DD132152B1 - Lichtstarkes objektiv mit grossem bildfeld - Google Patents

Description

1,6241

1,7231

1,6241

63,9 63,9 63,9 28,1 49,0

36,1 29,3

36,1

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird vorwiegend in der Schirmbildfotografie zum Abbilden der Leuchtschirme, wie z. B. Röntgen- oder Oszillografenschirme auf fotoempfindliche Schichten angewendet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher bekanntgewordene Objekte für das angegebene Anwendungsgebiet bestehen in Lichtrichtung, daß heißt vom Objekt zum Bild gesehen, aus einer Gruppe von Sammellinsen, einem bikonkaven Linsenglied, einer Bikonvexlinse sowie zwei weiteren Linsengliedern, von denen das vorletzte ein dicker und zum Bild hohler Meniskus und das letzte eine plankonkave Smyth-Linse ist, die ihre Planfläche dem Bild zuwendet. Diese oder ähnliche Konstruktionen eignen sich bisher nur für relativ kleine Bildfelder mit einem Durchmesser von maximal dem 0,9fachen der Brennweite. Dabei tritt bei diesen bekannten Objekten bereits eine so starke Bildfeldwölbung auf, daß eine weitere Vergrößerung des nutzbaren Bildfeldes unmöglich ist. Außer der starken Bildfeldwölbung macht sich bei größeren Bildfeldern auch die Verzeichnung störend bemerkbar.

Technisch haben die bekannten Objektive den Nachteil, daß die Gruppe von Sammellinsen zwei Linsen mit Gläsern enthalten, deren Brechzahlen größer als 1,6 sind. Diese Gläser sind im allgemeinen besonders schwer und relativ teuer, was sich insbesondere dann bemerkbar macht, wenn bei größeren Bildfeldern die Linsendurchmesser gegenüber dem Durchmesser des

Acsenbüschels überhöht werden müssen.

i-n WP 107348 wurde versucht, bei einer gleichzeitigen ökonomischen Einsparung die Bildleistung и=і эіпет solchen Objektiv innerhalb eines Bildfelddurchmessers bis zu maximal dem 0,9fachen der Brennweite zu verbessern, indem für die Smyth-Linse Gläser mit extrem hohen Brechzahlen über 1,7 eingeführt wurden. Jedoch auch in diesem Falle bleibt eine relativ hohe kissenförmige Verzeichnung, größer als 5%, speziell bei Bildfeldern in der Größenordnung des 0,9fachen der Brennweite,

bestehen.

Für Bildfelder mit einem Durchmesser größer als die Brennweite ist das Prinzip des Einsatzes hochbrechender Gläser in Feldlinsen nichtgangbar, da sonst die stark geneigten Komastrahlen an der Planfläche der Smyth-Linse totalreflektiert würden.

Ziel der Erfindung

Mit Hilfe der Erfindung soll es möglich werden, Bilder auf Leuchtschirmen von Bildwandlern mit kürzeren Expositionszeiten in möglichst raumsparenden Anordnungen zu fotografieren.

-2- 2CO 335

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv zu schaffen, welches bei einer Öffnung von mindestens 1:0,8 und einem Abbildungsmaßstab /3=1:4 einen Bildkreisdurchmesser größer als die Brennweite auszeichnet. Gleichzeitig soll bei einem solchen Objektiv die effektive Glasmasse der Frontlinse reduziert und außerdem eine ökonomische Einsparung dadurch erreicht werden, daß auf Schwerkrongläser in den Frontlinsen ganz verzichtet wird und im ganzen Objektiv nur eine Kittgruppe erscheint.

Erfindungsgemäß gelingt eine Lösung dadurch, daß die Gruppe von Sammellinsen aus drei sammelnden Einzellinsen besteht, wodurch sich die brechende Wirkung auf mehrere Flächen verteilt. In gleicher Weise wird eine günstige sphärische Aberration und gleichmäßige Verteilung der sammelnden Brechkraft durch eine insgesamt sammelnde Wirkung des vor der Smyth-Linse befindlichen dicken Meniskus gewährleistet. Durch diese Maßnahmen wird der Einsatz der billigsten und spezifisch leichtesten Krongläser (z. B. BK-Gläser oder BaK-Gläser) in der Gruppe von Sammellinsen, d. h. in den Frontlinsen, ermöglicht. Da sich bei Bildfelddurchmessern größer als die Brennweite der Einsatz eines hochbrechenden Glases in der Smyth-Linse wegen der sonst auftretenden Totalreflexion verbietet, muß zur Erlangung einer zonenfreien Korrektur der Bildfeldwölbung eine Veränderung des optischen Weges für stark geneigte Lichtbündel auf geometrischem Wege erreicht werden. Das gelingt dadurch, daß der zwischen dem bikonkaven Linsenglied und der nachfolgenden Bikonvexlinse befindliche Luftraum die Form eines sammelnden, stark durchgebogenen und zum Bild hohlen Meniskus erhält, wodurch eine extreme Abknickung (Brechung) der geneigten Bündel — und speziell deren oberer Komastrahlen — erfolgt und die gewünschte Verlängerung des optischen Weges erreicht wird. Die den Luftmeniskus bildenden optisch brechenden Flächen müssen dabei so stark gekrümmt sein, daß ihre Radien kleiner als die Objektivbrennweite sind. Eine zu stark astigmatische Unterkorrektion für den Bildrand wird dabei durch die streuende Wirkung dieses Luftmeniskus vermieden, dessen bildseitige optisch brechende Fläche einen mindestens 10% größeren Radius hat als die objektseitige. Durch die starke Durchbiegung und die Dicke des Luftmeniskus, die zwischen 5% und 20% der Brennweite beträgt, wird außer der Feldebnung auch die Komakorrektur möglich. Diese spezifische Wirkung des Luftmeniskus wird allerdings nur erreicht, wenn das bikonkave Linsenglied genügend dick ist. Auskorrigierte Objektive des erfindungsgemäßen Typs sind möglich bei einer Dicke des bikonkaven Linsengliedes, die mehr als das 0,3fache der Brennweite beträgt.

Infolge der relativ hohen Brechkraft des bikonkaven Linsengliedes kann bei einem solchen Aufbau auf eine Kittfläche innerhalb dieses Gliedes zum Zwecke der Achromatisierung verzichtet werden, so daß das ganze Objektiv aus nur acht Linsen besteht. Nach den angegebenen Bedingungen errechnete Konstruktionselemente sind für ein erfindungsgemäßes Objektiv in der Tabelle angegeben.

Ausführungsbeispiel

Anhand der Zeichnung sollen im folgenden einige Erläuterungen zu der Erfindung gegeben werden. Es zeigt:

Figur: ein Linsenschnittbild gemäß Tabelle

In der Tabelle sind die Konstruktionselemente für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Objektivtyps angegeben.

Für die Frontlinsen wurde das billige BK7-Glas eingesetzt. Überhaupt gewährleistet das Beispiel eine besondere ökonomische Fertigung.

Wegen der verbesserten Korrektion der oberen Koma kann im Beispiel der Durchmesser der Frontlinse sehr klein bleiben; und speziell der der ersten Linse braucht den Durchmesser des axialen Strahlenbüschels nur weniger als 10% zu übersteigen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Lichtstarkes Objektiv mit großem Bildfeld und einem Abbildungsmaßstab /3=1:4, gekennzeichnet dadurch, daß das Objektiv durch folgende Konstruktionselemente in der Tabelle charakterisiert ist:

   Brennweite f = 1 Relative Öffnung 1:0,8

   Abbildungsmaßstab/3' = 1:4 Bildkreisdurchmesser = 1 ,If

   Radien Dicken und Luftabstände Brechzahlen η_θ AbbescheZahlen _β

   r_{1 =} +1,4672 r₂=-17,6051 r₃=+1,7097 r₄=+5,7292 r₅=+1,1023 r₆ = +4,0704 r₇ = -3,0629 r₈ = +0,7660 r₉ = +0,9637 r₁₀=-1,7431 T₁₁ = +1,3931 r₁₂=-0,5582 r₁₃ = +4,3358 r₁₄=-0,6884

   (J, = 0,2686

   1₁ = 0,0016 O₂ = 0,1709

   1₂ = 0,0016 d₃ = 0,1831

   1₃ = 0,1123 d₄ = 0,3288

   1₄ = 0,1494 d₅ = 0,2832

   1₅ = 0,1095 d₆ = 0,4843 d₇ = 0,0769

   1₆ = 0,2828 d₈ = 0,0488

   1,5186 1,5186 1,5186 1,7343 1,6102