Messobjektiv für telezentrischen Strahlengang Messobjektive haben die Aufgabe, Skalen oder Konturen von Gegenständen scharf und verzeich- nungsfrei beispielsweise auf einen Projektionsschirm oder in die Brennebene eines Okulars abzubilden. Der Strahlengang soll dabei nach Möglichkeit objekt- seitig telezentrisch verlaufen, damit geringe Abwei chungen im Fokussieren des Bildes keinen Einfluss auf die Messgrösse haben.
Die Apertur der beleuchtenden Bündel wird bei Messobjektiven im allgemeinen relativ klein gewählt, beispielsweise zu 0,1 oder geringer, wobei sich diese Angabe wie üblich auf den Sinus des halben öffnungs- winkels bezieht.
Bei der Verwendung von Messobjektiven auf so genannten Profilprojektoren ist es meist erwünscht, die Brennweite der Objektive in gewissen Grenzen verändern zu können, damit ein Satz von auswechsel baren Objektiven mit exakt eingehaltenen vorgewähl ten Abbildungsmassstäben zur Verfügung steht, ohne dass der Abstand des abzubildenden Objekts von der Bildebene geändert zu werden braucht. Die hierfür nötige Abstimmung der Brennweite der Objektive sollte jedoch möglichst keine Veränderung der Bild qualität nach sich ziehen; insbesondere darf dadurch kein Verzeichnungsfehler und keine Bildkrümmung eingeführt werden.
Der bisher für Profilprojektoren vielfach verwendete sogenannte Gauss-Typus verhält sich beispielsweise in dieser Hinsicht wenig günstig.
Bei Profilprojektoren ist es ferner oft erwünscht, auch Oberflächen opaker Objekte episkopisch ab bilden zu können, wobei häufig zugunsten der Licht stärke der Abbildung auf telezentrischen Strahlengang der beleuchtenden Bündel verzichtet wird. Dieser Fall tritt vor allem bei mehr oder weniger diffus reflektie renden Objekten ein. Damit ergibt sich jedoch für das Objektiv die weitere Forderung, dass auch mit weit geöffneten Bündeln, also grösseren Aperturwer- ten, eine scharfe und verzeichnungsfreie Abbildung zustande kommen soll.
Es sind vierlinsige Objektive aus zwei äussern sammelnden und zwei innern zerstreuenden Gliedern bekannt, die sich sowohl für den telezentrischen als auch episkopischen Strahlengang bezüglich Verzeich nung, meridionaler Bildebnung und sphärischer Aberration in mässigen Grenzen korrigieren lassen, wobei jedoch infolge einer relativ hohen Petzval- summe der Sagittalfehler beträchtlich bleibt.
Die Linsenstärken und Durchbiegungen lassen sich dabei derart wählen, dass die einander zugekehrten Flächen der beiden innern zerstreuenden Glieder relativ grosse Radien aufweisen. Im Zusammenhang damit ergibt sich bei diesem Typus eine geringe Abhängigkeit des Korrekturzustandes vom Abstand der beiden innern Glieder, so dass die Änderung dieses Abstandes ein geeignetes Mittel zur Abstimmung der Brennweite des Objektivs darstellt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Messobjektiv für telezentrischen Strahlengang mit vier in Luft stehen den Gliedern, von denen das erste und letzte Glied sammelnd, das zweite und dritte Glied zerstreuend wirken, bei welchem mindestens das dritte Glied eine sammelnde Kittfläche enthält, deren hohle Seite dem Objekt zugekehrt ist.
Es wurde gefunden, dass sich durch Einführung einer derartigen Kittfläche der Zonenfehler der Ver zeichnung sowie die Petzvalsumme wesentlich ver bessern lassen, wobei die für die Abstimmung günstige Eigenschaft einer nur geringen Abhängigkeit der Kor rektur vom Abstand der beiden innern Glieder er halten bleibt. Diese Wirkung der Kittfläche ist jedoch daran gebunden, dass die Differenz der Brechungs indizes an derselben vorteilhaft merklich, insbesondere grösser als 0,05 ist.
Durch Einführen einer sammelnden Kittfläche, deren erhabene Seite dem Objekt zugekehrt ist, auch in das zweite Glied kann eine weitere Verbesserung der Petzvalsumme sowie besonders des sphärischen Zonenfehlers erzielt werden.
Auch bei diesem Aufbau des Messobjektives aus sechs Linsen lassen sich mit Vorteil die Radien der einander zugekehrten Flächen der beiden innern Glieder relativ gross, insbesondere absolut genommen grösser als die Brennweite des Objektivs halten, so dass auch hier die Abstimmung der Brennweite durch Änderung des Abstandes dieser Glieder möglich ist, ohne dass der Korrekturzustand wesentlich beeinflusst wird.
Der zuletzt beschriebene Typus mit je einer sammelnden Kittfläche in den bei den innern, zerstreuenden Gliedern eignet sich nach dem Gesagten also insbesondere für Messobjektive von Profilprojektoren, welche sowohl für Diaskopie mit telezentrischem Strahlengang als auch für Episko- pie mit weit geöffneten Bündeln benutzt werden.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind zwei bei spielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt ein korrigiertes Messobjektiv für telezentrisehen Strahlengang mit vier in Luft stehen den Gliedern. Das erste Glied ist hierbei durch die sammelnde Linse L1 und das -zweite Glied durch die zerstreuende Linse L? gebildet. Das dritte, zer streuend wirkende Glied ist aus den Linsen L3 und L.1 zusammengesetzt und enthält eine sammelnde Kitt fläche, während das vierte Glied aus der sammelnden Linse L5 besteht.
Mit dem senkrechten Doppelpfeil ist das Objekt angedeutet.
In der nachstehenden Tabelle I sind, für die Brenn weite f = 1,00, die Radien und Abstände sowie die Brechungsindizes nd für die d-Linie des Helium spektrums und die Abbeschen Zahlen v angegeben.
EMI0002.0035
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Radien <SEP> Abstände <SEP> nd <SEP> v
<tb> r1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,716
<tb> 0,047 <SEP> 1,6073 <SEP> 59,5
<tb> - <SEP> 1,086
<tb> 0,094 <SEP> 1,0000 <SEP> r3 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,518
<tb> 0,033 <SEP> 1,6477 <SEP> 33,9
<tb> r1 <SEP> = <SEP> -1,504
<tb> 0,165 <SEP> 1,0000 <SEP> r5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 5,865
<tb> 0,055 <SEP> 1,6700 <SEP> 47,2
<tb> r6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,364
<tb> 0,033 <SEP> 1,5814 <SEP> 40,8
<tb> r7 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 0,576
<tb> 0,066 <SEP> 1,0000 <SEP> rs <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 1,074
<tb> 0,047 <SEP> 1,6073 <SEP> 59,5
<tb> rg <SEP> = <SEP> - <SEP> 1,074
<tb> <I>f <SEP> =</I> <SEP> 1,00 <SEP> <I>s'</I> <SEP> = <SEP> 0,
788 Das in Fig. 2 dargestellte korrigierte Messobjektiv eignet sich besonders für Profilprojektoren, welche sowohl für Diaskopie mit telezentrischem Strahlen gang, als auch für Episkopie mit weit geöffneten Bündeln benutzt werden. Dieses Messobjektiv besteht ebenfalls aus vier in Luft stehenden Gliedern und ist aus sechs Linsen aufgebaut.
Das erste Glied besteht aus der sammelnden Linse L1. Das zweite, zerstreuend wirkende Glied ist aus der zerstreuenden Linse L@ und der sammelnden Linse L3 zusammengesetzt und enthält eine sammelnde Kittfläche. Das dritte, eben falls zerstreuend wirkende Glied ist auch aus zwei Linsen, nämlich der sammelnden Linse L4 und der zerstreuenden Linse L5, zusammengesetzt und enthält ebenfalls eine sammelnde Kittfläche. Das vierte Glied besteht aus der sammelnden Linse L6.
In der nachstehenden Tabelle sind die Radien und Abstände sowie die Brechungsindizes für die d-Linie des Heliumspektrums und die Abbesehen Zahlen für eine Brennweite von f = 1,00 angegeben.
EMI0002.0052
<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Radien <SEP> Abstände <SEP> nd <SEP> v
<tb> r1 <SEP> = <SEP> -i- <SEP> 0,687
<tb> 0,040 <SEP> <B>1</B>,7170 <SEP> 47,7
<tb> -1,379
<tb> 0,079 <SEP> 1,0000 <SEP> r3 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,485
<tb> 0,030 <SEP> 1,6131 <SEP> 44,0
<tb> r4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,314
<tb> 0,044 <SEP> 1,6516 <SEP> 58,5
<tb> r5 <SEP> = <SEP> - <SEP> 6,440
<tb> 0,040 <SEP> 1,0000 <SEP> Y6 <SEP> = <SEP> 00
<tb> 0,044 <SEP> <B>1</B>,6910 <SEP> 54,8
<tb> r7 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0,300
<tb> 0,030 <SEP> 1,6131 <SEP> 44,0
<tb> r8 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0,544
<tb> 0,099 <SEP> 1,
0000 <SEP> r9 <SEP> = <SEP> + <SEP> 1,900
<tb> 0,040 <SEP> 1,6929 <SEP> 52,4
<tb> rlo <SEP> =-0,747
<tb> f <SEP> = <SEP> 1,00 <SEP> s' <SEP> = <SEP> 0,763 In beiden Ausführungsbeispielen ist der Unter schied der Brechungsindizes an der Kittfläche des drit ten Gliedes grösser als 0,05 und die Radien der ein ander zugekehrten Flächen des zweiten und dritten Glieds sind, jeder für sich absolut genommen, grösser als die jeweilige Brennweite des Messobjektivs.
Measurement objective for telecentric beam path Measurement objectives have the task of mapping the scales or contours of objects sharply and without distortion, for example on a projection screen or in the focal plane of an eyepiece. If possible, the beam path should run telecentrically on the object side so that slight deviations in the focusing of the image have no influence on the measured variable.
The aperture of the illuminating bundle is generally chosen to be relatively small in the case of measuring objectives, for example 0.1 or less, this specification referring, as usual, to the sine of half the aperture angle.
When using measuring lenses on so-called profile projectors, it is usually desirable to be able to change the focal length of the lenses within certain limits so that a set of interchangeable lenses with precisely maintained preselected imaging scales is available without the distance of the object to be imaged from the image plane needs to be changed. However, the coordination of the focal length of the lenses required for this should not result in any change in image quality; in particular, no distortion errors and no image curvature must thereby be introduced.
The so-called Gauss type, which has so far been widely used for profile projectors, does not behave favorably in this respect, for example.
In profile projectors, it is also often desirable to be able to image surfaces of opaque objects episcopically, with the telecentric beam path of the illuminating bundle often being dispensed with in favor of the light intensity of the image. This occurs especially with more or less diffuse reflecting objects. However, this results in the further requirement for the objective that a sharp and distortion-free image should also be produced with wide-open bundles, that is to say with larger aperture values.
Four-lens lenses consisting of two externally converging and two internally dispersing members are known which can be corrected within moderate limits for both the telecentric and episcopic beam path with regard to distortion, meridional image flattening and spherical aberration, although the Petzval sum is relatively high Sagittal error remains considerable.
The lens strengths and deflections can be selected in such a way that the mutually facing surfaces of the two internally dispersing members have relatively large radii. In connection with this, with this type there is a slight dependency of the correction state on the distance between the two inner members, so that changing this distance represents a suitable means for adjusting the focal length of the objective.
The invention relates to a measuring lens for a telecentric beam path with four limbs in the air, of which the first and last limb collectively, the second and third limb dispersive, in which at least the third limb contains a collecting cemented surface, the hollow side of which is the object is facing.
It has been found that the introduction of such a putty surface of the zone errors of the Ver drawing and the Petzval sum can be significantly improved, with the favorable property for the vote of only a slight dependence of the correction on the distance between the two inner links he remains. However, this effect of the cement surface is linked to the fact that the difference in the refractive indices on the same is advantageously noticeable, in particular greater than 0.05.
By introducing a collecting putty surface, the raised side of which faces the object, also into the second link, a further improvement in the Petzval sum and especially in the spherical zone error can be achieved.
With this construction of the measuring objective from six lenses, too, the radii of the mutually facing surfaces of the two inner members can advantageously be kept relatively large, in particular larger than the focal length of the objective, so that here too the focal length can be adjusted by changing the distance between them Limits is possible without the correction state is significantly influenced.
The type described last with a collecting cement surface in each of the inner, dispersing members is, according to what has been said, particularly suitable for measuring lenses of profile projectors, which are used both for diascopy with a telecentric beam path and for episcopy with wide-open bundles.
In Figs. 1 and 2 of the drawings, two embodiments of the subject invention are shown in example.
Fig. 1 shows a corrected measuring lens for telecentric beam path with four in the air are the limbs. The first member is here through the converging lens L1 and the second member through the dispersing lens L? educated. The third, scattering-acting member is composed of the lenses L3 and L.1 and contains a collecting putty surface, while the fourth member consists of the collecting lens L5.
The object is indicated with the vertical double arrow.
In Table I below, for the focal length f = 1.00, the radii and distances and the refractive indices nd for the d-line of the helium spectrum and the Abbe numbers v are given.
EMI0002.0035
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> Radii <SEP> Distances <SEP> nd <SEP> v
<tb> r1 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0.716
<tb> 0.047 <SEP> 1.6073 <SEP> 59.5
<tb> - <SEP> 1.086
<tb> 0.094 <SEP> 1.0000 <SEP> r3 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0.518
<tb> 0.033 <SEP> 1.6477 <SEP> 33.9
<tb> r1 <SEP> = <SEP> -1.504
<tb> 0.165 <SEP> 1.0000 <SEP> r5 <SEP> = <SEP> + <SEP> 5.865
<tb> 0.055 <SEP> 1.6700 <SEP> 47.2
<tb> r6 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0.364
<tb> 0.033 <SEP> 1.5814 <SEP> 40.8
<tb> r7 <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 0.576
<tb> 0.066 <SEP> 1.0000 <SEP> rs <SEP> = <SEP> -f- <SEP> 1.074
<tb> 0.047 <SEP> 1.6073 <SEP> 59.5
<tb> rg <SEP> = <SEP> - <SEP> 1.074
<tb> <I> f <SEP> = </I> <SEP> 1.00 <SEP> <I> s' </I> <SEP> = <SEP> 0,
788 The corrected measuring objective shown in FIG. 2 is particularly suitable for profile projectors which are used both for diascopying with a telecentric beam path and for episcopying with wide-open bundles. This measuring lens also consists of four elements standing in the air and is made up of six lenses.
The first link consists of the positive lens L1. The second, diffusing element is composed of the diffusing lens L @ and the converging lens L3 and contains a converging cemented surface. The third member, which also has a diffusing effect, is also composed of two lenses, namely the converging lens L4 and the diffusing lens L5, and also contains a converging cemented surface. The fourth link consists of the positive lens L6.
The table below shows the radii and distances as well as the refractive indices for the d-line of the helium spectrum and the disregarding numbers for a focal length of f = 1.00.
EMI0002.0052
<I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> Radii <SEP> Distances <SEP> nd <SEP> v
<tb> r1 <SEP> = <SEP> -i- <SEP> 0.687
<tb> 0.040 <SEP> <B> 1 </B>, 7170 <SEP> 47.7
<tb> -1,379
<tb> 0.079 <SEP> 1.0000 <SEP> r3 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0.485
<tb> 0.030 <SEP> 1.6131 <SEP> 44.0
<tb> r4 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0.314
<tb> 0.044 <SEP> 1.6516 <SEP> 58.5
<tb> r5 <SEP> = <SEP> - <SEP> 6.440
<tb> 0.040 <SEP> 1.0000 <SEP> Y6 <SEP> = <SEP> 00
<tb> 0.044 <SEP> <B> 1 </B>, 6910 <SEP> 54.8
<tb> r7 <SEP> = <SEP> - <SEP> 0.300
<tb> 0.030 <SEP> 1.6131 <SEP> 44.0
<tb> r8 <SEP> = <SEP> + <SEP> 0.544
<tb> 0.099 <SEP> 1,
0000 <SEP> r9 <SEP> = <SEP> + <SEP> 1,900
<tb> 0.040 <SEP> 1.6929 <SEP> 52.4
<tb> rlo <SEP> = -0.747
<tb> f <SEP> = <SEP> 1.00 <SEP> s' <SEP> = <SEP> 0.763 In both embodiments, the difference between the refractive indices on the cemented surface of the third link is greater than 0.05 and the Radii of the facing surfaces of the second and third members are, each taken in absolute terms, larger than the respective focal length of the measuring lens.