Optisches Linsensystem. Es sind optische Linsensysteme bekannt, welche aus einem objektseitigen Teilsystem und einem von demselben durch Luft ge trennten bildseitigen Teilsystem bestehen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein solches zweiteiliges Linsensystem. Das selbe zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die in den objektseitigen Teil ein tretenden Hauptstrahlen mit ihren zugehö rigen Strahlenbündeln durch das bildseitige Teilsystem gegen die optische Achse hin abgelenkt werden, wobei die Gesamtbau länge des Linsensystems mindestens das 0,7fache und höchstens 2fache der Gesamt brennweite beträgt, und die Brennweite des bildseitigen Teilsystems sich um nicht mehr als 200/, von der Gesamtbrennweite unter scheidet.
Umfangreiche, eingehende Berechnungen haben gezeigt, dass unter Einhaltung dieser Bedingungen Linsensysteme erhalten werden können, deren lichttechnische Eigenschaften denjenigen der bisher bekannten holo- und hemisymmetrischen Doppelobjektive, der Triplets und der von ihnen abgeleiteten Formen überlegen sind. Insbesondere können die Einzelbrechkräfte der Linsen klein ge wählt werden, so dass die Herstellungskosten gering sind, ohne dass anderseits die Petz- valsumme, welche für die Bildwölbung mass geblich ist, unzulässig gross wird.
Da die Hauptstrahlen durch das bildsei- tige Teilsystem gegen die optische Achse hin abgelenkt werden, hat das Linsensystem gegenüber denjenigen Systemen, bei welchen die Hauptstrahlen schiefer auf die Bild ebene auftreffen, den Vorteil, dass der Hellig keitsabfall, soweit er durch die geome trischen Bedingungen des Systems bedingt ist, kleiner ist, wie dies aus der schweize rischen Patentschrift Nr. 260902 der Anmel- deyin hervorgeht.
Da die Brennweite des bildseitigen Teil systems sich nur wenig (höchstens um 20%) von der Gesamtbrennweite unterscheidet, wird die Offnung des Systems im wesentlichen durch das objektseitige Teilsystem und die Gesamtbrennweite im wesentlichen durch das bildseitige Teilsystem bestimmt, was aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 260902 der Anmeldeyin ebenfalls hervorgeht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele des erfindungsgemässen Linsen systems dargestellt. Nach Fig. 1 ist das objektseitige Teilsystem 1 des sphärisch und chromatisch korrigierten Linsensystems aus zwei miteinander verkitteten Einzellinsen zusammengesetzt.
Das durch Luft von dem selben getrennte bildseitige Teilsystem 2 besteht seinerseits aus drei ebenfalls durch Luft voneinander getrennten Gliedern 2, welche die in das Teilsystem 1 eingetretenen Hauptstrahlen so gegen die optische Achse des Systems hin ablenken, dass sie senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Bildebene auftreffen. Zwischen dem objektseitigen er sten Teilsystem 1 und dem Teilsystem 2 liegt die Blende 3.
Wenn die Hauptstrahlen in teleskopischem Strahlengang aus dem Teil system 2 austreten, dann liegt die Blende 3 im vordern Brennpunkt des bildseitigen Teilsystems 2 und gleichzeitig in der hintern Hauptebene des Teilsystems 1.
Bei nicht ganz parallelem Austritt der Hauptstrahlen aus dem Teilsystem 2 ergibt sich eine kleine Verschiebung des Blendenortes. Wie aus den nachstehend angegebenen optischen Daten für dieses Beispiel hervorgeht, betragen die Gesamtbaulänge im dargestellten Beispiel 80,2 und die Gesamtbrennweite 44,7, so dass die Gesamtbaulänge das 1,8fache der Ge samtbrennweite darstellt. Die Brennweite des Teilsystems 1 ergibt sich zu 382,0; sie ist daher grösser als die Gesamtbrennweite.
Die Brennweite des aus drei Gliedern bestehenden Teils 2 beträgt 45,1; sie weicht daher von der Gesamtbrennweite um 1,0% ab.
Der Abstand der einander zugekehrten Hauptpunkte der beiden Teilsysteme 1 und 2 beträgt 52,79, das heisst das 1,18fache der Gesamtbrennweite. Die Berechnungen zei gen, dass es vorteilhaft ist, wenn dieser Abstand mindestens das 0,6fache der Ge samtbrennweite beträgt.
Die optischen Daten des Ausführungs beispiels nach Fig. 1 sind folgende:
EMI0002.0023
<I>nD <SEP> v</I>
<tb> r1 <SEP> -f- <SEP> 116'9 <SEP> dl <SEP> = <SEP> 6,26 <SEP> 1,567 <SEP> <I>5</I><B>1</B>
<tb> r2 <SEP> = <SEP> - <SEP> 50,73 <SEP> d2 <SEP> = <SEP> 244 <SEP> 1,648 <SEP> 34
<tb> r3 <SEP> = <SEP> - <SEP> 307,3 <SEP> 11 <SEP> -= <SEP> 3,62
<tb> r4 <SEP> = <SEP> - <SEP> 214,8 <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 2,44 <SEP> 1,640 <SEP> 58
<tb> r5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 21,57 <SEP> d4 <SEP> = <SEP> 8,58 <SEP> 1,510 <SEP> 64
<tb> r6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 1257 <SEP> 12 <SEP> = <SEP> 15,52
<tb> r, <SEP> _ <SEP> + <SEP> 113,2 <SEP> d5 <SEP> = <SEP> 939 <SEP> 1,620 <SEP> 60
<tb> r8 <SEP> = <SEP> - <SEP> 64,66 <SEP> 13 <SEP> = <SEP> 22,80
<tb> r9 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 54,83 <SEP> d' <SEP> = <SEP> 9,13 <SEP> 1,
620 <SEP> 60
<tb> rlo <SEP> = <SEP> - <SEP> 190,7
<tb> f <SEP> = <SEP> 44,67 <SEP> s'lo <SEP> = <SEP> 26,5 In dieser Tabelle bedeuten in üblicher Weise: r1 - rlo die von links nach rechts aufeinanderfolgenden Radien der Einzel- linsen, dl - ds die Dicken der Einzellinsen, 11 - 13 die Luftabstände, f die Gesamtbrenn weite, s'lo die Schnittweite,
nD den Bre- chungsindex für die D-Linie des Spektrums und v den Abbeschen Streuungskoeffi zienten. Die Lichtstärke dieses beispiels weise für photographische Aufnahmen von 24 X 36 mm bestimmten optischen Linsen systems ist 1:1,3.
In Fig. 2 und 3 ist der Korrekturzustand dieses Linsensystems graphisch dargestellt, wobei in Fig. 2 die ausgezogene Kurve die sphärische Abweichung und die gestrichelte Kurve die Abweichung von der Sinus-Be- dingung in Funktion der Öffnung bedeutet.
In Fig. 3 ist die Bildfeldwölbung in Funktion der Neigung der einfallenden Strahlen dar gestellt, wobei die ausgezogene bzw. ge strichelte Kurve die sagittalen bzw. meri- dionalen Bildpunkte bedeuten.
Obwohl das bildseitige Teilsystem be sonders leicht aus drei Gliedern aufgebaut werden kann, ist es möglich, dasselbe auch aus nur zwei Gliedern zusammenzusetzen. Fig. 4 zeigt ein derartiges Ausführungsbei spiel. Die Konstruktionsdaten dieses eben falls sphärisch und chromatisch korrigierten Linsensystems sind in der folgenden Tabelle angegeben.
EMI0002.0061
<I>nD <SEP> v</I>
<tb> r1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 18,23 <SEP> d <SEP> = <SEP> 1,62 <SEP> 1,5474 <SEP> 53,6
<tb> r2 <SEP> = <SEP> + <SEP> 15,00 <SEP> 111 <SEP> = <SEP> 31,10
<tb> r3 <SEP> = <SEP> + <SEP> 69,27 <SEP> d2 <SEP> = <SEP> 2,63 <SEP> 1,7408 <SEP> 27,7
<tb> r4 <SEP> = <SEP> -E- <SEP> 32,40 <SEP> 12 <SEP> = <SEP> 0,98
<tb> rs <SEP> = <SEP> + <SEP> 40,61 <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 9,83 <SEP> 1,6115 <SEP> 59,6
<tb> r, <SEP> = <SEP> - <SEP> 28,16
<tb> f <SEP> = <SEP> 45,06 <SEP> s' <SEP> = <SEP> 50,53 Die Brennweite des ersten zerstreuenden Teilsystems ist - 163,7, die Brennweite des zweiten Teilsystems ist 41,01 und die Gesamt brennweite ist -j- 45,06. Die Gesamtbau länge beträgt 46,16.
Die Gesamtbaulänge ist daher das 1,03fache der Gesamtbrenn weite, und die Brennweite des ersten Teils ist - absolut gemessen - grösser als die Gesamtbrennweite, und die Brennweite des zweiten Teilsystems unterscheidet sich um 9% von der Gesamtbrennweite.
Die Einzellinsen des optischen Linsen systems können gegebenenfalls -aus ultrarot oder ultraviolett durchlässigem Material her gestellt sein, je nachdem ultrarotes oder ultraviolettes Licht in der Bildebene zur Auswirkung gelangen soll. Es können auch Glassorten verwendet werden, welche nur partiell durchlässig sind, z. B. Gelbglas oder andere Gläser mit entsprechenden Filter eigenschaften. Auch in diesem Falle bedarf es noch einer gewissen chromatischen Korrek- tion des Linsensystems, da das filrierte Licht nicht ganz monochromatisch ist.
Da, wie eingangs erwähnt wurde, die Funktionen vom hintern und vordern Teil system weitgehend voneinander unabhän gig sind, ist es unter Umständen vorteil haft, das vordere Teilsystem leicht lösbar an der Fassung zu befestigen, um es auswech seln zu können. Man kann damit bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen beispiels weise das Öffnungsverhältnis oder die letzte Schnittweite des Gesamtsystems (für Spe zialkameras) oder auch den Bildcharakter (z. B. Weichzeichner) ändern.
Optical lens system. Optical lens systems are known which consist of an object-side subsystem and an image-side subsystem separated from the same by air. The present invention relates to such a two-part lens system. According to the invention, the same is characterized in that the main rays entering the object-side part with their associated beam bundles are deflected towards the optical axis by the image-side subsystem, the overall length of the lens system being at least 0.7 times and at most 2 times the total focal length, and the focal length of the image-side subsystem does not differ from the total focal length by more than 200 /.
Extensive, in-depth calculations have shown that, if these conditions are met, lens systems can be obtained whose photometric properties are superior to those of the previously known holo- and hemisymmetric double lenses, the triplets and the shapes derived from them. In particular, the individual refractive powers of the lenses can be selected to be small, so that the manufacturing costs are low without, on the other hand, the Petzval sum, which is decisive for the image curvature, becoming inadmissibly large.
Since the main rays are deflected towards the optical axis by the image-side subsystem, the lens system has the advantage over those systems in which the main rays strike the image plane at an oblique angle that the decrease in brightness, insofar as it is caused by the geometric conditions of the system is smaller, as can be seen from the applicant's Swiss patent specification No. 260902.
Since the focal length of the image-side subsystem differs only slightly (at most by 20%) from the total focal length, the aperture of the system is essentially determined by the object-side subsystem and the total focal length is essentially determined by the image-side subsystem, which is evident from Swiss Patent No. 260902 of the registration also appears.
In the drawing, two execution examples of the lens system according to the invention are shown. According to FIG. 1, the object-side subsystem 1 of the spherically and chromatically corrected lens system is composed of two individual lenses cemented to one another.
The image-side subsystem 2, separated by air from the same, consists in turn of three members 2, also separated from one another by air, which deflect the main rays that have entered the subsystem 1 towards the optical axis of the system in such a way that they strike the image plane perpendicularly or approximately perpendicularly . The aperture 3 is located between the object-side first subsystem 1 and the subsystem 2.
When the main rays emerge from the subsystem 2 in a telescopic beam path, the diaphragm 3 lies in the front focal point of the subsystem 2 on the image side and at the same time in the rear main plane of the subsystem 1.
If the main rays exiting the subsystem 2 are not completely parallel, there is a small shift in the diaphragm location. As can be seen from the optical data given below for this example, the total length in the example shown is 80.2 and the total focal length 44.7, so that the total length is 1.8 times the total focal length. The focal length of subsystem 1 results in 382.0; it is therefore greater than the total focal length.
The focal length of the three-membered part 2 is 45.1; it therefore deviates from the total focal length by 1.0%.
The distance between the mutually facing main points of the two subsystems 1 and 2 is 52.79, that is to say 1.18 times the total focal length. The calculations show that it is advantageous if this distance is at least 0.6 times the total focal length.
The optical data of the execution example according to Fig. 1 are as follows:
EMI0002.0023
<I> nD <SEP> v </I>
<tb> r1 <SEP> -f- <SEP> 116'9 <SEP> dl <SEP> = <SEP> 6.26 <SEP> 1.567 <SEP> <I>5</I> <B> 1 < / B>
<tb> r2 <SEP> = <SEP> - <SEP> 50.73 <SEP> d2 <SEP> = <SEP> 244 <SEP> 1.648 <SEP> 34
<tb> r3 <SEP> = <SEP> - <SEP> 307.3 <SEP> 11 <SEP> - = <SEP> 3.62
<tb> r4 <SEP> = <SEP> - <SEP> 214.8 <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 2.44 <SEP> 1.640 <SEP> 58
<tb> r5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 21.57 <SEP> d4 <SEP> = <SEP> 8.58 <SEP> 1.510 <SEP> 64
<tb> r6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 1257 <SEP> 12 <SEP> = <SEP> 15.52
<tb> r, <SEP> _ <SEP> + <SEP> 113.2 <SEP> d5 <SEP> = <SEP> 939 <SEP> 1.620 <SEP> 60
<tb> r8 <SEP> = <SEP> - <SEP> 64.66 <SEP> 13 <SEP> = <SEP> 22.80
<tb> r9 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 54.83 <SEP> d '<SEP> = <SEP> 9.13 <SEP> 1,
620 <SEP> 60
<tb> rlo <SEP> = <SEP> - <SEP> 190.7
<tb> f <SEP> = <SEP> 44.67 <SEP> s'lo <SEP> = <SEP> 26.5 In this table, the following mean in the usual way: r1 - rlo are the radii of the individual that follow one another from left to right - lenses, dl - ds the thickness of the individual lenses, 11 - 13 the air gaps, f the total focal length, s'lo the back focal length,
nD is the refractive index for the D line of the spectrum and v is the Abbe scattering coefficient. The light intensity of this example for photographic recordings of 24 X 36 mm certain optical lens system is 1: 1.3.
The correction state of this lens system is shown graphically in FIGS. 2 and 3, the solid curve in FIG. 2 denoting the spherical deviation and the dashed curve denoting the deviation from the sinusoidal condition as a function of the opening.
In FIG. 3, the field curvature is shown as a function of the inclination of the incident rays, the solid or dashed curve denoting the sagittal or meridional image points.
Although the image-side subsystem can be particularly easily built up from three members, it is possible to assemble the same from only two members. Fig. 4 shows such a game Ausführungsbei. The design data of this spherically and chromatically corrected lens system are given in the following table.
EMI0002.0061
<I> nD <SEP> v </I>
<tb> r1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 18.23 <SEP> d <SEP> = <SEP> 1.62 <SEP> 1.5474 <SEP> 53.6
<tb> r2 <SEP> = <SEP> + <SEP> 15.00 <SEP> 111 <SEP> = <SEP> 31.10
<tb> r3 <SEP> = <SEP> + <SEP> 69.27 <SEP> d2 <SEP> = <SEP> 2.63 <SEP> 1.7408 <SEP> 27.7
<tb> r4 <SEP> = <SEP> -E- <SEP> 32.40 <SEP> 12 <SEP> = <SEP> 0.98
<tb> rs <SEP> = <SEP> + <SEP> 40.61 <SEP> d3 <SEP> = <SEP> 9.83 <SEP> 1.6115 <SEP> 59.6
<tb> r, <SEP> = <SEP> - <SEP> 28.16
<tb> f <SEP> = <SEP> 45.06 <SEP> s' <SEP> = <SEP> 50.53 The focal length of the first dispersing subsystem is - 163.7, the focal length of the second subsystem is 41.01 and the total focal length is -j- 45.06. The total construction length is 46.16.
The total length is therefore 1.03 times the total focal length, and the focal length of the first part is - measured in absolute terms - greater than the total focal length, and the focal length of the second subsystem differs by 9% from the total focal length.
The individual lenses of the optical lens system can optionally be made of ultra-red or ultra-violet-permeable material, depending on whether ultra-red or ultra-violet light is to have an effect in the image plane. It is also possible to use types of glass which are only partially permeable, e.g. B. yellow glass or other glasses with appropriate filter properties. In this case, too, a certain chromatic correction of the lens system is still required, since the filtered light is not entirely monochromatic.
Since, as mentioned at the beginning, the functions of the rear and front subsystem are largely independent of one another, it may be advantageous to attach the front subsystem to the socket in an easily detachable manner so that it can be exchanged. You can use it to change the focal ratio or the last focal length of the overall system (for special cameras) or the image character (e.g. soft focus) with otherwise unchanged conditions.