DE1797435C3 - Lichtstarkes Objektiv vom erweiterten Doppel-Anastigmat-Typus mit Innenblende - Google Patents

Description

gleichzeitig erfüllen:	— Svgl <	0,833
0,500 <	-R1 <	10/ { h J
2U- f <	Mvgl <	3,80 · /
1,20 · / <	-ob" <	: 1,80
1,10 <	IwFI <	; 0,300
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Die Erfindung betrifft lichtstarke Objektive vom matischen Flächenbrcchkraft erzeugt werden. Damit erweiterten Doppel-Anastigmat-Typus mit Innen- erschließen die neuen Objektive eine besonders leichte blende in einem stark zerstreuenden Luftabstand, Manipulierbarkeit der astigmatischen Bildpunktabwelcher das der kürzeren Konjugierten benachbarte weichungen im seitlichen Gesichtsfeld, ohne daß eine Hinterglied positiver Brechkraft von dem auf der 5 störende Vergrößerung bestehender kleiner koma-Seite der längeren Konjugierten stehenden Vorder- tischcr Bildfehler-Reste in Kauf genommen werden glied mit ebenfalls positiver Brechkraft trennt, welches müßte.

gegen die längere Konjugierte durch eine vorgeschal- Entgegen der bikonkaven Gestaltung des zentralen

tete Frontlinse erweitert ist. Blendenraums des gaeßschen Doppelovjektivs und

Aufgabe eier Erfindung ist es, ein lichtstarkes io der Ausbildung der Frontlinse als gegen den Blenden-Objektiv der genannten Art zu schaffen, bei dem ort hohler Meniskus hat der Rac'ius der von der Blende sphärische, aiitigmatische und komatische Korrektion am weitesten entfernten rrontfiäche beim erfindungsverbessert sind und dessen Gesichtsfeld vergrößert ist. gemäßen Objektiv ein negatives Vorzeichen, womit

Es wurde gefunden, daß es für die Lösung d;r besonders große seitliche Einfalls- und Brechungszugrunde liegenden Aufgabe von Vorteil ist, daß die 15 winkel möglich werden.. Die entsprechende Frontlinse erfindungsgemäßen Objektive folgende Bedingungen ist eine Einzellinse. Im einfachsten Fall ist sie ein

positiver Meniskus, dessen rückseitiger, der Blende zugekehrter Krümmungsradius kleiner ist als der Frontradius. Sind beide Radien gleich, dann geht 20 diese Form über in die v. Hoeghsche Null-Linse, deren Wirkung aus der Literatur bekannt ist (vergleiche z.B. A.Gleichen, Lehrbuch der geometrischen Optik, Verlag B. G. Teubner, Leipzig und

Dabei bedeuten im einzelnen: Berlin. 1902, 19. Kapitel, Abschnitt 314, S. 493 bis

dvgi den absoluten Wert der Gardnerschen Durch- 25 485).

biegungszahl der bikonkaven Frontlinse; R₁ den Die Wirkung dieser Null-Linse in den erfindungs-

Radius der den Objektraum begrenzenden hohlen gemäßen Objektiven weicht erheblich von der be-Frontfläche; M_Vgi Rk' + Sv,,! den Mittelpunkt- kannten Eigenschaft der v. Hoegschen Null-Linse abs'and zwischen den KrümmungsTiittelpunkt der ab, und zwar deswegen, weil bei letzterer der Blendenhohlen Frontfiäche und dem KrümmungsmiUelpunkt 30 ort in der Nähe der beiden Krümmungsmittelpunkte der rückseitig den Blendenraum begrenzenden streu- der Flächen, vorzugsweise zwischen diesen, liegt, enden Fläche des Vordergliedes, der sich aus der während erfindungsgemäß die Blende in der Licht-Summe der beiden Krümmungsradien, zuzüg i :h der richtung weit entfernt hinter der Frontlinse liegt, so Vorderglied-Scheitelhöie ergibt, V' den absoluten daß sich ein vollständig anderer Strahlenverlauf und Wert der Gardnerschen Durchbiegungszahl dar den 35 eine ganz andere Wirkung auf das Abbildungsver-Blendenraum rückseitig abschließenden Fläche, die halten, insbesondere der seitlichen Strahlengänge durch zuglei:h die erste Hohlfläche des Hintergliedes ist, das Objektiv hindurch ergibt.

bezogjn auf den Frontradius R ; und y/^den abso- Zur Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung

luten Wert der Linsenbrechkraft der Frontlinse. einer hohlen Frontfläche, daurch die die vom fernen

Im übrigen ist unter / die Äquivalentbrennweite 4° Objekt her kommenden und aberrationslos in dic- und unter")? die Äquivalentbrechkraft des Gesamt- selbe eintretenden Strahlen ihre erste dioptrischc Beohi^ti vs zu "verstehen. einflussung erhalten, ist im einzelnen auszuführen,

Die zug unde liegende Aufgabe wird durch Aus- daß durch diese Anordnung im Gegensatz zum Stand bildung dc Objektivs des erweiterten Doppel-An- der Technik, gemäß welchem die Gauß-Modifikationen astigmat-Typus mit d :n Konstruktionsdaten gemäß 45 mit einer gegen die lange Konjugierte konvexen Fronteiner der in den Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 5 fläche ausgestattet wurden, die astigmatische Flächenaufgeführten Datentabellen gelöst. brechkraft für die zugehörigen objektseitigen Haupt-

Bei diesen neuen Objektiven hat das Vorderglied, strahlen — Brechungen an den seitlichen Flächen — d.h. die vordere Hälfte des Eioppelobjektivs, nicht DurchstoBungspunkten bei der neuen Linsenform die bisherige Form eines gegen die Blende hohl ge- 50 ganz wesentlich größer wird, als die dieser Fläche If rü Tarnten Meniskus, sondern die Form einer Bi- zugehörige paraxiale Flächenbrechkraft. Die nachkon ;a\ linse. Dadurch wird erreicht, daß der für die folgende Zahlentafel zeigt diesen durch die Erfindung Seitliche Abbildung in den auBeraxialen Teilen des erstmals technisch nutzbar gemachten Sachverhalt Gesichtsfeldes wichtige Ort der Eintrittspupille nicht in augenfälliger Weise auf. In der Tabelle sind für das mehr in der Nähe des Krümm ungsmittetpunktes der 55 viel verwendete Baryum-Schwerkron SCHOTT SK 16 dem fernen Objekt zugekehrten Frontfläche liegt, (n_tf = 1,62040) und für einen Abstand der Eintrittssondern daß sich ein großer Abistand zwischen diesem pupille vom axialen Scheitelpunkt der Frontfläche Kjümmungsmittelpunkt und dem geometrischen Ort von xbp = +0,550 · / die astigmatische Flächen der Eintrittspupille ergibt. Dadurch wird erreicht, brechkraft <fa und paraxiale Flächenbrechkraft <rp daß die schrägen Strahleneinfallswinkel an der zer- 60 (absolut gerechnet) gegeben, sowie der Prozentualwert streuenden und damit überkorrigierend wirkenden der Größe von φ_Α gegenüber q_P und schließlich der Frontfläche der seitlichen Hauptstrahlen größer sind, prozentuale Unterschied selbst (<5 %). als die zugehörigen Hauptstrahlenneigung gegen die Diese absoluten Werte sind in der linken Zahlenoptische Achse. Dadurch wird im Gegensau zu den spalte für einen Frontradius Ä, = 1000 · / und in der bisher bekannten erweiterten Gauß-Objektiven er- 65 rechten Spalte für den Wert A₁ — —1000 · / verzeichreicht, daß nunmehr sehr große Unterschiede zwischen net. was also bedeutet, daß für eine Einheitsbrennder paraxiilen Flächenbrechki-aft und der dem je- weite von / = 100.00 links der Frontflächenradius weiligen seitlichen Hauptstrahl zugeordneten astig- gleich —100,00 mm und in der rechten Spalte gleich

709 614/96

— 100,00 mm ist. In der oberen Hälfte der Tabelle ist in Übereinstimmung mit der dortigen Angabe der objektseitige Hauptstiahlen-Neigungswinkel gegen die optische AChSCw₁ = 15⁰O' und in der unteren Hälfte der Tabelle ist dieser Hauptstrahlen-Neicunsswinkel 5 o_h = 22°30'.

1000· /

15⁰O'

0,623 013
0,620 400

- 1000 ■/

0,653 943 0,620 400

Bez.

100,421 18 105,406 67

+ 0,421 18% +5,40667% ö

22=30'

0,626 148
0,620 400

0,702 846 0.620 400

φ ρ

100,92650 113.289 17 + 0,926 50% -_rl3,289 17% _ό%

Darin bedeutet in bekannter Weise:

und
ψ a = (η¹ ■ cos β - η ■ cos χ): R

winkel,

Brechungswinkel des schräeen

:^oiasbrKKahi

25

Farbdispersionen gelragen, während bei den vor ■legenden Doppel-Oojektiven die Beseitigung de seitljchen Bildfehler und insbesondere die Behebun; üer astigmatisdien Einstelldifferenzen für die seit lichen B₁IJWiHkCl sowohl der sagittalen als auch de mend.onalen Bildschale im wesentlichen von der dei Blende iraum bildenden stark zerstreuenden zentrale! Luftlmse herbeigeführt wird. Letztere wird nach de: fcrnndung im Gegensatz: zum Stand der Technil nunmehr in erster Linie für die Behebung der korn» tischen Bildfehler in den endlich geöffneten seitlicher Mramungsverläufen, sowie zur Manipulierung dei auueraxialen Aberration höherer Ordnung verwendet, wahrend das dem fernen Objekt zugekehrte Frontglied u ,^{neuen Do}.PPelobjektive einschlägig herangezogen wird zur gewünschten Lagenaestaltüng des Verlaufs sowohl der sagittalen als auch der meridional«! Bild-,Ii cn ^{ein aus}S^edehntes Gesichtsfeld hinweg. In diesem Falle hilft also die zerstreuende zentrale Luft- ™r I"' ^s^^kundar bei der Erzeugung eines anastigmatischen Bildschalenverlaufs mit, während sie primär iur d,e Behebung der seitlichen Öffnungsfehler und Verminderung der Aberrationen höherer Ordnung Rin α ^{1SL rZU ist diesem} zerstreuenden inneren h iH v^raUmr ^besondes durch die Formsebung des D idseitigen Teiles dieses Blendenraumes %ine spezinsche Durchbiegung relativ zur Frontfläche und damit uer Objektraumbegrenzung in der beanspruchten ^^{ene ; damit wird das} Verlaufs-Verhalten der

gehöri

gt der zuandererseits erstmalig in dominie-

BJH,_- ^{des V}· ^KaPiteIs (S. 250 ff.) des Werkes »Die Rohr !"TV¹¹ °P^tischen Instrumenten« von M.v. ««,.-Ό-· ^h P^{ie Theori}e der optischen Instru-

opti
von den 2. und

^außer'

unmittelbar zu ent-

, kann bei Landschaftsauf-

p^.frA^rn'^Tle!^sfotog^rafieu unendlich groß sein, ist gegenüber der fotografischen

dil
das

stand haben. Bei diesen Triplet-ErWeitenmä^^tS"!:

ideT'minder h^hhZh^f⁵⁶^" ^{Ulaslinse aus m}ehr •der minder hochbrechenden Glasarten relativ starker eingeschaltete Prismen. Glas-

l-lussigkeitsküvetten mitzuzählen. Das gilt beispielsweise vor das Objektiv ein geschaltet ist, um etwa von ein überlagertes gemeinsames oder von einem Diapositiv mehrere ^;r zu entwerfen.

In den F i g. 1 bis 3 sind mehrere erweiterte Doppelobjektive nach der Eirl'indung dargestellt, deren Bezeichnungen mit den im Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 5 angegebenen Datentabellen übereinstimmen.

In der F i g. 2 sind die erfindungsgemäßen Objektive gemäß den Ansprüchen 1, 2, 4 und 5 dargestellt, denen auf der Seite der längeren Konjugierten ein Strahlenteilungs-System vorgeschaltet worden ist. so daß also sowohl Strahlen zur Abbildung dienen, welche in der Objektrichtung 0', als auch in der Richtung 0" des der längeren Konjugierten zugeordneten Raumes verlaufen. Hierbei ist der Einfachheit halber der angulare Unterschied zwischen den beiden Objektrichtungen mit 90^; dargestellt und der Strahlenteilungs-Körper selbst aus zwei Teilprismen zusammengesetzt worden. Von der bekannten Ausbildung solcher Strahlenteilungs-Körper zur Vermittlung von Abbildungen, bei denen für jede Objektrichtung ein nach Farbe oder Phasenzustand verschiedenartiges Licht zur Verwendung gelangt, kann dabei auch im Falle der vorliegenden Erfindung Gebrauch gemacht werden.

F i g. 3 zeigt ein Schnittbild des Objektivs gemäß Anspruch 3. Bei diesem Objektiv ist in dem stark zerstreuenden inneren Blendenraum von bikonvexer Gestalt an Stelle einer körperlichen Blende nunmehr ein Strahlenteilungs-System angeordnet, welchem in jeder seiner beiden Strahlenrichtungen zur kürzeren Konjugierten hin je ein Hinterglied nachgeschaltct ist, welches im Sinne der fotocrafischen Aufnahme als »bildseitiges« Hinterplied gilt. Auch bei diesem speziellen Objektiv kann dem Strahlenteilungs-System eine der bekannten Diefferenzierungen nach Farbe oder Phase zugeordnet sein.

In den in den Kennzeichen der Patentansprüche aufgeführten Datentabellen sind von der längeren Konjugierten zur Seite der kürzeren Konjugierten hin der Reihe nach Krümmungsradien (R) sowie die längs der optischen Achse gemessenen Linsendicken und Luftabstünde aufgeführt. Weiterhin ist der sogenannte hintere Blendcnabstand als der Abstand vom geometrischen Ort der Blende auf der optischen Achse bis zum Flächenscheitel der vorderen Hohlfläche des Hintcrglicdes mit b" bezeichnet, während die verwendeten Gläser durch die auf das gelbe Licht der d-\ inie des Heüum-Spektrums und für die allfällige chromatische Korrektion noch durch die abbesche Zahl Nv (v) charakterisiert sind. In den Datentabellen ist weiterhin die Äquivalentbrennweite des Gesamtobjektivs mit fund die bildseiüge Schnittweite für das ferne Objekt, gemessen entlang der optischen Achse, mit s' bezeichnet. Außerdem ist dir relative Öffnung für jedes Objektiv angegeben.

Die in den Datentabellen enthaltenen Beispiele erweitcrter Doppelanastigmate mit Innenblende beziehen sich in Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen einheitlich auf die erweiterte Ausgestaltuni: des bekannten und bewährten gaußischen Objektiv Typus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

vi Patentansprüche:

1. Lichtstarkes Objektiv vom erweiterten Doppel-Anasügmat-Typus mit Innenblende m einem stark zerstreuenden Luftabstand, welcher das der kürzeren Konjugierten benachbarte Hinterglied positiver Brechkraft von dem auf der Seite der längeren Konjugierten stehenden Vorderglied mit ebenfalls positiver Brechkraft trennt, welches -eeen die längere Konjugierte dun.h eine vorleschaltete Frontlinse erweitert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Tabeuenwerten für die Radien, Scheitelabstände und Brechzahlen erfolgt:

/ = 1.0
Radien

relative öffnung 1 : 2,0 Dicken und Abstände

A₁ = -1,740·/

-1,740 +0,615 + 1,740 +0,435 +0,988 +0,851

R_n' = +0,276 R_b" = -0,262 +0,768 +0,768 -0,369 +2,928 -0,768

0,0855 ■/

0,0061

0,0591

0,0041

0,0631

0,0713

0,0499

0,1812

0,0214

0,0957

0,0020

0,0815

1,6667

1,6203

1,6667

Blendenraum b" = 0,0916

1,5815

verkittet

1,6385

1,6667

2. Lichtstarkes Objektiv vom erweiterten Doppel-Anastigmat-Typus mit Innenblende in einem stark zerstreuenden Luftabstand, welcher das der kürzeren Konjugierten benachbarte Hinterglied positiver Brechkraft von dem auf der Seite der längeren Konjugierten stehenden Vorderglied mit ebenfalls positiver Brechkraft trennt, welches gegen die längere Konjugierte durch eine vorgeschaltete Frontlinse erweitert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Tabellenwerten für die Radien, Scheitelabstände und Brechzahlen erfolgt:

/ - 1,0
Radien

,= -1,60·; -1,76

t 3,50 1-0,45

ι o,yu

r 1,30

relative öffnung 1:2,0 Dicken und Abstände s' = 0,737 · /

0,045 · /

0,010

0,090

0,002

U,07U

0,070

0.023

Luft

Luft

Luft 1,6138

1,6910

1,6138

1,7174

56,3

53,3

56,3

29,5

(Fortsetzung vorstehender Tabelle)

/ = 1,0 relative Öffnung 1:2,0

Radien Dicken und Abstände

s' = 0,737·/

Rn = +O_s3O5 0,200 Blendenraum b" = 0,110 Rb" = -0,285 0,023 1,6057 +3,50 0 verkittet +3,50 0,100 1,6910 -0,42 0,005 Luft +3,50 0,075 1,7335 -0,74

3. Lichtstarkes Objektiv vom erweiterten Doppel-Anastigmat-Typus mit Innenblende in einem stark zerstreuenden Luftabstand, welcher das der kürzeren Konjugierten benachbarte Hinterglied positiver Brechkraft von dem auf der Seite der längeren Konjugierten stehenden Vorderglied mit ebenfalls positiver Brechkraft trennt, welclies 38,0

54,8

51,0

gegen die längere Konjugierte durch eine vor geschaltete Frontlinse erweitert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Tabellenwerten für die Radien, Scheitelabstände und Brechzahlen erfolgt:

/= ι,ο relative / 0,059 · Öffnung 1 : 3,5 Luft s' = 0,604 · / Radien Dicken und Abstände >u R₁ = -2,18 ·. 0,002 / 1,6200 -1,95 0,078 Luft +0,50 0,002 1,6200 +1,29 0,105 verkittet +0,34 0 1,6700 +2,18 0,019 Luft +2,18 0,081 1,6490 R_n' = +0,23 0,207 Blendenraum b" OO 0,101 1,6205 oo 0,026 verkittet = 0,067 R„" = -0,28 0 1,6170 -6,55 0,104 Luft -6,55 0,002 1,6700 -0,36 0,059 + 10,1 1,6200 -0,73

4. Lichtstarkes Objektiv vom erweiterten Doppel-Anastigmat-Typus mit Innenblende in einem stark zerstreuenden Luftabstand, welcher das der kürzeren Konjugierten benachbarte Hinterglied positiver Brechkraft von dem auf der Seite der längeren Konjugierten stehenden Vorderglied mit 60,3

60,3

47,2

33,8

60,3

36,6

47,2

60,3

ebenfalls positiver Brechkraft trennt, welches gegen die längere Konjugierte durch eine vorgeschaltete Frontlinse erweitert ist, dadurch gekernzeichnet, daß die Bemessung in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Tabellenwerten für die Radien, Scheitelabstände und Brechzahlen erfolgt:

5 1,0 -1,277 · / J 17 97 435 Luft 6 Radien s' = 0,72 · / f —- R_x = -1,420 relative öffnung 1 : 1,9 1,1 Dicken und Abstände +0,667 Luft 1,5014 0,0457 ·/ +4,326 0,0019 +0,446 Luft 1,6935 0,0966 +0,912 0,0042 + 1,344 Blendcnraum b" 1,6277 0,0699 +0,306 0,0726 Rs' = -0,288 verkittet 1.7283 0,0230 Rö" = +2,624 = 0,0787 0,1985 +2,624 Luft 1,6129 0,0255 -0,425 0 + 3,659 1,6968 0,0979 0,0019 1,7440 0,0634

-0,752

5. Lichtstarkes Objektiv vom erweiterten Doppel-Anastigmat-Typus mit Innenblende in einem stark zerstreuenden Luftabstand, welcher das der kürzeren Konjugierten benachbarte Hinterglied positiver Brechkraft von dem auf der Seite der längeren Konjugierten stehenden Vorderglied mit

35 ebenfalls positiver Brechkraft trennt, welches gegen die längere Konjugierte durch eine vorgeschaltete Frontlinse erweitert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung in Übereinstimmung mit der nchfolgenden Tabellenwerten für die Radien Scheitelabstände und Brechzahlen erfolgt:

/ = 1,0 relative öffnung 1 : 1,9

Radien Dicken und Abstände

s' = 0,72 · /

R₁ = -1,289 ■ f Luft 1,5014 0,0384 ■ / -1,425 0,0111 +0,663 Luft 1,6935 0,0893 +4,151 0,0019 +0,446 Luft 1,6177 0,0693 +0,920 0,0711 +1,323 Blendenraum b" 1,7283 0,0269 Rn = +0,306 = 0,0788 0,2017 Rb" = -0,289 verkittet 1,6129 0,0230 +2,704 0 +2,704 Luft 1,6968 0,1028 -0,425 0,0019 +3,726 1,7440 0,0576 —0,761

56,4

53,3

49,8

28,6

37,0

55,4

44,8