DE1187034B

DE1187034B - Pankratisches optisches System

Info

Publication number: DE1187034B
Application number: DEL46388A
Authority: DE
Inventors: Walter Klein
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1963-11-20
Filing date: 1963-11-20
Publication date: 1965-02-11
Also published as: GB1084437A; US3454321A; AT265696B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G02b

Deutsche Kl.: 42 h-6/02

Nummer: 1187 034

Aktenzeichen: L 46388IX a/42 h

Anmeldetag: 20. November 1963

Auslegetag: 11. Februar 1965

Bei pankratischen optischen Systemen unterscheidet man grundsätzlich zwei verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten, nämlich den sogenannten mechanischen und den optischen Ausgleich. Beim optischen Ausgleich werden starr miteinander gekoppelte Glieder mit Brechkräften gleichen Vorzeichens gegenüber fest angeordneten Gliedern mit Brechkräften des umgekehrten Vorzeichens verstellt. Dabei tritt während der Verstellung eine Wanderung der Bildebene ein, wobei die Zahl der Durchtritte durch die Nullebene von der Anzahl der verwendeten . Glieder abhängt. Zu dem letztgenannten System ist bereits eine Variante bekannt, nach der mindestens zwei Glieder mit verschiedenem Vorzeichen der Brechkraft gegeneinander verstellt werden, wobei ebenfalls die vorerwähnte Wanderung der Bildebene auftritt.

Das pankratische optische System nach der Erfindung unterscheidet sich von dem letztgenannten System dadurch, daß zwei Glieder mit gleichem Brechkraftvorzeichen gegeneinander verstellt werden, und zwar derart, daß das eine Glied im Vergrößerungsbereich 1:1, das andere Glied in der Nähe der Bildebene verstellt wird. Diese Anordnung hat den großen Vorteil, daß die Höhenverhältnisse (A„: A₁) eines aus dem Objektmittelpunkt kommenden Strahles etwa gleichbleiben oder, anders ausgedrückt, daß die Schnittweite eines solchen Strahles nicht nach jedem Glied das Vorzeichen ändert. Es ist bekannt, daß diese Art der Abbildung bei einem optischen System große Schwierigkeiten, bei der Korrektion der Bildfehler hervorruft.

Um zu vermeiden, daß bei einer etwaigen Verschmutzung der Linsenoberfläche des in unmittelbarer Nähe der Bildebene verstellbaren Gliedes, beispielsweise einer Staubablagerung, diese sichtbar wird, kann das zweite Glied vorteilhafterweise aus zwei starr miteinander gekoppelten Einzelelementen bestehen, wobei nur darauf zu achten ist, daß die Hauptebenen H und H' die vorgesehene Verstellbewegung in oder in der Nähe der Bildebene ausführen.

Bei solchen pankratischen Systemen ist bei zwei linearen Verstellungen die Wanderung der Bildebene gering (s. F i g. 1 bis 3). Selbstverständlich ist es auch möglich, die Wanderung der Bildebene ganz zu beseitigen, indem eines der beiden Glieder über eine Kurve verstellt wird. Diese Kurve bleibt dann verhältnismäßig einfach. Der Hauptvorteil vorliegender Erfindung, welcher bei dem beschriebenen Aufbau und günstigen Verstellbereichen in der Vermeidung von Schwierigkeiten bei der Korrektion der Bildfehler liegt, wird dadurch nicht beeinflußt.

Pankratisches optisches System

Anmelder:

Ernst Leitz G. m. b. H., Wetzlar, Laufdorfer Weg

Als Erfinder benannt:

Walter Klein, Launsbach (Kr. Wetzlar)

Derartige pankratische Systeme können selbstverständlich mit weiteren feststehenden optischen Gliedern verbunden werden, um sie für eine bestimmte Aufgabenstellung ausnutzen zu können.

Im folgenden sind zwei Beispiele solcher Systeme angegeben, die sowohl für photographische wie auch für andere Zwecke benutzt werden können.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, bei einem einfachen, aus nur zwei Gliedern bestehenden System, bei dem auch das zweite Glied nur ein einziges, gegebenenfalls verkittetes Element enthält, die Brechkräfte und Abstände der Einzelglieder voneinander so zu wählen, daß etwa folgende Grenzen eingehalten werden.

Tabelle 1

0,15/< Z₁ < 0,35/
0,1/ </₂ <0,5/

0,3 / < I₀ < 0,92 /
0 < Z₁ < 0,7 /
0 < h < 0,3 /

In der vorstehenden Tabelle sind mit
/i die Brennweiten,
k die Abstände,

/ der Abstand zwischen Objekt und Bildebene des Systems

bezeichnet.

Bei Verwendung eines verbesserten Systems, bei dem das zweite Glied aus zwei miteinander starr gekoppelten Einzelelementen besteht, werden zweckmäßig die in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen Grenzen eingehalten.

509 508/149

Tabelle 2

0,15/</j <O,35/
0,4/ </_ίβ< /
0,4/ </,»< /

0,3/<
0 <
0,1/<

1₀ < 0,85 /

1₁ < 0,75 /

1₂ < 0,5 /

0 <~h< 0,5 /

Die Bezeichnungsweise entspricht der unter Tabelle 1 angegebenen mit der Maßgabe, daß die zusätzlichen Indizes α und b bei den Brennweiten des zweiten Gliedes die Einzelelemente des zweiten Gliedes kennzeichnen sollen.

In den Zeichnungen sind vier Beispiele für pankratische optische Systeme nach der Erfindung dargestellt, wobei in den beiden F i g. 3 und 4 derartige Systeme in Verbindung mit feststehenden Gliedern zur Verwendung als pankratische Okulare für Mikroskope angegeben sind.

In der F i g. 1 sind schematisch im oberen Teil zwei positive optische Glieder dargestellt, die entsprechend den Pfeilrichtungen gegeneinander verschiebbar sind. Die eingezeichneten Abstände I₀, I₁, h geben einerseits den Abstand (I₀) des ersten Linsengliedes in der Ausgangsstellung gegenüber der Objektebene, andererseits ebenfalls in der Ausgangsstellung den Abstand (/&) des zweiten Linsengliedes von der Bildebene an. Im unteren Teil der F i g. 1 sind die Verschiebewege der beiden Glieder dargestellt. Neben dem unteren Teil der F i g. 1 ist zeichnerisch die Wanderung der Bildebene in zehnfacher Vergrößerung angegeben. Dabei gehören die Ordinatenwerte zu den daneben abgebildeten Verschiebewegen der beiden Einzelglieder. Für ein System dieser Art werden in der nachfolgenden Tabelle 3 genaue Einzelwerte angegeben für ein Gesamtsystem mit einem Vergrößerungsbereich ß' = —0,78 bis —0,18 und einer Gesamtlänge zwischen Objektebene und Bildebene von 273,08.

Λ = +70,0
/, = +70,0

Tabelle

1₀ = 136,0 bis 228,0

1₁ = 120,18 bis 3,04 h = 16,90 bis 42,04 ß_t' =

-1,06 bis -0,44
+0,74 bis +0,42

In der F i g. 2 ist schematisch der Aufbau eines Systems dargestellt, dessen zweites Glied L₃ aus zwei Einzelelementen la und 2b besteht. Die Hauptebenen H_% und H₉ liegen zwischen diesen beiden Einzelelementen und werden bei der Verschiebung des Gliedes L₉ durch die Bildebene hindurch verstellt. Im darunterliegenden Teil der F i g, 2, wie in der Fig. 1, sind die Verstellwege der Glieder bzw. der Hauptebenen des Gliedes 2 angegeben. Neben dem unteren Teil der F i g. 2 ist wiederum die Wanderung der Bildebene dargestellt.

Ein System nach der F i g. 2 mit einem Vergrößerungsbereich des Gesamtsystems ß' = —1,76 bis —0,44 bei einer Gesamtlänge zwischen Objekt und Bildebene von 225,5 ist in der Tabelle 4 angegeben.

Λ = + 60,12
Λ. = +150,0
U = +150,0

I₁ =
Z₁ =

Tabelle 103,0 bis 154,0 126,0 bis 17,65
60,0

/Ϊ/' = -1,40 bis -0,64

h = -63,5 bis -6,15 ' = 0,89 bis 0,65

\
= 1,41 bis 1,05 j

\ ß_t' =

1,26 bis 0,68

In der Fig. 3 ist ein System nach Fig. 1, kombiniert mit drei feststehenden Gliedern, dargestellt. Die Bezeichnungsweise ist wiederum der Bezeichnungsweise der F i g. 1 angeglichen, wobei jedoch in diesem Falle der pankratische Systemteil aus den beiden Gliedern L₉ und L_x besteht. Das Glied L₃ wird dabei gegenüber der Bildebene in F' verschoben. Der Ort eines reellen Zwischenbildes des Gesamtsystems ist ebenfalls angegeben. Im unteren Teil der F i g. 3 sind wiederum die Verschiebewege der beiden Glieder L₉ und L₈ dargestellt und daneben die Wanderung der Bildebene in F' in Abhängigkeit von der Verschiebung dieser beiden Glieder.

Bei einem solchen System, das aus drei festen und zwei verstellbaren Linsengliedern besteht, sollen die in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Grenzen für die Brennweiten und Abstände eingehalten werden.

Tabelle 5

0,5 B<-f₁< 1,3 B
0,3 B < f, < 1,0 B
0,35 < /₃<l,0B

0,2 B < - j

0,7 5

0,3 B < f_s < 1,0 B

0 < I₁ < 1,3 B

0 < /₂ < 1,3 5

0 < /₃<0,55

0,15 5 < /₄<0,6 5

0,2

-k < B

Mit der Größe 5 ist dabei der Abstand zwischen dem ersten Glied L₁ und der Bildebene F' bezeichnet worden. Für ein System mit einer Baulänge B von

5

105,814, einem Brennweitenbereich von 150,9 bis j , ,, „

40,4 und einem Vergrößerungsbereich V = 1,66 bis

6,19 sind Daten in der folgenden Tabelle 6 angegeben. _{ng Vg}

I₀ = oo

τ u it *■ 5 η = -60,01

^{Tabelle 6} _dl = 1,5 1,5749 57,3

4 = oo r₂ = +32,428

Λ = -83,9 rf, = 3,0 1,6776 32,0

I₁= 26,5 bis 93,7 ^r3 =+124,901

<· _,<-,-_n ίο Z₁= 21,88 bis 85,24

, + «η '^I= ^¹¹²¹*⁸'⁵⁴⁴ "~⁺⁷²·° _1574957i3

Λ = +56,0 ₌ _i7 75

4 = 7,242 bis 25,610 ⁵ ' <Z₄ = 2,0 1,6776 32,0

/₄ = -41,64 15 r_e = -42,448

k = 38,0 /_{8 =} 92,48 bis 11,80

/₅ = +60,0 r₇ = +30,048

Z₆ = -60,04 d₅ = 2,0 1,6776 32,0

r_s = +15,14

²⁰ <4 = 5,0 1,5749 57,3

Ein Beispiel eines Systems nach F i g. 2 zusammen _rg — —276,29

mit einem festen Glied ist schematisch in der F i g. 4 ' / _ 2,52 bis 19,84

dargestellt. Für dieses System gelten hinsichtlich der _F — —50,06

Verschiebewege und der Wanderung der Bildebene ^_{7 =} ■■ 1,5 1,5749 57,3

die Angaben in Fig. 2. Bei diesem System sollen 25 _r _ +65,424 für die Brennweiten und Abstände die in der nach- ' / ₌ 34,84

folgenden Tabelle 7 angegebenen Grenzen eingehalten _{r =} O₀

werden. Auch in diesem Falle bedeutet die Größe 5 d — 1,0 1,6776 32,0

den Abstand zwischen der feststehenden Linse L₁ _{Γμ =} +74,893

und der Bildebene F'. 30 '^₉- ^,0 1,5749 57,3

r₁₄ = -31,939

	<	-/1	<	Tabelle 7	0	<	k	<	0,8 5	OD	/. =	151,2	bis	42,8.
0,4 5				2,0 5							V =	l,65x	bis	5,84;c.
	<	/,	<		0	<	4	<	0,95 5
0,3 5				0,8 5
	<	/3	<		0,21		4	<	0,8 5	40				Tabelle 10
0,7 5				2,0 5
	<	Λ	<		0	<	-Z₆	<	0,8 5
0,7 5				2,0 5										Z₀ = 00

tie Ve

Ci₁ = 2,0 1,5749 57,3

Genaue Daten für ein System mit einer Baulänge B 45 r₈ = +38,939

entsprechend der vorstehend angegebenen Definition d_z — 1,7 1,6776 32,0

von 134,63, einem Brennweitenbereich für das Ge- r₃ = +200,79

samtsystem / = 160,0 bis 39,71 und einem Ver- I₁ = 8,49 bis 59,49

größerungsmaßstab V = 1,56 bis 6,30 ist in der r₄ = +54,028 Tabelle 8 angegeben. 50 d_s = 2,0 1,6776 32,0

r₅ = +20,223 Tabelle 8 rf* = 4,0 1,5749 57,3

r_g == -61,046

k = °° Z₂= 121,79 bis 13,44

Λ = - 90,87 _{55 r7 =} +129,867

Z₁ = 12,13 bis 63,13 d₅ = 4,3 1,5749 57,3

/, = + 60,12 r₈ = -22,793

4 = 126,0 bis 17,65 d₆ = 2,0 1,6776 32,0

/, = +150,0 ^₉ =-100,0

4 = 60,0 ^6t> 4 = 56,96

Λ = 4-150 0 ^rio = °°

y₄ -ί-υυ,υ _{= 6241}

/_ö = - 63,5 bis - 6,15 _{r =} ₉

l_b = 63,44 bis 6,09

Zwei besonders gut korrigierte Beispiele für die 65

erfindungsgemäßen Systeme sind schließlich noch f_e = 159,95 bis 39,76. in den nachfolgenden Tabellen 9 und 10 angegeben. V = 1,56* bis 6,29*.

Claims

Patentansprüche:

1. Pankratisches optisches System mit zwei gegeneinander verstellbaren Gliedern, von denen das eine im Vergrößerungsbereich 1:1 verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkräfte beider verstellbaren Glieder positiv sind und daß das zweite Glied in der Nähe der Objekt- bzw. Bildebene verstellbar ist.

2. Pankiatisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glieder linear gegeneinander verstellbar sind.

3. Pankratisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden verstellbaren Glieder linear, das andere, über eine Leitkurve gesteuert, nichtlinear verschiebbar ist.

4. Pankratisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied im Vefgr8ßenmgsbereich 1:1 und kleiner verstellbar ist und daß das zweite Glied von der Bildebene weg verstellbar ist.

5. Pankratisches System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite verstellbare Glied aus zwei Einzelgliedern positiver Brechkraft besteht, die beiderseits der BiId-

bzw. Objektebene derart angeordnet sind, daß die gemeinsamen Hauptebenen dieser Einzelglieder durch die Bild- bzw. Objektebene hindurch verstellbar sind.

6. Pankratisches System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Werte

0,15/< Λ < 0,35/
0,1/ </₂<0,5/

0,3 / < I₀ < 0,92 / 0 < I₁ < 0,71 0 < h < 0,3 /

7. Pankratisches System nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Werte

0,15 l< h <O,35/
0,4/ </_w< /
0,4/ </₂6 < /

0,3 / < /₀ < 0,85 / 0 < Z₁ < 0,75/. 0,1 / < Z₂ < 0,5 / 0 < -Z₆ < 0,5 /

8. Pankratisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder 6, gekennzeichnet durch folgende Daten

Z₀ = 136,0 bis 228,0
Z₁ = +70,0 /S₁' = -1,06 bis -0,44

Z₁ = 120,18 bis 3,04
ft = +70,0 ß_%' = +0,74 bis +0,42

Z₆ = 16,90 bis 42,04

9. Pankratisches System nach Anspruch 5 oder 7, gekennzeichnet durch folgende Daten

= +60,12 k = 103,0 bis 154,0 ßl' = -1,40 bis -0,64 /ι = +150,0 h = 126,0 bis 17,65 = 0,89 bis 0,65 ] Λ. I = +150,0 = 60,0 = 1,41 bis 1,05 J h = -63,5 bis -6,15

ß₂' = 1,26 bis 0,68

10. Pankratisches Okular nach Anspruch 1, 2 oder 3, das vm drei festen und zwei verstellbaren Gliedern besteht, gekennzeichnet durch folgende Daten

0,5 B * P < 0,3 B < 0 0,3 B < 0 0,2 5 < 0,15 5 < 0,3 B < 0,2 5 < = /ι< - Λ< C Z₂ < ; /·< ; /,< :-Λ< ; Z₄ < C 1,3 5 C 1,3 5 C 1,0 5 C 1,3 5 ζ 1,0 5 C 0,5 5 C 0,7 5 C 0,6 5 C 1,0 5 C5

60

65

11. Pankratisches Okular nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Daten

/1 = -83,9
/₂ = +56,0
/_s = +56,0
Λ = -41,64
/₅ = +60,0

/₀ = 00

Z₁ = 26,5 bis 93,7 Z₂ = 94,112 bis 8,544 Z₃ = 7,242 bis 25,610 Z₄ = 38,0

h = -60,04

9 10

12. Pankratisches Okular nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Daten

_Γι = -60,01

r₂ = +32,428

r₈ =+124,901

r₄ = +72,0

r₆ = -17,75

r_e = -42,448

r, = +30,048

r₈ = +15,14

r₉ =-276,29

r₁₀ = -50,06

r_u = +65,424

r₁₂ = oo

r₁₈ = +74,893

r₁₄ = -31,939

f_e = 151,2 bis 42,8.

Γ = l,65x bis 5,84χ.

Z₀= oo

d₁ = 1,5 1,5749 57,3

d₂ = 3,0 1,6776 32,0

Z₁ = 21,88 bis 85,24

d_z = 5,0 1,5749 57,3

d_i = 2,0 1,6776 32,0

1₂ = 92,48 bis 11,80

d_B = 2,0 1,6776 32,0

d_t = 5,0 1,5749 57,3

1₃ = 2,52 bis 19,84

d₇ = 1,5 1,5749 57,3

/₄ = 34,84

d₈ = 1,0 1,6776 32,0

d₉ = 3,0 1,5749 57,3

l_b =-59,22

13. Pankratisches Okular, bestehend aus einem feststehenden und zwei verstellbaren Gliedern, nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Daten

14. Pankratisches Okular nach Anspruch 5 oder 13, gekennzeichnet durch folgende Daten

0,4 B < -Z₁ < 2,0 B
0,3 B < /₂ < 0,8 B
0,75 < /₃ < 2,0 5
0,7 B < /₄ < 2,0 B

0 < I₁ < 0,8 B 0 < /_a < 0,95 B 0,2 B < l_a<0,SB 0 < —h < 0,8 B

35 A = - 90,87
A = + 60,12
/₃ = +150,0
/₄ == +150,0

/₀ = oo

I₁ = 12,13 bis 63,13

/₂ = 126,0 bis 17,65

I₃ = 60,0

l_b = _ 63,5 bis - 6,15

15. Pankratisches Okular nach Anspruch 5 oder 13, gekennzeichnet durch folgende Daten

n_e

Ve

= -56,172 /0 = = 00 1,5749 57,3 = +38,939 d₁ = = 2,0 1,6776 32,0 r₂ = +200,79 = 1,7 /'s = +54,028 /1 = = 8,49 bis 59,49 1,6776 32,0 r₄ = +20,223 d₃ = = 2,0 1,5749 57,3 ^₅ = -61,046 dt = = 4,0 r₆ = +129,867 k = = 121,79 bis 13,44 1,5749 57,3 r-, = -22,793 ds = = 4,3 1,6776 32,0 r_a = -100,0 de = = 2,0 r» = 00 /3 = = 56,96 1,6241 36,1 ho = -93,592 O₇ = = 2,0 ru = 159,95 bis 39,76 h = = 63,44 bis 6,09 fe = l,56x bis 6,29jc. V Hierzu 1 Blatt Zeichnungen