DD291854B5 - LIGHT-SENSIBLE SEX-LINE LENS - Google Patents
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Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Das erfindungsgemäße Objektiv ist für Abbildungsaufgaben auf CCD-Empfanger, Fernsehaufnahmeröhren oder Filmmaterial geeignet.The objective according to the invention is suitable for imaging tasks on CCD receivers, television recording tubes or film material.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
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.Lenses for this purpose, which are characterized by a high resolution of the picture elements with sufficiently good contrast, are known. However, these lenses have some disadvantages. Either they do not have the required light intensity, have no uniform image quality over the entire image field or contain more than six lenses. From US-PS 4671626 a five lens lens with a relative aperture of 1: 1.73 is known. For the required relative aperture of 1: 1.4, the required correction of the image errors can no longer be achieved with this lens type. Siebenlinsige lenses are known from the patents DD 160501 and DD 245059 A1. These lens types have the required relative aperture of 1: 1.4, but the construction of seven lenses results in an increased production cost and the lens type according to DD 160501 does not allow a compact lens.
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.In DE 2057602 a six-lens objective consisting of a condenser lens, a diffusing meniscus lens, a collecting cemented member, a condenser lens and a collecting meniscus lens is described for a relative aperture of 1: 1. This lens is not suitable for the required field angle of 2δ = 38 °, as it does not characterize this field angle with the required correction. The cause is the field curvature that occurs with this lens at large field angles and the astigmatism that is present.
Ziel der ErfindungObject of the invention
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.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and to develop a powerful lens for the stated application. This should be given an economical production.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
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.The invention has for its object to provide a fast lens with a relative aperture of 1: 1.4 and a field angle of 2δ = 38 ", which is uniformly well corrected for the entire image field.
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:According to the invention, this object is achieved in such a lens, which consists of a collecting and a scattering meniscus lens whose concave surfaces to the aperture stop, the aperture stop, a plane-parallel filter plate, a collecting cemented member, which consists of a diverging lens and a converging lens, a converging lens and a collecting meniscus lens whose concave surface faces the image plane is solved by satisfying the following conditional equations:
-0,02 Γ < r3-r4-d2< 0,05 Γ (1),-0.02 Γ <r 3 -r 4 -d 2 <0.05 Γ (1),
0,45 f < l2 + d3/n3 + l3<0,80f (2),0.45 f <1 2 + d 3 / n 3 + 1 3 <0.80f (2),
n4-n5<0,03 (3),n 4 -n 5 <0.03 (3),
1,73<(n5 + n6 + n7)/3 (4),1.73 <(n 5 + n 6 + n 7 ) / 3 (4),
51,0<(V5 + V6 + V7)/3 (5),51.0 <(V 5 + V 6 + V 7 ) / 3 (5),
worin die Symbole folgende Bedeutung haben:in which the symbols have the following meaning:
f -Gesamtbrennweite,f total focal length,
r; - Radius der i-ten Systemfläche,r; Radius of the i-th system surface,
d, -Mittendicke des j-ten Elements,d, middle thickness of the jth element,
lk -k-ter Luftabstand,l k -k-th air clearance,
tij - Brechzahl n„ des j-ten Elementstij - refractive index n "of the jth element
V1 -Abbesche ZahlVe des j-ten ElementsV 1 abbreviation NumberV e of the jth element
Der Blendenraum ist so dimensioniert, daß er den Einbau einer Filterplatte zuläßt.The aperture space is dimensioned so that it allows the installation of a filter plate.
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.As a result of this construction according to the invention and the choice of design parameters, the system type known in principle can be used for a larger field of view with balanced correction of all aberrations. At the same time, it has been achieved that the image aberration, which greatly increases due to the necessary large diaphragm space for the use of the filter plate, can be compensated and a slight distortion is achieved.
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.According to the invention, the collecting cemented element has a small refractive index jump on the cemented surface according to condition (3). The radius of the surface to the aperture space is designed so that for the main beam, a small angle of incidence and thus a small deflection by the refraction occurs at this surface, which has a favorable effect on the coma correction. Due to the relatively strongly curved cemented surface in combination with the low refractive index jump, it contributes significantly to the correctability of the astigmatism.
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.The condensing lens and the collecting meniscus were constructed according to the invention according to condition (4) of high refractive index glass. In conjunction with the choice of the radii of curvature, a uniform distribution of the beam deflection was achieved on the lens surfaces. This leads to the compensation of the residual opening error, which is deliberately allowed at the dissipating meniscus lens.
AusführungsboispielAusführungsboispiel
Die Erfindung soll anhand nachstehendei Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings.
Fig. 1 zeigt das Linsenschnittbild und Fig. 2,3 und <\ zeigen grafische Darstellungen des Korrektionszustandes der erfindungsgemäßen Lösung.Fig. 1 shows the lens sectional image and Fig. 2, 3 and <\ show graphical representations of the correction state of the solution according to the invention.
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.Fig. 1 shows the Linsenschnittbüd the orfindungsgemäßen objective. Thereafter, the objective consists in the light direction of a collecting meniscus lens L1 and a scattering meniscus lens L2, the concave surfaces of the aperture stop, the aperture B, a plane-parallel filter plate P, a weakly collecting cemented K1, consisting of a diverging lens L3 and a converging lens L composed of a converging lens L5 and a collecting meniscus lens L6, the concave surface of which faces the image.
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 ne und Abbeschen Zahlen ve, sowie den Luftabständen lk erreicht, deren Werte in der Tabelle zu Patentanspruch 2 angegeben sind.The uniformly good correction over the entire image field is due to the described arrangement of the lenses L1 to L6, the filter plate P and the aperture diaphragm B with the radii r ,, the center thickness dj, the refractive indices n e and Abbe numbers v e , and the air gaps l k , whose values are given in the table to claim 2.
Fig. 2 zeigt die sphärochromatischen Längsabweichungen in Abhängigkeit von der Apertur für die Wellenlängen e und g.2 shows the spherochromatic longitudinal deviations as a function of the aperture for the wavelengths e and g.
Fig. 3 zeigt die Längenabweichungen der sagittalen und meridionalen Bildschale in Abhängigkeit vom Feldwinkel o. 3 shows the length deviations of the sagittal and meridional image shell as a function of the field angle o.
Fig. 4 zeigt die Verzeichnung in Abhängigkeit vom Feldwinkel u. 4 shows the distortion as a function of the field angle u.
Claims (2)
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Also Published As
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