DD291854B5

DD291854B5 - Lichtstarkes sechslinsiges objektiv

Info

Publication number: DD291854B5
Application number: DD33754390A
Authority: DD
Inventors: Volker Dipl-Ing Dr Tautz; Guenther Dipl-Math Benedix
Original assignee: Docter Praezisionsoptic Saalfe
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1993-09-30
Also published as: DD291854A5; DE4102377A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erfindungsgemäße Objektiv ist für Abbildungsaufgaben auf CCD-Empfanger, Fernsehaufnahmeröhren oder Filmmaterial geeignet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Objektive für diesen Anwendungszweck, die sich durch eine hohe Auflösung der Bildelemente bei ausreichend gutem Kontrast auszeichnen, sind bekannt. Diese Objektive haben jedoch einige Nachteile. Entweder besitzen sie nicht die erforderliche Lichtstärke, besitzen keine gleichmäßige Bildgüte über das gesamte Bildfeld oder enthalten mehr als sechs Linsen. Aus der US-PS 4671626 ist ein fünflinsiges Objektiv mit einer relativen Öffnung von 1:1,73 bekannt. Für die geforderte relative Öffnung von 1:1,4 kann mit diesem Objektivtyp die erforderliche Korrektion der Bildfehler nicht mehr erreicht werden. Siebenlinsige Objektive sind aus den Patenten DD 160501 und DD 245059 A1 bekannt. Diese Objektivtypen besitzen die erforderliche relative Öffnung von 1:1,4, aber durch den Aufbau aus sieben Linsen ergibt sich ein erhöhter Fertigungsaufwand und der Objektivtyp nach DD 160501 gestattet kein kompakt aufgebautes Objektiv.

In DE 2057602 wird ein sechslinsiges Objektiv, das aus einer Sammellinse, einer streuenden Meniskuslinse, einem sammelnden Kittglied, einer Sammellinse und einer sammelnden Meniskuslinse besteht, für eine relative Öffnung von 1:1 beschrieben. Dieses Objektiv ist nicht für den erforderlichen Feldwinkel von 2δ = 38° geeignet, da es diesen Feldwinkel nicht mit der erforderlichen Korrektion auszeichnet. Ursache sind die bei diesem Objektiv bei großen Feldwinkeln auftretende Bildfeldwölbung und der dabei vorhandene Astigmatismus.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und für den genannten Anwendungszweck ein leistungsfähiges Objektiv zu entwickeln. Dabei soll eine wirtschaftliche Herstellung gegeben sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein lichtstarkes Objektiv mit einer relativen Öffnung von 1:1,4 und einem Feldwinkel von 2δ = 38" zu schaffen, das für das gesamte Bildfeld gleichmäßig gut korrigiert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem derartigen Objektiv, das aus einer sammelnden und einer streuenden Meniskuslinse, deren konkave Flächen zur Aperturblende zeigen, der Aperturblende, einer planparallelen Filterplatte, einem sammelnden Kittglied, das sich aus einer Zerstreuungslinse und einer Sammellinse zusammensetzt, einer Sammellinse und einer sammelnden Meniskuslinse, deren konkave Fläche zur Bildebene zeigt, besteht, dadurch gelöst, daß die folgenden Bedingungsgleichungen erfüllt werden:

-0,02 Γ < r₃-r₄-d₂< 0,05 Γ (1),

0,45 f < l₂ + d₃/n₃ + l₃<0,80f (2),

n₄-n₅<0,03 (3),

1,73<(n₅ + n₆ + n₇)/3 (4),

51,0<(V₅ + V₆ + V₇)/3 (5),

worin die Symbole folgende Bedeutung haben:

f -Gesamtbrennweite,

r; - Radius der i-ten Systemfläche,

d, -Mittendicke des j-ten Elements,

l_k -k-ter Luftabstand,

tij - Brechzahl n„ des j-ten Elements

V₁ -Abbesche ZahlV_e des j-ten Elements

Der Blendenraum ist so dimensioniert, daß er den Einbau einer Filterplatte zuläßt.

Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau und die Wahl der Konstruktionsparameter kann der an sich prinzipiell bekannte Systemtyp für ein größeres Bildfeld bei ausgewogener Korrektion aller Abbildungsfehler eingesetzt werden. Gleichzeitig wurde erreicht, daß die durch den notwendigen großen Blendenraum für den Einsatz der Filterplatte stark anwachsenden Bildfehler kompensiert werden können und eine geringe Verzeichnung erreicht wird.

Das sammelnde Kittglied hat erfindungsgemäß nach Bedingung (3) einen kleinen Brechzahlsprung an der Kittfläche. Der Radius der Fläche zum Blendenraum ist so ausgeführt, daß für den Hauptstrahl ein kleiner Einfallswinkel und damit eine geringe Ablenkung durch die Brechung an dieser Fläche auftritt, was sich günstig auf die Komakorrektion auswirkt. Durch die relativ stark gekrümmte Kittfläche in Verbindung mit dem geringen Brechzahlsprung trägt sie wesentlich zur Korrigierbarkeit des Astigmatismus bei.

Die Sammellinse und der sammelnde Meniskus wurden erfindungsgemäß nach Bedingung (4) aus hochbrechendem Glas aufgebaut. In Verbindung mit der Wahl der Krümmungsradien wurde eine gleichmäßige Aufteilung der Strahlablenkung auf die Linsenflächen erreicht. Dies führt zur Kompensation des bewußt an der zerstreuenden Meniskuslinse zugelassenen Restöffnungsfehlers.

Ausführungsboispiel

Die Erfindung soll anhand nachstehendei Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt das Linsenschnittbild und Fig. 2,3 und <\ zeigen grafische Darstellungen des Korrektionszustandes der erfindungsgemäßen Lösung.

Fig. 1 zeigt das Linsenschnittbüd des orfindungsgemäßen Objektivs. Danach besteht das Objektiv in Lichtrichtung aus einer sammelnden Meniskuslinse L1 und einer streuenden Meniskuslinse L2, deren konkave Flachen zur Aperturblende zeigen, der Aperturblende B, einer planparallolen Filterplatte P, einem schwach sammelnden Kittglied K1, das sich aus einer Zerstreuungslinse L3 und einer Sammellinse L 4 zusammensetzt, einer Sammellinse L5 sowie einer sammelnden Meniskuslinse L6, deren konkave Fläche zum Bild zeigt.

Die gleichmäßig gute Korrektion über das gesamte Bildfeld wird durch die geschilderte Anordnung der Linsen L1 bis L6, der Filterplatte P und der Aperturblende B mit den Radien r,, den Mittendicken dj, den Brechzahlen n_e und Abbeschen Zahlen v_e, sowie den Luftabständen l_k erreicht, deren Werte in der Tabelle zu Patentanspruch 2 angegeben sind.

Fig. 2 zeigt die sphärochromatischen Längsabweichungen in Abhängigkeit von der Apertur für die Wellenlängen e und g.

Fig. 3 zeigt die Längenabweichungen der sagittalen und meridionalen Bildschale in Abhängigkeit vom Feldwinkel o.

Fig. 4 zeigt die Verzeichnung in Abhängigkeit vom Feldwinkel u.

Claims

1. Lichtstarkes sechslinsiges Objektiv mit einer relativen Öffnung von 1:1,4 und einem Feldwinkel von = 38°, daß in Richtung Bild aus einer sammelnden und einer streuenden Meniskuslinse, deren konkave Flächen zur Aperturblende zeigen, der Aperturblende, einer planparallelen Filterplatte, einem sammelnden Kittglied, das sich aus einer Zerstreuungslinse und einer Sammellinse zusammensetzt, einer Sammellinse sowie einer sammelnde Meniskuslinse, deren konkave Fläche zum Bild zeigt, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden fünf Bedingungsgleichungen eingehalten sind:

-0,02f < r₃-r.,-d₂<0,05f (1),

0,45 f < I₂ + d₃/n₃ + I₃ < 0,80 Γ (2),

n,,-n₅<0,03 (3),

1,73<(n_s + n₆+n₇)/3 (4),

51,CX(V-I-V₆+ V₇)/3 (5),

worin die Symbole folgende Bedeutung haben:

f -Gesamtbrennweite,

r, - Radius der i-ten Systemfläche,

dj -Mittendickedesj-ten Elements,

l_k -k-ter Luftabstand,

nj -Brechzahl n_edesj-ten Elements

Vj -Abbesche ZahlV_edes j-ten Elements

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Konstruktionsdaten vorliegen:

f = 1 relative Öffnung 1:1,4

s' = 0,528 Feldwinkel2 a = 38°

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