DE2506957A1

DE2506957A1 - Objektiv

Info

Publication number: DE2506957A1
Application number: DE19752506957
Authority: DE
Inventors: Haruo Maeda
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1975-09-04
Also published as: DE2506957B2; JPS50124660A; JPS5244210B2; US3989317A; DE2506957C3

Description

betreffend
Objektiv

Die Erfindung betrifft Objektive mit drei, durch Luftzwischenräume getrennten Linsengliedern, die optisch aufeinander ausgerichtet und von der Gegenstandsseite des Objektivs her nacheinander angeordnet sind. Die Erfindung betrifft insbesondere achromatische Objektive.

Im allgemeinen erfordert ein achromatisches Objektiv mit einer Vergrößerung ß in der Größenordnung von 1O bis 3Ox wenigstens fünf Linsen, so daß es schwer und teuer wird. Um ein solches achromatisches Objektiv leicht und billig zu machen, genügt es, die Anzahl der Linsen zu verringern und billiges Glas mit einem kleinen Brechungsindex zu verwenden. Wenn die Anzahl der Linsen jedoch verringert ist und die Vergrößerung in der Größenordnung von 10 bis 3Ox liegt, wird die Brechkraft jeder Linse groß, wodurch die sphärischen Abbildungsfehler in der Bildfläche verschlechtert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leichtes und preiswertes Objektiv mit einer Vergrößerung von etwa 10 bis

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30 fach zu schaffen, das die Abbildungsfehler in einem ähnlichen Ausmaß korrigiert, wie achromatische Objektive mit der Gesichtsfeldzahl 7, und das die Abbildungsfehler für monochromatisches Licht, insbesondere für eine Wellenlänge von 6328 & korrigiert.

Diese Aufgabe wird mit einem Objektiv der eingangs beschrie benen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ersten beiden Linsenglieder sammelnde Einzellinsen sind, das dritte Linsenglied eine sammelnde Doppellinse ist und folgende drei Bedingungen erfüllt sind:

0.9f<d +d +d <1.3£

2. ο 4·

0.8f<R_<1.2£

Ci)

C2)

1.46<n
1.46<n
1.46<n

•^50<vid

ld '
2d^<-

^d^<< 68

65

50<v_2d<68

(3)

wobei bedeuten:

f die Gesamtbrennweite des Objektivs bei einer Wellenlänge von 6328 i, Hg den Krümmungsradius der gekitteten Fläche des dritten Linsengliedes, d_? und d. den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Linsenglied und dem zweiten und dritten Linsenglied, d-, die axiale Dicke des zweiten Linsengliedes, n.,, n_?, und n^, die Brechungsindizes der ersten, zweiten und vierten Linse für die d-Linie und V^^, l-^d' ^3d ^¹¹¹^ ^λα ^die Abbezahlen der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse für die d-Linie.

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Die Bedingung 1 ist bezüglich der Verringerung der Linsenzahl für die Vergrößerung der Größenordnung von 10 bis 30 fach wirksam und stellt eine gute Korrektur von Abbildungsfehlern, insbesondere sphärischen Abbildungsfehlern innerhalb der Gesichtsfeldzahl 7 sicher, wenn die Brechkraft jedes Linsengliedes vergrößert wird. Wenn d₂ + d, + d^ 7-1,3f, werden die sphärischen Abbildungsfehler überkorrigiert. Wenn dagegen d₂ + d^ + d^ <0,9 f, sind die sphärischen Abbildungsfehler unterkorrigiert. Zusätzlioh bewirkt die Bedingung 1 eine gute Korrektur der Sinusbedingung.

Die Bedingung 2 verbilligt das Schleifen der Linse und stellt eine gute Korrektur der sphärischen Abbildungsfehler sicher. Beim Schleifen von Linsen wird, wenn der Krümmungsradius der zu schleifenden Linse.im Vergleich zu ihrem äußeren Durchmesser klein wird, die Zahl der gleichzeitig zu schleifenden Linsen klein, wodurch nur jeweils eine Linse geschliffen werden muß. Wenn Rg <0,8f, tritt die oben beschriebene Schwierigkeit beim Schleifen auf und es wird folglich unmöglich, den Preis des Objektivs zu verringern. Wenn dagegen IL- >1,2f ist, sind die sphärischen Abbildungsfehler unterkorrigiert.

Die Bedingung 3 bewirkt eine merkliche Verminderung des Glaspreises des Objektivs. Die Verwendung von Gläsern, die sowohl eine geringe Dispersionskraft als auch einen geringen Brechungsindex aufweisen, wie sie durch die Bedingung 3 gegeben sind, hat eine merkliche Verminderung des Preises des erfindungsgemäßen Objektivs zur Folge.

Beim Verwenden eines erfindungsgemäßen Objektivs genügt es, Abbildungsfehler in Betracht zu ziehen, die aufgrund von monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge in der Größenordnung vo.n 6328 A auftreten. Wenn das Objektiv zusammengebaut und eingestellt wird, ist es jedoch notwendig, die Einstellung auszuführen,

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während ein Muster mit Hilfe von von ihm durchgelassenen Licht "beobachtet wird. Bei einer solchen Einstellung während des Zusammenbaus des Objektivs müssen die sphärischen Abbildungsfehler nahe der d-Linie (5876 1) und der e-Linie (5461 S) korrigiert werden, indem das Ansprechen der Konstruktion auf diese Wellenlängen berücksichtigt wird.

Um die sphärischen Abbildungsfehler merklich zu korrigieren, ist das dritte Linsenglied eine Doppellinse mit einer zerstreuenden gekitteten Fläche. Zusätzlich liegen t> , ν und V., entsprechend der Bedingung 3 zwischen 50 und 80, so daß für diese Linsen billige Gläser verwendet werden können. Die Bedingung ^a -^35 bewirkt eine gute Korrektur von chromatischen Abbildungsfehlern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Objektiv,

die Pig. 2A bis 2D, 3A bis 3D, 4A bis 4D und 5A bis 5D graphische Darstellungen verschiedener Abbildungsfehler von Ausführungsbeispielen 1, 2, 3 und 4 gemäß der Pig. 1.

Das in der Pig. 1 dargestellte bevorzugte Objektiv weist drei, durch einen LuftZwischenraum getrennte Linsenglieder L₁, L_p und L₅, L₄ auf, die optisoh zueinander ausgerichtet sind und der Reihe nach von der Gegenstandsseite des Objektivs aufeinander folgen.

Die ersten beiden Linsenglieder L₁ und L₂ sind sammelnde Einzellinsen. Das dritte Linsenglied ist eine sammelnde Doppellinse, die aus einer zerstreuenden Miniskuslinse' L- und einer bikonvexen Linse L₄ aufgebaut ist, wobei die beiden Linsen L und

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L. durch eine gekittete Oberfläche einander getrennt sind.

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, die zerstreuend ist, von—

Im folgenden werden vier Ausführungsbeispiele des in der Fig. 1 dargestellten Objektivs beschrieben:

Beispiel 1

£=1.0 N.A.=0.4, ß=24.92X

Linse	Radien	OO	Dicken md Abstände	0.6376	η	ld	ⁿd	^Vld	64.1
	^Rl
		-0.6053		0.2623			1.51633
	^R2
		OO		0.3195	η	2d		^V2d	64.1
	^R3
^L2		-1.7969	^d3	0.5483			1.51633
	R₄
		2.0655		0.1074	η	3d		^V3d	27.8
	^R5
^L3		0.8774	^d5	0.4897	η	4d	1.74077		64.1
	^R6
		-4.5120	d₆			1.51633
	^R7

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ORIGINAL INSPECTSD

1Ä-46

Beispiel 2

£=1.0, N.A.=0.4, ß=24.42X

Linse	Radien	OO	Dicken ■und ■ Abstände	0.6046	η	d	V	d	64.	1
	^Ri
^Ll		-0.6117	^di	0.2492	"id¹	.51633	^Vld
	^R2
		OO		0.3037				64.	1
	^R3
^L2		-1.6790	^d3	0.5202	-τ	.51633	^V2d

		2.6723	d₄	0.1716				27.	8
	^R5
^L3		0.9532	^d5	0.3976	ⁿ3d ^λ	.74077	^V3d	64.	1
	^R6
		-2.5604	ci₅	1	.51633	y
	^R7

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Beispiel 3

£=1.0, N.A.=0.4, 3=24.95X

Linse	Radien	^Rl	OO	Dicken . und Abstände	ⁿid	»d	V	d	64.1

^Ll	^R2	-0.5814	d 0.4707		1.51633	^vid

^L2	^R3	OO	d₂ 0.3696	ⁿ2d			64.1

	R₄	-1.3724	d₃ 0.3087		1.51633	^V2d

	^R5	2.9667	d₄ 0.503 9	ⁿ3d			27.8

^L3	^R6	0.9685	d₅ 0.1744	n_4d	1.74077	^V3d	64.1

	^R7	-2.1257	d_c 0.3212 D	1.51633	^V4d

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Beispiel 4

£=1.0, N.A.=0.35, W.D.=0.164, ß=13.50X

Lins	^Rl	Hadien	Dicken und Abstände	"id¹	^d	ⁿd	^Vld	^Vd	.1
		OO
^Ll	^R2		d 0.486		.51633		64
		-0.561
	^R3		d₂ 0.411	η 1		^V2d		.1
		OO
^L2	R₄		d„ 0.390 O		.51633		64
		-1.345
	^R5		d^ 0.359	Ί		^V3d		.8
		2.332
^L3	^R6		d₅ 0.211	.74077	^V4d	27	.1
		0.885
L₁₊	^R7		d 0.378	.51633	64
	-2.101

In den obigen Beispielen 1 bis 4 sind die gegenstandsseitigen Oberflächen der ersten und vierten Linse L₁ und Lp aus Gründen der Vereinfachung des Schleifens und der Verbilligung des Objektivs eben.

In den Fig. 2A bis 2D, 3A bis 3D, 4A bis 4D und 5A bis 5D sind verschiedene Abbildungsfehler der Beispiele 1, 2, 3 und 4 dargestellt. Die Fig. 2A bis 5A zeigen die sphärischen Abbildungs-

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fehler, die Fig. 2B bis 5B die Sinusbedingungen, die Fig. 2C bis 50 die Astigmatismen bei Licht einer Wellenlänge von 6328 2. und die Fig. 2D bis 5D zeigen die Verzeichnungen bei Licht einer Wellenlänge von 6328 £.

Das erfindungsgemäße Objektiv weist vier Linsen L.., L₂, L^ und L. auf, die in drei Linsengliedern ,aus zur Bildseite hintereinander angeordnet sind, und weist eine Vergrößerung in der Größenordnung von 10 bis 30 fach auf. Die Glassorten der einzelnen Linsen sind so gewählt, daß das Objektiv ein geringes Gewicht aufweist und weniger teuer ist. Zusätzlich können verschiedene Abbildungsfehler, beispielsweise sphärische Abbildungsfehler u.a. ohne Rücksicht auf die kleine Linsenzahl im wesentlichen korrigiert werden.

/ von der Gegenstandseite

Patentansprüche 67XXI

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Claims

Patentansprüche

Objektiv mit drei durch Luftzwischenräume getrennten
Linsengliedern, die optisch aufeinander ausgerichtet und von der Gegenstandsseite des Objektivs her nacheinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten beiden
Linsenglieder sammelnde Einzellinsen (L., L₂) sind, daa dritte
Linsenglied eine sammelnde Doppellinse (L,, L.) ist,und folgende Bedingungen erfüllt sind:

0.9f<d₂+d₃+d^<1.3f

Cl)

0.8£<R id^<]" 2£ 1.46<n 2d^<X .65 1.46<n 4-d^< .65 1.46<n <68 .65 50<v_ld <68 50<v_2d <68 ^50<Vl

(3)

wobei f die G-esamtbrennweite des Objektivs bei einer Wellenlänge des verwendeten Lichts von 6328 i, Eg den Krümmungsradius der
gekitteten Fläche des dritten Linsengliedes, d„ und d. den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Linsenglied und den Abstand zwischen dem zweiten und dritten Linsenglied, d, die axiale Dicke des zweiten Linsengliedes, n_1d, n_2d und n^_d die Brechungsindizes der ersten, zweiten und vierten Linse für die d-Linie und

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-44

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V,,, ^_n,. ρ,, und V., die Abbezahlen der ersten, zweiten, dritten Id* cQ. 3d 4a

und vierten Linse für die d-Linie bezeichnen.

2. Objektiv nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Linsenglied einzelne, plan-konvexe Linsen (L₁, Lp) sind und das dritte Linsenglied aus einer zerstreuenden Miniskuslinse (L,) und einer bikonvexen Linse (L.) besteht.

3. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgende Datentabelle:

£=1.0 N.A.=0.4, ß=24.92X

Lin
se ■ Radien OO
-0.6053 Dicken
und
Abstände" · n„ , 1.51633
Id V ^Vld d ^Ll ^Rl
^R2 el 0.6376 64.1 CO d₂ 0.2623 η 1.51633 ^V2d ^L2 ^R3 -1.7969 d₃ 0.3195 64.1 2.0655 el 0.5483 ^R5 n_3d 1.74077 ^V3d ^L3 0.8774 d 0.1074 27.8 ^R6 n, . 1.51633 -4.5120 d₆ 0.4897 64.1 ^R7

wobei E₁ bis IU die Krümmungsradien der Linsen, d₁, d,, d^ und dg die axialen Dicken der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, ^ und d. den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse und den Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linse

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ORIGINAL fNSPECTED

- ^- 1A-46 138

n„₃ bis η., die Brechungsindizes des Glases für die d-Linie des

1d 4d °

Spektrums für die zugehörigen Linsen und V ·, bis V., die Abbezahlen der Linsen für die d-Linie bezeichnen, jeweils von der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

4. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch folgende Datentabelle:

f=1.0, N.A.=0.4, ß=24.42X

Lin
se Radien OO Dicken
und
Abstände 5 0.6046 ⁿid ⁿd ^Vd .1 -0.6117 CL₁ ^d6 0.2492 1.51633 ν 64 ^R2 0.3037 η .1 Λ L₂ ^R3 -1.6790 ^d3 0.5202 1.51633 ν ' 64 \ 2.6723 d 0.1716 ⁿ3d .8 ^R5 L₃ 0.9532 0.3976 \d 1.74077 ^V3d ²⁷ .1 ^R6 -2.5604 1.51633 ^v^d ⁶⁴ ^R7

wobei R. bis

die Krümmungsradien der Linsen, d., d,, d^ und dg die axialen Dicken der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, dp und d. den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse und den Abstand zwischen der zweiten und dritten Linse, n.., bis n., die Brechungsindizes des Glases für die d-Linie des Spektrums für die entsprechenden Linsen und »„, bis V., die Abbe-

id. 4d

zahlen der Linsen für die d-Linie bezeichnen, jeweils von der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

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5· Objektiv naoh Anspruch 1, gekennzeichnet

durch folgende Datentabelle:

£=1.0, N.A.=0.4, 3=24.95X

Lin
se Radien OO
-0.5814 Dicken
und
Abstände ⁿd V d 64.1 ^Ll ^Ri
R₂ d_i 0.4707 n_id 1.51633 ^Vld ^L2 00 d₂ 0.3696 ■64.1 -1.3724 d₃ 0.3087 n_2d 1.51633 ^V2d \ 2.9667 d^ 0.5039 ^R5 27.8 0.9685 d₅ 0.1744 ⁿ3d ¹^⁷⁴⁰⁷⁷ ^V3d ^R6 64.1 -2.1257 d_ 0.3212
Q η , 1.51633
4-d ^V4d ^R7

wobei R₁ bis R₇ die Krümmungsradien der Linsen, d^ , d^, d,- und dg die axialen Dicken der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, dp und d, den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse und den Abstand zwischen der zweiten und dritten Linse, n.. , bis n. , die Brechungsindizes des Glases für die d-Linie des Spektrums für die entsprechenden Linsen und V^ , bis V die Abbezahlen der Linsen für die d-Linie bezeichnen, jeweils von der Vorderseite zur Rückseite des Objektivs gezählt.

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ORIGINAL INSPECTiD

•Al·

1A-46

6". Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch folgende Datentabelle:

£=1.0, N.A.=0.35,

W.D.=0.164, 3=13.5OX

Linse

Radien

R₂ -0.561

R₄ -1.345
R. 2.332

R_c 0.885

R₇ -2.101

Dicken ·

und

Abstände

d 0.486

0.411

d 0.390

0.359

d₅ 0.211

d„ 0.378

Id

1.51633

1.74077

η . 1.51633

^d

64.1

wobei H₁ bis R₇ die Krümmungsradien der Linsen, d₁, d,, d<- und dg die axialen Dicken der ersten, zweiten, dritten und vierten Linse, d_g und d^ den Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse und den Abstand zwischen der zweiten und dritten Linse, n_1d bis n_4d den Brechungsindex des Glases für die d-Linie des Spektrums für die entsprechenden Linsen und \Κ_Λ bis V^ die Abbe-

... Id 4d

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