DE1166499B

DE1166499B - Objektiv fuer Elektronenbildroehren

Info

Publication number: DE1166499B
Application number: DEO8787A
Authority: DE
Inventors: Franz Schlegel
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1962-05-29
Filing date: 1962-05-29
Publication date: 1964-03-26
Also published as: GB1029406A

Description

Objektiv für Elektronenbildröhren Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv, das mittels sichtbarer oder anderer brechbarer Strahlen ein Bild auf der Fotokathode einer Elektronenstrahlenröhre entwerfen oder das auf der Endfläche einer solchen Röhre entstandene Bild weiterprojizieren soll. Wenn das Objektiv sehr lichtstark ist, macht es Schwierigkeiten, seine Bildwölbung derjenigen der Röhrenflächen anzupassen, da sie durchweg konvex nach außen gekrümmt sind und somit von dem Objektiv bei gehobenem Astigmatismus eine positive Bildfeldwölbung verlangen.
Es ist seit Jahrzehnten bekannt, durch passende Wahl der Brechzahlen der Linsen und ihrer Abstände Bildfeldebnung in einem fotografischen Objektiv herbeizuführen; die Wölbung ins positive Gebiet zu steigern, erfordert einen erheblichen Aufwand hinsichtlich extremer Brechwerte der Gläser oder der Anzahl der Linsen, vor allem dann, wenn auch Achromasie voll eingehalten werden soll. Es ist seit Smyth bekannt, die Wölbung in dem beabsichtigten Sinne wesentlich zu beeinflussen, ohne die Korrektion anderer Bildfehler zu erschweren, indem man in oder nahe der Bildebene eine Streulinse anbringt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein lichtstarkes Objektiv des Öffnungsverhältnisses 1:1,5, das eine positive Bildwölbung hat, deren Radius etwa seiner Brennweite entspricht, und das von der Streulinse nach Smyth Gebrauch macht. Weiterhin löst das Objektiv gemäß der Erfindung die Aufgabe, die Verzeichnung zu kompensieren, die in der elektrischen Bildübertragung innerhalb des Elektronenrohres zustande kommt. Die Folge von Linsenobjektiv und Elektronenrohr bietet also ein unverzerrtes, scharfes, den perspektivischen Gesetzen entsprechendes Bild.
Die Aufgabe wird durch ein sechslinsiges Gaußobjektiv mit zusätzlicher Smythlinse durch folgende Konstruktionseinzelheiten gelöst: Der Blendenraum des Objektivs, der in an sich bekannter Weise durch zwei Menisken mit je einer Kittfläche gebildet wird, hat eine Ausdehnung, die mehr als 30% der Brennweite beträgt. Diese ist notwendig, um den Astigmatismus zusammen mit der ebnenden Wirkung der Smythlinse zu beheben.
Die Flächenbrechkräfte der konkaven, den Blendenraum einschließenden Flächen verhalten sich mindestens wie 2 : 1, wobei die krummere der beiden Flächen auf der Seite der langen Schnittweite liegt und zweckmäßig einer Linse mit höherer Brechzahl zugehört. Dadurch ergibt sich, daß der der kürzeren Schnittweite zugewandte Meniskus sammelnd ist, wozu noch seine erfindungsgemäß sammelnde Kittfläche beiträgt. Ihr Radius liegt zwischen dem einfachen und dem zweifachen Mittelwert der Außenflächen dieses Meniskus und hat eine Brechkraft, die zwischen 2 und 311/o der Gesamtbrechkraft des Systems liegt. Diese Außenflächen sind bis auf + 20 % einander gleich.
Auf die verkitteten Menisken folgt beiderseits eine einfache Sammellinse; die der kürzeren Schnittweite zugekehrte ist meniskenförmig, konkav nach außen bzw. nach der Smythschen Linse zu, und sie hat erfindungsgemäß eine Dicke, die größer als 20% der Gesamtbrennweite ist.
Diese Beziehungen sind erforderlich, um den Verzeichnungsbetrag in das Objektiv einzuführen, der die Verzeichnung des Elektronenrohres aufhebt und bei 2 - 15° = 30° Bildwinkel mindestens 50/0 beträgt.
Dazu gehört weiterhin auch das Radienverhältnis des letztgenannten einfachen Meniskus, das seine Durchbiegung bestimmt; es muß zwischen 1 : 2 und 1 :5 liegen. Schließlich wird die erforderliche Verzeichnung und Wölbung noch durch die Tatsache unterstützt, daß die Smythsche Linse unsymmetrische Bi-form hat, wobei das Verhältnis ihrer Radien, vom Vorzeichen abgesehen, zwischen 2 : 1 und 5 : 1 liegt; der Radius der Bildkrümmung und einer gegebenenfalls die Bildfläche tragenden konzentrischen Null-Linse ist nur um ±20% von der Brennweite verschieden.

In der Figur ist ein Querschnitt durch ein Objektiv gemäß der Erfindung für f = 100 mit der Lichtstärke 1 : 1,5 wiedergegeben worden. Seine Daten, für eine chromatische und sphärische Korrektion für die Wellenlänge 1014 nm, sind folgende, wobei bei 2 - 15° = 30° Bildwinkel die Verzeichnung 7% beträgt. Die Bildfläche befindet sich in der letzten Fläche, die zum Abschlußglas des Elektronenbildrohres gehört.

r1 = -I-73,0

d1 = 14,0 1,694/54,6

r2 = -)-410

11 = 0,3

r3 = +44,4

d., = 17,9 1.,694/54,6

r4 = -1.70

d; = 4,8 1,813/25,3

r@ = +30,8 l., = 39,5

r6 = -59,6 -

d4 = 4,3 1,678/32,0

r7 = +66,6

d5 = 18,2 1,694/54,6

r$ = -58,9

l3 = 0,3

-41,1

d5 = 23,8 1,673/47,0

rio = +l32,3

14 = 1.2,55

r11 = -239

d7 = 1,8 1,813/25,3

r1., = +68,8

1,5 = 3,6

r13 = +111,5

d5 = 5,4 1,512/63,1

r14 = +106,3

Claims

Patentansprüche: 1. Lichtstarkes Objektiv nach dem erweiterten Gaußtyp, dessen Blendenraum von zwei verkitteten Menisken eingeschlossen ist, denen auf beiden Seiten eine einzelne Sammellinse folgt, und zu dem auf der Seite der kurzen Schnittweite in nächster Nähe der Bildfläche eine Smythsche Linse gefügt ist, wobei eine positive Bildfeldwölbung von der Größenordnung der Gesamtbrechkraft und dazu eine mindestens 5% bei 2 - 15° = 30° Bildwinkel betragende tonnenförmige Verzeichnung vorhanden ist, gekennzeichnet durch folgende gleichzeitig zu erfüllende Bedingungen: a) die Länge des Blendenraumes beträgt mehr als 30% der Gesamtbrennweite; b) die Flächenbrechkräfte der konkaven, den Blendenraum einschließenden Streuflächen verhalten sich mindestens wie 2:1, wobei die krummere Fläche auf der Seite der langen Schnittweite liegt; c) die einzelne Sammellinse auf der Seite der kurzen Schnittweite ist meniskenförmig, konkav nach der Smythschen Linse zu und hat eine Dicke, die größer als 20% der Gesamtbrennweite ist; d) das Radienverhältnis dieses Meniskus liegt zwischen 1 : 2 und 1 : 5.
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Blendenraum benachbarte Kittglied auf der Seite der kurzen Schnittweite sammelnd ist und Außenradien hat, die einander bis auf ± 20 % gleich sind, und daß die Kittfläche eine Brechkraft zwischen 2 und 3% des Gesamtsystems hat, wobei ihr Radius zwischen dem Ein-und Zweifachen des Mittels der Außenradien liegt.
3. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Smythsche Linse unsymmetrische Bi-form mit einem Radienverhältnis, absolut genommen, zwischen 2 : 1 und 5 : 1 hat.
4. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten in beliebigen Längeneinheiten mit ± 5 % Toleranz der Flächenbrechkräfte, bezogen auf die Gesamtbrechkraft, mit ± 5 % Toleranz der Dicken und Abstände, bezogen auf die Gesamtbrennweite, mit ± 0,05 Toleranz der Brechzahlen und ± 5 Einheiten der Ny-Werte der Gläser: r1 = + 73,0 d1 = 14,0 1,694/54,6 r2 = -L410 11 = 0,3 r3 = -f-44,4 d., = 17,9 1,694/54,6 r4 = -170 - d.3 = 4,8 1,813/25,3 r5 = +30,8 . 1z = 39,5 r6 = -59,6 d4 = 4,3 1,678/32,0 r7 = +66,6 d5 = 18,2 1,694/54,6 rri = -58,9 4 = 0,3 r0 = +41,1 d 6 = 23,9 1,673/47,0 r1o = +l32,3 14 = 12,55 r11 _ -239 d7 = 1,8 1,813/25,3 +68,8 l5 = 3,6 r13 = + 111,5 d5 = 5,4 1,512/63,1 r14 = +106,3