CH291562A - Lichtstarkes Objektiv mit anastigmatischer Bildfeldebnung. - Google Patents

Description

  Lichtstarkes Objektiv mit anastigmatischer Bildfeldebnung.    Die Erfindung betrifft ein     lichtstarkes     Objektiv mit anastigmatischer Bildfeldebnung,  bei dem die Blende von zwei Linsengruppen  derart eingeschlossen ist, dass sowohl in der  auf der Seite der längeren Strahlungsweite  stehenden Vordergruppe als auch in der der  Blende nachfolgenden Hintergruppe je einer  einfachen unverkitteten meniskenförmigen  Einzellinse ein aus Linsen entgegengesetzten  Stärkevorzeichens zusammengesetztes Linsen  glied nachfolgt. Objektive dieser     Art    lassen  bei guter Korrektion der Öffnungsfehler ein  anastigmatisch geebnetes Bildfeld von etwa  50  nutzbarer Ausdehnung erreichen.  



  Zweck vorliegender Erfindung ist     eineVer-          minderung    der Zonenfehler in den inner- wie  ausseraxialen Teilen des anastigmatisch ge  ebneten Bildfeldes. Es können durch eine  besonders zonenarme Korrektion der Restbild  fehler dem Objektiv jene Eigenschaften erteilt  werden, die es gestatten, auch bei lichtstarken  Ausführungsformen mit einer vorgegebenen  Objektivbrennweite ein Gesichtsfeld derart  auszuzeichnen, dass das Schärfenfeld, inner  halb dessen ein für die Aufgaben der Repro  duktionstechnik normalüblicher Zustand der  Sehärfenzeichnung erreicht ist, eine solche  Ausdehnung besitzt, dass sein Durchmesser  etwa eben dieser Brennweite entspricht.  



  Erfindungsgemäss ist das Objektiv derart  aufgebaut, dass einerseits die beiden der Seite  der längeren Strahlungsweite zugekehrten  menigkenförmigen Einzellinsen (I und III)  der Vorder- und Hintergruppe ein entgegen-    gesetztes Stärkevorzeichen besitzen und gleich  zeitig der meniskenförmigen zerstreuenden  Einzellinse (III) der Hintergruppe ein im  Sinne der photographischen Aufnahme als   letztes  zählendes     Linsenglied    (IV) nach  folgt, das derart aufgebaut ist, dass es seiner  seits wieder aus zwei Einzellinsen entgegen  gesetzten Stärkevorzeichens     zusammengesetzt     ist, deren innenstehende     und    einander benach  barte Flächen gegen die Blende hohl sind,

   und  dass ausserdem die     Breehzahlen    der Gläser der  Linsen innerhalb des     Objektivs    derart verteilt  sind, dass     mindestens    sowohl die dem     Objekt-          rauin    wie die dem Bildraum am nächsten  stehende     Sammellinse        (L1    und L5)     aus    Gläsern  bestehen, deren Brechzahlen deutlich grösser  sind als 1,625.  



  Hier wie im folgenden sind die Brech  zahlen der Gläser stets auf die     d-Linie    des       Heliumsspektrums    mit einer Wellenlänge von  5876     AE    bezogen.  



  Es hat sieh als vorteilhaft herausgestellt,  die     Brechkraftverteilung    innerhalb des letzten  Linsengliedes (IV) derart zu wählen, dass die       Krümmungsradien    der beiden innenstehenden  Nachbarflächen     (R9    und     R9')    dieses Gliedes  einander gleich sind und somit zu einer Kitt  fläche     (RK)    vereinigt werden können.  



  Diese     Nachbarfläehen    sind also gegen die  Blende hohl. Vorteilhaft     ist    dieses Nachbar  flächenpaar     (PK)    in Rücksicht auf eine feine       Korrektion    der seitlichen Bildfehler so stark  durchgebogen, dass ihr     (gegebenenfalls    mitt  lerer)     Krümmungsradius    deutlich kleiner ist      als 2/5 der Äquivalentweite des Gesamt  objektives.  



  Soweit hier und im folgenden der Aus  druck  deutlich  zur Betonung eines Unter  schiedes zu einem jeweils angegebenen Wert  gebraucht ist, so soll damit stets gemeint sein,  dass die Abweichung von diesem Wert min  destens betragen soll:  Bei Brechzahlen 5 Einheiten der vierten  Dezimale,  bei Dispersions-Differenzen 0,5% des  numerischen Differenzbetrages,  bei Radien Relationen 0,5%.  



  Sofern es bei der Korrektionsdurchführung  auf eine ganz besonders zonenarme Korrektion  der seitlichen Bildfeldteile ankommt, wird die  der Blende nachfolgende einzelne     menisken-          förmige    Zerstreuungslinse (III) zweckmässig  aus einem Glas aufgebaut, dessen Brechzahl  deutlich kleiner ist als 1,59.  



  In den beistehenden Figuren sind zwei  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen  standes durch Linsenachsenschnitte dar  gestellt. In der Fig. 1 ist zugleich das Bezeich  nungsschema eingetragen. Die zu beiden Seiten  der mit     B    bezeichneten Blende     angeordneten     Linsenglieder I, II und III, IV sind ebenso  wie die Radien R, Dicken d und Luftabstände         a    der Reihe nach von der Seite der längeren  Strahlungsweite nach der Seite der kürzeren  Strahlungsweite hin durchnumeriert. Die ver  wendeten Gläser sind in gleicher Reihenfolge  durch ihre Brechzahlen nd und Abbesehen  Zahl v charakterisiert.  



  In der Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel  für eine Äquivalentbrennweite von f =150 mm  in etwa 2/3 natürlicher Grösse gegeben, dessen  Aufbau dem nachfolgenden Zahlenbeispiel  proportional ist. Die Daten dieses Zahlen  beispiels beziehen sieh auf die Brennweite 1.  Dementsprechend sind auch die Radien der  Linsen sowie die längs der optischen Achse ge  messenen Linsendicken und Luftabstände in  eben dieser gleichen Einheit angegeben. Das  nutzbare Bildfeld hat bei der hohen relativen  Öffnung von 1 : 2,3 eine Ausdehnung von 50 .

    Innerhalb eines Gesichtsfeldes, dessen Durch  messer 80 % der Brennweite beträgt, bleibt die  grösste astigmatische Einstelldifferenz kleiner  als 15 Zehntausendstel der Brennweite, wäh  rend gleichzeitig die grösste sphärische Zonen  abweichung sowie die grösste Durchkrümmung  der seitlichen Bildschalen deutlich kleiner  sind als 25 Zehntausendstel eben dieser Brenn  weite und bezogen auf die Abbildung des  fernen Objektes.

    
EMI0002.0006     
  
    Zahlenbeispiel:
<tb>  f <SEP> = <SEP> 1,0 <SEP> Relative <SEP> Öffnung <SEP> = <SEP> 1: <SEP> 2,3
<tb>  R1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,4231
<tb>  d1 <SEP> = <SEP> 0,0420 <SEP> n1 <SEP> = <SEP> 1,6676 <SEP> v1 <SEP> = <SEP> 41,9
<tb>  R2 <SEP> = <SEP> + <SEP> 1,0075
<tb>  u1 <SEP> = <SEP> 0,0018 <SEP> Luft
<tb>  Ra <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,2921
<tb>  d2 <SEP> = <SEP> 0,0887 <SEP> n2 <SEP> = <SEP> 1,7015 <SEP> v2 <SEP> = <SEP> 41,1
<tb>  R4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 1,1020
<tb>  a2 <SEP> = <SEP> 0,0004 <SEP> Luft
<tb>  R'4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 1,1020
<tb>  d3 <SEP> = <SEP> 0,0336 <SEP> n3 <SEP> = <SEP> 1,7552 <SEP> vs <SEP> = <SEP> 27,5
<tb>  R5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,1868
<tb>  a3 <SEP> = <SEP> 0,2057 <SEP> b1= <SEP> 0,10a7 <SEP> Blendenraum
<tb>  b2 <SEP> = <SEP> <B>0,1000</B>
<tb>  R6 <SEP> = <SEP> - <SEP> <B>0,2089</B>
<tb>  d4 <SEP> = <SEP> 0,

  0210 <SEP> n4 <SEP> = <SEP> 1,5673 <SEP> v4 <SEP> = <SEP> 42,8       
EMI0003.0001     
  
    f <SEP> = <SEP> 1,0 <SEP> Relative <SEP> Öffnung <SEP> = <SEP> 1:2,3
<tb>  R7 <SEP> - <SEP> 0,2819
<tb>  a4 <SEP> =0,0004 <SEP> Luft
<tb>  R8 <SEP> = <SEP> - <SEP> 1,2909
<tb>  d5 <SEP> = <SEP> 0,0892 <SEP> n5 <SEP> = <SEP> 1,6584 <SEP> v5 <SEP> = <SEP> 57,1
<tb>  Rh <SEP> = <SEP> R9 <SEP> - <SEP> 0,2072
<tb>  d6 <SEP> = <SEP> 0,0294 <SEP> n6 <SEP> = <SEP> 1,5407 <SEP> v6 <SEP> = <SEP> 47,2
<tb>  R10 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,3644       Die Glieder I und III sind also als     unver-          kittete    Einzellinsen entgegengesetzten Stärke  vorzeichens aufgebaut.  



  Das dem Glied III nachfolgende Glied IV  besteht aus zwei Einzellinsen entgegengesetz  ten Stärkevorzeichens, die beide durch das hier  als Kittfläche RK ausgebildete innenstehende  Nachbarflächenpaar vereinigt sind, dessen  Krümmungsradius mit Ra = -0,2072 gegen  die Blende hohl ist.  



  In der Vordergruppe ist das Glied II eben  falls aus zwei Einzellinsen entgegengesetzten  Stärkevorzeichens     zusammengesetzt,    deren  innenstehendes Nachbarflächenpaar R4 und  R4' gleiche Krümmungsradien aufweist und  daher im Sollfall auch verkittet werden kann.  



  Das bereits     gemannte        Nachbarflächenpaar     in dem Linsenglied IV ist, mit seinem Absolut  wert des Krümmungsradius von 0,2072, sehr  stark gekrümmt, wobei dieser Radienwert  deutlich kleiner ist als 2/5 der Gesamtbrenn  weite. Im Verlauf der Untersuchungen hat es  sich gezeigt, dass diese vorgenannte sehr starke  Durchkrümmung des Nachbarflächenpaares  RK in diesem Linsenglied IV das Abbildungs  vermögen sehr günstig beeinflusst, wobei dieses  dann einem Optimalwert zustrebt, wenn dieser  Radius so gewählt wird, dass der Krümmungs  mittelpunkt des Nachbarflächenpaares in der  Nahe des Blendenortes des Objektivs liegt.  



  Die Brechzahlenverteilung innerhalb des  Objektivs ist derart, dass die Gläser der bei  den dem Objekt- wie Bildraum am nächsten  stehenden Sammellinsen mit n1 = 1,6676 und  n5 = 1,6584 je eine Brechzahl besitzen, die  deutlich grösser ist als 1,625.    Die einzelstehende und der Blende nach  folgende meniskenförmige Zerstreuungslinse  III besteht aus einem Glas, dessen Brechzahl  mit n4 = 1,5673 deutlich kleiner ist als 1,59.  



  Das arithmetische Brechzahlenmittel sämt  licher Positivlinsen beträgt (1,6676 + 1,7015  + 1,6584) : 3 = 5,0275 : 3 = 1,67583. Der  gleiche Wert für die Negativlinsen beträgt  (1,7552 + 1,5673 +1,5407) : 3 = 4,8632 : 3 =  1,62107 und für die beiden Zerstreuungslinsen  der Hintergruppe allein (1,5673 + 1,5407)  2 = 3,1080 : 2 = 1,5540. Es ist also 1,67583  deutlich grösser als 1,640. Der Wert 1,67583 ist  auch grösser als 1,62107 + 0,0385 = 1,65957  und ist gleichzeitig grösser als 1,5540 +  0,0770 = 1,6310.

Claims (1)

1. PATENT'ANSPRUC@H Lichtstarkes Objektiv mit anastigmatischer Bildfeldebnung, bei dem die Blende von je zwei Linsengruppen derart eingeschlossen ist, dass sowohl in der auf der Seite der längeren Strahlungsweite stehenden Vordergruppe als auch in der der Blende nachfolgenden Hinter gruppe je einer einfachen unverkitteten meniskenförmigen Einzellinse ein aus Linsen entgegengesetzten Stärkevorzeichens zusam mengesetztes Linsenglied nachfolgt, dadurch gekennzeichnet,

   dass die beiden der Seite der längeren Strahlungsweite zugekehrten me- niskenförmigen Einzellinsen (I und III) der Vorder- und Hintergruppe ein entgegen gesetztes Stärkevorzeichen besitzen und gleich zeitig der meniskenförmigen zerstreuenden Einzellinse (III) der Hintergruppe ein im Sinne der photographischen Aufnahme als letztes zählendes Linsenglied (IV) nach- folgt, das seinerseits aus zwei Einzellinsen entgegengesetzten Stärkevorzeichens derart zu sammengesetzt ist, dass dessen innenstehendes Nachbarfläehenpaar gegen die Blende zu hohl ist,

   und dass ausserdem die Brechzahlen der Gläser der Linsen innerhalb des Objektivs der art verteilt sind, dass mindestens sowohl die dem Objektraum wie die dem Bildraum am nächsten stehende Sammellinse (L1 und L5) aus Gläsern bestehen, deren Brechzahlen deutlich grösser sind als 1,625. UNTERANSPRÜCHE : 1. Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite angeordneten Lin senglied (IV) die beiden innenstehenden Nach - barflächen dieses Gliedes gleich stark ge krümmt und gegen die Blende zu hohl sind. 2.

   Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite angeordnete Lin senglied (IV), welches aus zwei Einzellinsen entgegengesetzten Stärkevorzeichens zusam mengesetzt ist, ein innenstehendes Nachbar flächenpaar besitzt, welches derart stark durch gebogen ist, dass der Mittelwert seiner Krüm mungsradien kleiner ist als 2/5 der Gesamt brennweite des Objektivs. 3. Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelstehende und der Blende auf der Seite der kürzeren Strah lungsweite nachfolgende meniskenförmige Zer streuungslinse (III) aus einem Glas besteht, dessen Brechzahl deutlich kleiner ist als 1,59. 4.

   Objektiv nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelstehende und der Blende nachfolgende meniskenförmige Zerstreuungslinse (III) aus einem Glas be steht, dessen Brechzahl deutlich kleiner ist als die Brechzahlen jeder der ihr auf der Seite der längeren Strahlungsweite vor aufgehenden Linsen des Objektivs. 5. Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das im Linsenglied (IV) auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite angeordnete und gegen die Blende stark ge krümmte Nachbarflächenpaar einen solchen Mittelwert der Krümmungsradien besitzt, dass der zugehörige Krümmungsmittelpunkt in der Nähe des Blendenortes des Objektivs liegt. 6.

   Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite stehende Linsen glied (IV) aus zwei Einzellinsen entgegen gesetzten Stärkevorzeichens derart zusammen gesetzt ist, dass deren innenstehende Nachbar flächen eine gleiche Radienlänge besitzen und zusammen eine gegen die Blende zu hohle Kittfläche (Rh) bilden. 7.

   Objektiv nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite stehenden Lin senglied (IV) angeordnete Nachbarflächen paar eine gegen die Blende zu hohle, sammelnd wirkende Kittfläche bildet, deren Krümm ungs- radius deutlich kleiner ist. als 2j5 der<B>-</B> Äqui- valentbrennweite des Gesamtobjektivs. B.

   Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die das Objektiv auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite begren zende und im Sinne der photographischen Auf nahme als letzte Linse geltende Aussenlinse als negativer Meniskus ausgebildet ist, dessen Flächen gegen die Blende zu hohl sind und der aus einem Glas besteht, dessen Brechzahl deutlich kleiner ist. als 1,59. 9. Objektiv nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das arithmetische Mittel der Brechzahlen sämtlicher Positivlinsen des Gesamtobjektivs deutlich grösser ist als 1,640. 10.

   Objektiv nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet., dass das arithmetische Mittel der Breehzahlen aller Sammellinsen um mindestens 0,0385 grösser ist. als der arithme tische Mittelwert der Breehzahlen sämtlicher Zerstreuungslinsen. 11. Objektiv nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das arithmetische Mittel der Brechzahlen sämtlicher Positiv linsen des Objektivs um mindestens 0,0770 grösser ist als das Brechzahlenmittel der beiden Zerstreuungslinsen der Hintergruppe.