzten Brechzahlen selbst und ihren angegebenen Grenzwerten wenig stens 5 Einheiten der vierten Dezimale dieser Werte betragen soll.
Zur formelmässigen Darstelliuig dieses Produktes sei der auf der Seite der längeren Strahlungsweite stehende Vorderradius dieser einzelnen Zerstreuungslinse L3 und R.4 und der der kürzeren Strahlungsweite zugekehrte und damit auch meistens der Blende benach barte hintere Krümmungsradius mit R5 be zeichnet sowie die Öffnungszahl der (relati ven) Anfangsöffnung des Gesamtobjektivs durch das Symbol Z dargestellt. Der Wert dieses als Durchbiegungsprodukt PD bezeichneten Produktes soll zwischen den numerischen Grenzwerten 8,33 und 12 liegen,, bezogen auf die Absolutwerte der beiden Radien der Zerstreuungslinse.
Formelmässig wird also geschrieben: (1)<B>8,33</B> < PD < 12.00 wobei PD gegeben ist durch
EMI0002.0032
wobei im einzelnen für die Grenzwerte auch
EMI0002.0034
EMI0002.0035
geschrieben werden kann.
Zu der fortschrittlichen Bereicherung des Standes der Technik durch die vorliegende Erfindung sei in diesem Zusammenhang aus geführt, dass bereits früher Objektive des Heliar-Typs bekanntgegeben worden sind, bei denen die einzeln stehende Zerstreuungslinse aus Gläsern aufgebaut war, deren Abhesche Zahl v in der Nähe von 42 bis 44 lag, wobei es sieh jedoch immer um niedrigbreehende Leichtflinte handelte, deren Brechzahl für die d-Linie des Heliumspektrums deutlich kleiner war als 1,58.
Derartige Gläser besitzen natür lich nicht die gleiche -'ünstige spektrale Ver teilung der Teildispersionen relativ zu der jenigen der schweren Barium- oder Spezial Barium-Krone wie die der vorliegenden Er findung zugrunde gelegten sehwerbreehenden Baryt-Flinte, von denen vorwiegend diejeni gen besonders vorteilhaft sind, deren Brech- zahl deutlich grösser ist als 1,59,
bezogen auf die d-Linie des Helittmspekthums. Die Ver wendung solcher schwerbrechender Gläser ge stattet die Herbeiführung einer verbesserten Fehlerkorrektion in den seitlichen Bildfeld bereichen, ohne dass hierfür besondere Kor rektionselemente (Krümmungsradien, Flächen abstände oder Durchbiegungsverhältnisse von Linsen) in Anspruch genommen werden müssten.
Dieser erfindungsgemässe Richtweg zum technischen Handeln lässt sich auch vom rein theoretischen Standpunkt aus besonders ein fach nachweisen durch die Verknüpfung der Schwarzschildbedingung mit der Tronnierschen Bildebnungsgleichung. Die Schwarzschildbe- dingung lautet für ein System von K brechen den Flächen
EMI0003.0008
Hierin bedeuten der Reihe nach für die i\e Fläche:
gi die paraxiale Fläehenbrechkraft dieser Fläche, hi die Einfallshöhe des par allelen Hilfsstrahles an dieser Fläche, ni die zugeordnete Brechzahl des Glases an eben dieser Fläche und nx das Brechzahlenmittel der zum Aufbau des Gesamtobjektivs verwen deten Gläser, welches formelmässig als
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für den ungewogenen Mittelwert (einfaches arithmetisches Mittel) geschrieben werden kann, wofür bei diesem fünflinsigen Objektiv also der Nennerwert z = 5 beträgt.
Die vorgenannte Schwarzschildbe.dingung gibt für jede Linsenfläche den spezifischen Wirkungsanteil an der Bildkrümmung des Gesamtsystems und ist für
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streng erfüllt, womit im Fehlerbereich 32e'- Ordnung eine vollkommene Bildebnung er reicht wäre.
Für jeden beliebigen numerischen Wert
EMI0003.0027
ergibt sieh aus der Tronnierschen Gleichung als ein Mass der erzielten Bild ebnung unmittelbar die Länge des Scheitel radius der rentierenden Bildfeldkrümmung zu
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wobei ein positives Vorzeichen des numeri schen Wertes von
EMI0003.0031
in Übereinstimmung mit den Seidelsehen Vorzeichenregeln bedeutet, class diese resultierende Bildfeldschale gegen den Blendenort des Objektivs hohl ist, das heisst also, dass der verbleibende Restfehler die gleiche Richtungstendenz besitzt,
wie sie durch eine einfache äquikonvexe Positivlinse bewirkt wird.
Aus dieser Gleichung (6) ist direkt er sichtlich, dass für einen beliebigen konstruktiv erreichten Grad der Annäherung an die Er füllung der Sehwarzschildbedingung die er zielte Bildfeldebnung direkt. proportional der Brechzahlenhöhe der verwendeten Gläser ist. Durch die Einführung der schwerbrechenden Gläser konnte das Ziel der vorliegenden Er findung in vollem Umfange erreicht und damit eine massgebliche Weiterentwicklung des Heliar-Typs erzielt werden.
Auch bei hoher relativer Öffnung von etwa 1 :4,5 und darüber besitzt das Objektiv nach der Er findung eine hervorragende sphäro-chroma- tische Korrektion mit einem so weitgehend verminderten sekundären Spektrum, dass dieses Objektiv je nach seinem speziellen Auf bau als Halbapochromat ausgebildet ist oder sogar eine reguläre apochromatische Korrek- tion besitzt.
In der nachfolgenden Zahlentafel. wird eine beispielsweise Ausführungsform des Ob jektivs nach der vorliegenden Erfindung ge geben, welche bei einer relativen Öffnung von 1 :4,5 ein anastigmatiseh geebnetes Bild feld von nahezu 60 bei einer vorzüglichen sphäro-chromatischen Korrektion nebst einer besonders feinen Behebung der ehromatisehen Lateralaberrationen in den seitlichen Bildfeld teilen aufweist.
In diesem Beispiel sind die Krümmungs- radien der Linsenflächen mit R, die Achsen dicken der Linsen mit d und ihre Abstände mit a bezeichnet. Im der Seite der kürzeren Strah lungsweite zugeordneten hintern Luftabstand a., befindet sich die Blende, deren Abstand von den Scheiteln der benachbarten Flächen mit den Krümmungsradien R5 und R6 mit b1 und b2 gegeben ist. Diese Blende ist in der Zeichnung ss bezeichnet.
Die verwen deten Gläser sind durch ihre auf die d-Linie des Heliumspektrums bezogene Brechzahl 7a und die Abbesche Zahl v charakterisiert. Die Brennweite dieser beispielsweisen Aus führungsform ist gleich 1,0000 und die par axiale Schnittweite für das unendlich ferne Objekt ist mit p'o angegeben. Die nutzbare Systemöffnung beträgt 0,2222.
EMI0004.0010
<I>.Beispiel:</I>
<tb> F= <SEP> 1,0000 <SEP> 1:4,5
<tb> <U>A</U> <SEP> = <SEP> 0,8663
<tb> R1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,29207
<tb> dl <SEP> = <SEP> 0,05403 <SEP> -n1 <SEP> = <SEP> 1,65953 <SEP> v1 <SEP> = <SEP> 57,0
<tb> R2 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,84699
<tb> <I>d2</I> <SEP> = <SEP> 0,01402 <SEP> <I>aal</I> <SEP> = <SEP> 1,60266 <SEP> w., <SEP> = <SEP> 38,4
<tb> R3 <SEP> = <SEP> unendlich
<tb> a1 <SEP> = <SEP> 0,03242 <SEP> Luft
<tb> R4 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,63631
<tb> <I>d@</I> <SEP> - <SEP> 0,01409<B>@aj</B> <SEP> = <SEP> 1,64282 <SEP> 47,9
<tb> R5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,27162
<tb> b1 <SEP> = <SEP> 0,03885
<tb> a2 <SEP> = <SEP> 0,05929 <SEP> Blendenraum
<tb> b2 <SEP> = <SEP> 0,02044
<tb> R6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 2,42415
<tb> dI <SEP> = <SEP> 0,01402 <SEP> n.1 <SEP> = <SEP> 1,60266 <SEP> <B>11</B>l <SEP> = <SEP> 38,
4
<tb> R7 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> <B>0,23511</B>
<tb> d5 <SEP> = <SEP> 0,05929 <SEP> n.5 <SEP> = <SEP> 1,66867 <SEP> 7"3 <SEP> = <SEP> 47,5
<tb> Rs <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,40597 Es ist n1 = 1,65953 und 7a5 = 1,66867, beide Breehzahlen sind somit grösser als 1,63.
Die Abbesche Zahl v der einzelnen innen stehenden Bikonkavlinse ist mit v@ = 47,9 deutlich grösser als 42. Ausserdem liegt das Produkt aus dem Absolutwert des Radien verhältnisses dieser Linse und der Öffnungszahl der Anfangsöffnung des Gesamtobjektivs gemäss Gleichung (1) - 0'6363l X 4,5=PD=10,54192 <B>0,27162</B> zwischen den Werten 8,33 und 12,00.
Die dioptrische Wirkung von L5 mit der Brennweite 0,23123 ist deutlich grösser als die von L1 mit der Brennweite 0,33562.
Die Brechzahl der von den beiden ver kitteten Aussenkomponenten eingeschlossenen Negativlinse ist mit. 1,64282 deutlich grösser als 1,63.
Die Brechzahl n5 der d-Linie des Helium spektrums ist mit 1,66867 deutlich grösser als die Brechzahl der Linse L1.
Aus dem vorstehenden Zahlenbeispiel er gibt sich, da.ss die Schnittweite nach dem Radius R5 den Betrag von -181 mm auf weist. Dies entspricht einer Brechkraft von -5,5 dptr; der Wert. von -5,5 dptr liegt somit zwischen -8,0 bis -,-2,0 dptr.