DE1069399B

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Info

Publication number: DE1069399B
Application number: DENDAT1069399D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-19

Description

Lichtstarkes optisches System vom modifizierten Gauß -Typ Die Erfindung bezieht sich auf ein lichtstarkes Objektiv mit anastigmatischer Bildfeldebnung, bei dem die Blende von je zwei Linsengruppen I, II und III, IV derart eingeschlossen ist, daß in dem auf der Seite der längeren Strahlungsweite stehenden Vorderglied I, II und in dem der Blende B auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite nachfolgenden Hinterglied III, IV im Sinne dieser Lichtrichtung je einer gegen die Blende hohlen Einzellinse I und III eine zusammengesetzte Linsengruppe II und IV entgegengesetzten Stärkevorzeichens nachfolgt, wobei sowohl die meniskenförmigen Einzellinsen I und III ein entgegengesetztes Stärkevorzeichen besitzen als auch die ihrerseits aus Linsen entgegengesetzten Stärkevorzeichens zusammengesetzten Linsengruppen 1I und IV untereinander ein entgegengesetztes Stärkevorzeichen aufweisen, wobei außerdem die letzte Linsengruppe IV ein charakteristisches, gegen die Blende hohles sammelndes Nachbarflächenpaar RN einschließt, welches stark gekrümmt ist und als sammelnde Kittfläche ausgebildet sein kann.
Nach der Patentanmeldung V 4293 IX/42h ist für diesen Objektivtyp unter Erreichung einer optimalen Gestaltung der Restabweichungen von der Sinuskoinzidenzbedingung eine Verfeinerung der Abbildungsleistung erschlossen worden. Das geschah dort dadurch, daß die von den beiden meniskenförmigen Zerstreuungslinsen L4 und L6 eingeschlossene ungleichschenklige Sammellinse L5 in dem der Seite der kürzeren Strahlungsweite zugekehrten Hinterglied derart ausgebildet wurde, daß sie aus einem Glas besteht, dessen Brechzahl n5 für das gelbe Licht der d-Linie des Heliumspektrums größer ist als 1,6650 und deren stark gekrümmte Außenfläche R9 zwecks Vermeidung einer Verminderung der relativen Öffnung des Gesamtsystems eine Flächenbrechkraft zwischen dem 1,5fachen und dem 4,5fachen der Äquivalentbrechkraft des Gesamtobjektivs aufweist, wobei diese Flächenbrechkraft p9 einerseits auf das angrenzende Medium Luft und andererseits auf das gleiche gelbe Licht des Heliumspektrums bezogen ist.
Bei der hier vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Weiterbildung des Konstruktionsprinzips der Hauptpatentanmeldung. Das Ziel besteht dabei darin, für diese Objektivart zusätzlich noch die Abbildungsleistung auch in den seitlichen Gesichtsfeldteilen zu verbessern, ohne den mit den Maßnahmen des Hauptpatentes bisher erreichten Leistungsstand in den achsennahen Bildfeldteilen vermindern zu müssen. Durch die vorliegende Erfindung wird in dieser Richtung ein bedeutsamer Fortschritt sichergestellt durch die Erschließung einer besonders günstigen Feingestaltung der Restwerte der astigmatischen Einstelldifferenzen in -jenen seitlichen Gesichtsfeldteilen, deren blendenseitige Hauptstrahlenneigungen zwischen etwa 20 und 30° liegen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Linsen des der Blende B nachfolgenden Hintergliedes III, IV in der Weise erfindungsgemäß aufgebaut sind, daß die beiden die ungleichschenklige Sammellinse L5 einschließenden, gegen die Blende hohlen meniskenförmigen Zerstreuungslinsen L4 und L6 aus Gläsern derartiger Brechzahlenverteilung erstellt sind, daß deren arithmetisches Brechzahlenmittel größer ist als 1,5750, bezogen auf das gelbe Licht der d-Linie des Heliumspektrums.
Die fortschrittliche Bereicherung des Standes der Technik kann erfindungsgemäß noch dadurch weitergeführt werden, daß die neue Glaswahl auf das gesamte Hinterglied ausgedehnt wird. Hierzu werden die Gläser derart auf alle drei der Blende B nachfolgenden Linsen L4, L5, L6 verteilt, daß das arithmetische Mittel der Brechzahlen der Gläser dieser drei Linsen größer ist als 1,610, bezogen auf das gelbe Licht der d-Linie des Heliumspektrums.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand durch Linsenachsenschnitte dargestellt. In der Fig. 1 ist zugleich das Bezeichnungsschema eingetragen. Die zu beiden Seiten der mit B bezeichneten Blende angeordneten Linsengruppen I, 1I und III, IV sind eben wie die Linsen L, Radien R, Dicken d und Luftabstände a der Reihe nach von der Seite der längeren Strahlungsweite nach der Seite der kürzeren Strahlungsweite hin durchnumeriert. Die verwendeten Gläser sind in gleicher Reihenfolge durch ihre mittleren, auf die gelbe Spektrallinie des Heliumlichtes bezogenen Brechzahlen na und in bezug auf ihre Farbenzerstreuung durch ihren jeweils zugeordneten numerischen Wert der Abbeschen Zahl v charakterisiert.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung für eine Brennweite von f = 150 mm .in natürlicher Größe gegeben, dessen Aufbau dem nachfolgenden Zahlenbeispiel proportional ist. Die Daten dieser Ausführungsform beziehen sich auf die Brennweite f = 100 mm. Dementsprechend sind auch die Radienlängen, die längs der optischen Achse gemessenen Linsendicken und die Luftabstände zwischen den Linsen in mm angegeben. Zum Hinweis auf die vielfältigen speziellen Gestaltungsmöglichkeiten im Rahmen des vorliegenden Konstruktionsprinzips wurden die beiden Innenradien R4, R4 der Linsen L2 und L3 der zusammengesetzten Baugruppe II des Vordergliedes gleich groß gestaltet und durch einen nur sehr kleinen Luftabstand getrennt, um somit anzudeuten, daß diese beiden Linsen auch leicht durch Verkittung zu einem einheitlichen Kittglied zusammengefaßt werden können.

Zahlenbeispiel

f = 100 mm Relative Öffnung 1 : 2,2

R1 = + 43,446 dl = 4,31 n1 = 1,6676 v1 = 41,9

R2 = -f-103,469 a1 = 0,19 Luft

R3 - + 30'000 d2 = 9,11 n2 = 1,7015 v2 = 41,1

R4 = +113,169 a2 = 0,04 Luft

R4 = -f-113,169 d3 = 3,45 n3 = 1;7552 v3 = 27,5

RS = + 19,185 a3 = 21,125 Luft Blendenraum

R8 = - 21,448 d4 = 2,16 n4 = 1,6034 v4 = 38,0

R7 = - 28,951 a4 = 0,04 Luft

RS = -127,341 d, = 916 n6 = 1,6935 v5 = 53,5

Ra = - 21,276 verkittet

Rrr

R9' = - 21,276 dB = 3,02 n6 = 1,5836 v6 = 42,0

Rlo = - 37,124

Die bildseitige Achsenschnittweite des Objektivs beträgt sö = 70,08 mm für das gelbe Licht.

Es ist hierbei n4 = 1,6034 und n, = 1,5836, das arithmetische Brechzahlenmittel beträgt somit 1,5935 und ist also deutlich größer als 1,5750.
Die Flächenbrechkraft des Krümmungsradius R9 beträgt hier 693,5: 21,276 = 32,595, das ist das 3,260fache der Äquivalentbrechkraft des Gesamtobjektivs, liegt also zwischen dem 1,5fachen und dem 4,5fachen dieses Wertes.
Die Brechzahlensumme des gesamten Hintergliedes beträgt 1,6034 + 1,6935 + 1,5836 = 4,8805, und daraus ergibt sich das Brechzahlenmittel zu 4,8805: 3 = 1,62683, welches also deutlich größer als 1,610 ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE; 1. Lichtstarkes optisches System vom modifizierten Gauß-Typ mit anastigmatischer Bildfeldebnung, bei dem gemäß Patentanmeldung V 4293 IX/42h die Blende von je zwei Linsengruppen derart eingeschlossen ist, daß sowohl in dem auf der Seite der längeren Strahlungsweite stehenden Vorderglied als auch in dem der Blende auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite nachfolgenden Hinterglied im Sinne dieser Lichtrichtung je einer einfachen unverkitteten mineskenförmigen Einzellinse (I und III) eine zusammengesetzte Linsengruppe (II und IV) entgegengesetzten Stärkevorzeichens in der Weise nachfolgt, daß in dem der Blende nachfolgenden Hinterglied (III, IV) zwei gegen diese Blende hohle meniskenförmige Zerstreuungslinsen eine ungleichschenklige Sammellinse (L5) einschließen, wobei letztere und die ihr auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite nachfolgende Außenlinse (ZB) ein ebenfalls gegen die Blende hohles, deutlich sammelnd wirkendes und mit einem negativen Richtungsvorzeichen seiner beiden Krümmungsradien behaftetes Nachbarflächenpaar (RN) einschließen und die Brechzahlen der Gläser der Linsen innerhalb des Gesamtsystems derart verteilt sind, daß mindestens sowohl die dem Objektraum wie die dem Bildraum am nächsten stehende Sammellinse (L1 und L5) Brechzahlen aufweisen, die deutlich größer sind als 1,625, während gleichzeitig die beiden der Blende auf der Seite der kürzeren Strahlungsweite folgenden Zerstreuungslinsen (L4 und L8) kleinere Brechzahlen als 1,625 besitzen, und bei dem die von den beiden meniskenförmigen Zerstreuungslinsen (L4 und L6) eingeschlossene ungleichschenklige Sammellinse (L") in dem der Seite der kürzeren Strahlungsweite zugekehrten Hinterglied derart ausgebildet ist, daß sie aus einem Glas besteht, dessen Brechzahl (n,) für das gelbe Licht der d-Linie des Heliumspektrums größer ist als 1,6650 und deren stark gekrümmte Außenfläche (R9) zwecks Vermeidung einer Verminderung der relativen Öffnung des Gesamtsystems eine Flächenbrechkraft zwischen dem 1,Sfachen und dem 4,5fachen der Äquivalentbrechkraft des Gesamtobjektivs aufweist, wobei diese Flächenbrechkraft (p9) einerseits auf das angrenzende Medium Luft und andererseits auf das gleiche gelbe Licht des Heliumspektrums bezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Seite der kürzeren Strahlungsweite zugekehrten Hinterglied die beiden die ungleichschenklige Sammellinse (L5) einschließenden, gegen die Blende hohlen meniskenförmigen Zerstreuungslinsen (L4 und L8) aus Gläsern derartiger Brechzahlenverteilung aufgebaut sind, daß das arithmetische Mittel ihrer Brechzahlen (n4, n,) größer ist als 1,5750, bezogen auf das gelbe Licht der d-Linie des Heliumspektrums.
2. Lichtstarkes optisches System vom modifizierten Gauß-Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Blende nachfolgenden Hinterglied die Gläser derart auf dessen drei Linsenelemente (L4, L5, Lg) verteilt sind, daß das arithmetische Mittel der Brechzahlen der Gläser dieser drei Linsen größer ist als 1,610, bezogen auf das gelbe Licht des Heliumspektrums. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 665 520; USA-Patentschrift Nr. 2 343 627. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 972 279.