DE1547109A1 - Ultraachromatisches Objektiv - Google Patents

Description

■Η. SCHROE¹

PATENTANWÄLTE 8 München 25 · Lipowskystr. 10 · Tel. 77 89 56 15471Q9

Unser Zeichen: -3Γ- as-8 Datum: 18_O 2. 1966 /st

Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, 36, 2-chome Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo-to, Japan

Ultraachromatisches Objektiv

Die Erfindung betrifft ein verbessertes photographisches Objektiv, das für die chromatische Aberration des Licht3 in einem großen Wellenlängenbereich korrigiert ist.

Im allgemeinen haben die üblichen photographischen Objektive nur eine geringe Durchlässigkeit für kurzwelliges Licht. Von den in neuerer Zeit entwickelten Objektiven, die zur Erzielung einer höheren Lichtstärke aus einer größeren Anzahl von Lineen bestehen, oder die aus optischen Gläsern bestehen, welche seltene Elemente, wie Lanthan oder Tellur enthalten, wird kurzwelliges Licht zum größten Teil absorbiert, so daß es den Film kaum

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erreicht. Selbst wenn der Film gegenüber dem kurzwelligen Licht empfindlich iat, bleibt dieses daher unwirksam, weil es von dem Objektiv nicht durchgelassen wird und den Film nicht erreicht. Diese Eigenschaft der Üblichen Objektive steht den Bestrebungen entgegen, durch Erhöhung der Lichtstärke eine höhere Lichtausbeute zu erzielen. In diesem Zusammenhang könnte eine bedeutende Verbesserung dadurch erzielt werden, daß die Absorption des kurzwelligen Lichts durch das Objektiv herabgesetzt wird, so daß dieses Licht den Film verändern kann. Bs treten dann jedoch Schwierigkeiten bei der Korrektur der chromatischen Abweichung in dem ganzen Bereich von sehr kurzwelligem bis zu sehr langwelligem Licht auf. Eine derartige Korrektur kann nicht mit Hilfe der üblichen Achromaten durchgeführt werden, welche für die chromatische Aberration von zwei monochromatischen Farben korrigiert sind, oder der Apochromaten, die für die chromatische Aberration von drei monochromatischen Farben korrigiert sind.

Die Erfindung stellt es sich daher zur Aufgabe, ein photographisches Objektiv zu schaffen, das für die chromatische Aberration von sehr kurzwelligem, bis zu sehr langwelligem Licht , insbesondere im Wellenlängenbereich-von 200-800 Millimikron, korrigiert ist. Ein solches Objektiv ermöglicht es den bisher absorbierten Lichtstrahlen, den Film zu erreichen und zu verändern und somit die Lichtausbeute zu verbessern₀ Insbesondere soll dabei das Objektiv einen normalen Bildwinkel haben und nicht wie die üblichen Objektive den Nachteil eines zu kleinen Bildwinkels besitzen» Dies wird durch die Maßnahmen nach dem Patentanspruch erreicht. ·

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Ein Äusfuiirung'Bbeiapiel der Erfindung ist in der Zeichnung- erläutert. In dieser zeigt

Ii¹Ig₀ 1 im Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Objektiv und

^: Figo 2 in einem Kurvenbild die A'ben-ationseigenscliait en"-des erfindungsgemäßen'Objektivs* Bei (a) ist -ausgezogen die sphärische Aberration und strichliert die Sinusbedingung_s bei (b) sind die chromatischen Unterschiede der sphärischen Abweichung, bei (c) ist die Verzeichnung und bei (d) der Astigmatismus dargestellt-,

i&rfindungsgemäßwird die vorstehend genannte Aufgabe durch die Verwendung' von neuartigen optischen Materialien für die Linsen und- einem'neuartigen Aufbau des Objektivs unter Berücksichtigung·' der^;-speziellen Eigenschaften dieser neuartigen optischen Materialien^gelöst. Dieser neuartige optische Aufbau betrifft die Linsenanordnung, die Beziehung der Brennweiten, die Krümmungender Linsenflächen; die Dicke der- Linsen uswV

In Lieht' in einem weiten Wellerilängenbereich durchlassenden 0b~ 3ektiven werden Linsen aus'Flußspat und geschmolzenem Silicium- -^dioxyd verwendet. Infolge der niedrigen B'rechungsindiz-es- der optischen Materialien ist jedoch die Petavalsclie Summe derartiger Objektive hoch, so daß diese Objektive für photographische Zwecke ungeeignet sind. Dagegen können derartige Objektive für optische Instrumente mit kleinem Bildwinkel * beispielsweise für Spektroskope--verwendet werden«. ' ·

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Das in Pig. 1 dargestellte Objektiv gemäß der Erfindung ist ein Dreilinser, in dem die erste Linse L^ eine Sammellinse, die zweite Linse L₂ eine Zerstreuungslinse und die dritte Linse L^ wieder eine Sammellinse ist. Die Sammellinsen bestehen aus Flußspat, die Zerstreuungslinse aus geschmolzenem Siliciumdioxyd. Dieses Objektiv erfüllt folgende Bedingungen:

O,O8F<r₄<O,25P

Dabei ist F die resultierende Brennweite des ganzen Objektivs, F- die Brennweite der ersten Linse Lp F^ ₂ ^d^^e resultierende Brennweite der ersten Linse L- und der zweiten Linse L₂J *j_ der Krümmungeradius der i-ten Iieinbrechenden Fläche, und t.^ der Abstand zwischen der i-ten und der (i+1)-ten lichtbrechenden Fläche.

Damit in derartigen Objektiven die Petzvalsche Summe klein ist, muß die Brechkraft jeder Linse groß sein. Daher ist erfindungsgemäß die Brechkraft der ersten Linse L- größer als das 2,5-fache der Brechkraft des ganzen Objektivs, wobei auch auf die Korrektur der chromatischen Aberration Bedacht genommen wird. Da die zweite Linse Lgßine starke Zerstreuungskraft haben muß und den Koma-Effekt verstärkt, wird der absolute Wert der resultierenden Zerstreuungskraft der ersten Linse L^ und der zweiten Linse L₂ niedriger gehalten als das 1,2-fache der resultierenden Bi'echkraft des ganzen Objektivs. Der Krümmungsradius r, der

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vierten lichtbrechenden Fläche ist größer als das O,08-fache und kleiner als das O,25-fache der resultierenden Brennweite F des ganzen Objektivs. Zum Unterschied von den üblichen Dreilinsern ist zur Kompensation der durch die vorstehend angegebene-Anordnung erzielten {Jberkorrektur des Astigmatismus der Krümmungsradius Tc der fünften lichtbrechenden Fläche kleiner als das 0,5-fache der resultierenden Brennweite F des ganzen Objektivs,. Zur Korrektur der chromatischen Aberration ist es sehr zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen der ersten Linse L^ und der zweiten Linse Lg kleiner ist als das 0,065-fache der resultierenden Brennweite F des ganzen Objektivs.

Ein dreilinsiges Objektiv, welches die vorstehend genannten Bedingungen erfüllt, erzeugt ein in einer Ebene liegendes Bild und bewirkt eine ausgezeichnete Korrektur jeder Aberration für Licht in dem ganzen Bereich vom Ultraviolett zum Infrarot.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung hat folgende Werte: f a 1,0 Lichtstärke 1:8

r₁ 0,11347 t-, 0,04409 N₀ =1,43248 l/=95,2

r_p 1,9693 t_P 0,01455

r^ -0,53803 t-, 0,00826 N =1,45642 Is =68,0 j j c

r₄ 0,1032 t₄ 0,07783

r₅ 0,274 t₅ 0,0324 Ν_β =1,43248 μ =95,2 r₆ -1,163665

Die Tabelle der Seideischen Aberrationskoeffizienten für dieses Objektiv ist nachstehend angegeben:

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S.J S2 S-j P S^

1 144,260 16,369 1,857 2,660 0,512

2 15,605 -5,034 1,624 -0,153 -0,474

3 -49,601 8,865 -1,584 -0,582 0,387

4 -122,901 -25,391 -5,245 -3,036 -1,711

5 13,063 6,182 2,92b 1,101 ■ 1,9θ6

6 . 1,702 -0,807 0,382 0,259 -0,304 Summe 2,128 0,184 -0,039 0,249 0,316

In dieser Tabelle bezeichnet S^ die sphärische Aberration, S₂ den Koma-Effekt, S^ den Astigmatismus, P den Petzvalschen Koeffizienten und S₁- die Verzeichnung.

Bs wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiei der Erfindung beschrieben und dargestellt, doch sind im Rahmen des Erfindungsgedankens zahlreiche Änderungen, einschließlich des Weglassens und Hinzufügens von Teilen, möglich.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ultraachromatisches, dreilinsiges Objektiv, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sammellinse des Objektivs aus Flußspat und jede Zerstreuungslinse aus geschmolzenem Siliciumdioxyd besteht und das Objektiv folgende Bedingungen erfüllt:

   O> _1>2^

   0,08F<r₄<0,25P

   wobei ¥ die resultierende Brennweite des ganzen Objektivs, die Brennweite der ersten Linse L*, F* g ^^e resultierende Brennweite der ersten Linse L- und der zweiten Linse Lp, ?* der Krümmungsradius der i-ten liclrfcbrechenden Fläche, und t. der Abstand zwischen der i-ten und der (i+1)-ten lichtbrechenden Fläche ist.

   909845/050 5 „_1Ο1ΜΑΙ

   BAD ORlGiNAl.

   Le e rs e i t e