DE2508384B2

DE2508384B2 - Spiegellinsenobjektiv

Info

Publication number: DE2508384B2
Application number: DE2508384A
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Yokohama Kanagawa Kohayakawa; Kunio Tokyo Takesi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1974-02-26
Filing date: 1975-02-26
Publication date: 1981-07-02
Also published as: GB1482486A; JPS50116029A; US3994573A; DE2508384A1; JPS5810724B2; DE2508384C3

Description

3,5/SF₁ S 4/
1,2/SF₂ S 1,6/
0 <F₃S2/

wobei /die Brennweite des gesamten Systems ist. 3. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (1) eine positive Meniskuslinse ist, deren konkave Fläche dem Objekt zugewandt ist

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spiegellinsenobjektiv gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Spiegellinsenobjektiv der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zugrundegelegten Art ist in der US-PS 31 91 497 beschrieben. Bei diesem Objektiv wird jo als Reflektor ein Konkavspiegel verwendet. Zur Korrektur der von diesem Konkavspiegel erzeugten sphärischen Aberration ist zwischen dem Reflektor und der Bildebnerlinsengruppe eine Korrekturgruppe aus Meniskuslinsen mit insgesamt geringer negativer J5 Brechkraft vorgesehen. Aufgrund dieser streuenden Korrekturgruppe ist es jedoch eforderlich, einen Spiegel mit relativ großem Durchmesser zu verwenden. Durch den großen Durchmesser des Spiegels ergeben sich jedoch Nachteile in bezug auf den Korrektionszustand des bekannten Spiegellinsenobjektivs hinsichtlich deranderen Öffnungsfehler, insbesondere hinsichtlich der Korrektur der Koma.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Spiegellinsenobjektiv mit hohem Öffnungsverhältnis gemäß dem Ober- fs begriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das bezüglich der verschiedenen Bildfehler einschließlich der Koma gut korrigiert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Mangin-Spiegels als Reflektor ergibt sich eine wesentlich bessere Öffnungsfehlerkorrektur, die es erlaubt, eine Sammellinse zwischen Reflektor und Bildebnerlinsengruppe anzuordnen. Aufgrund der sammelnden Wirkung dieser Gruppe können der Durchmesser des Mangin-Spiegels und damit die von ihm erzeugten Öffnungsfehler weiter herabgesetzt werden, so daß das erfindungsgemäße Objektiv einen hervorragenden Korrektionszustand hinsichtlich der ver- e>o schiedenen Bildfehler aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung t« näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein bekanntes Spiegellinscnobjekliv,

Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spiegellinsenobjektivs,

Fig. 3 ein spezielles Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spiegellinsenobjektivs gemäß den Zahlenangaben in Tabelle 1 und

F i g. 4A, 4B und 4C Abbildungsfehler des Spiegellinsenobjektivs gemäß Fig. 3, und zwar die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Spiegellinsenobjektiv, das aus einer ersten Komponente 1, einer zweiten Komponente II, einer dritten Komponente III sowie einer Blende S besteht Die erste Komponente I besteht aus einer positiven Meniskuslinse I) und einer negativen Meniskuslinse I₂. Die zweite Komponente II besteht aus einem reflektierenden Spiegel, während die dritte Komponente III ein negatives Linsenelement aufweist

F i g. 2 zeigt schematisch als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spiegellinsenobjektivs ein Objektiv einer Kamera für die Röntgenfluoroskopfotografie, d. h. für eine Kamera, die fotografische Aufnahmen in einem Röntgenstrahlen-Fluoroskop macht. Von der Röntgenröhre X gehen Röntgenstrahlen aus, und auf der Fluoreszenzplatte FPwird ein reelles Bild der Fluoreszenz-Röntgenstrahlen erzeugt, das, als Objekt für das Spiegellinsenobjektiv dient. Das Spiegellinsenobjektiv weist drei in Reihe angeordnete, koaxiale und axial unter Abstand angeordnete Komponenten in Richtung der Lichtstrahlen auf, die in das System von der Seite mit dem längeren konjugierten Abstand zu der Seite mit dem kürzeren konjugierten Abstand durchtreten, nämlich eine Sammellinse 1 in Form einer positiven Meniskuslinse, deren konkave Fläche dem Objekt zugekehrt ist, einen konkaven Mangin-Spiegel 2, der durch eine negative Meniskuslinse gebildet wird, deren brechende Oberfläche a, die näher bei dem Objekt liegt, eine größere Krümmung als die reflektierende Fläche b hat, die weiter von dem Objekt entfernt ist, und eine konvergente Linsengruppe 3 zur Bildfeldebnung, die aus wenigstens drei Linsen besteht, von denen wenigstens eine divergent ist. Es ist zu beachten, daß alle brechenden und reflektierenden Oberflächen außer der hintersten Oberfläche der Linsengruppe 3 konkav zu dem Objekt sind. In F i g. 2 ist schließlich noch eine Blende

AS und ein fotografischer Film 4 gezeigt, der in einem Filmgehäuse S angeordnet ist

Um die Korrektur der verschiedenen Bildfehler und insbesondere die Korrektur der Koma zu erleichtern, die das Funktionieren des gesamten Systems einschränken, soll die Brennweite F₁ der Sammellinse 1 in Einheiten der Brennweite /des gesamten Systems in folgendem Bereich liegen:

3,5/Sf₁ S 4/

(D ίο

Im Hinbiick auf die Korrektur der sphärischen Aberration muß die Brennweite F₂ des Mangin-Spiegels 2 in folgendem Bereich liegen:

15

1,2/Sf₂ S 1,6/

(2)

Die Linsengruppe 3 dient zur Kompensation der durch den Mangin-Spiegel 2 verursachten Bildfeldkrümmung. Hierzu muß die Brennweite F₃ der Linsengruppe 3 in der Größenordnung der Brennweite einer herkömmlichen Linse zur Bildfeldebnung und insbesondere in folgendem Bereich liegen:

20

(XF₃S 2/

(3)

Die Verbesserung des erfindungsgemäßen Systems gegenüber dem Stand der Technik bezüglich der Bildfehlerkorrektur ist besser aus einem Vergleich mit dem in F i g. 1 gezeigten System ersichtlich. Bei wachsendem Axialabstand der negativen Meniskuslinse I₂ und der positiven Meniskuslinse I₁ wird die Korrektur des Koma, die durch die geeignete Ausgestaltung des Elementes I) bewirkt wird, entsprechend verbessert, wobei ein Abfall in dem Teil der Komakorrektur auftritt, der

30 durch das Element I₂ erfolgt Unter diesem Gesichtspunkt kann das in F i g. 2 gezeigte erfindungsgemäße System als Resultat davon gesehen werden, daß man die Trennung zwischen den Elementen Ii und I₂ in annehmbarer Weise auf ein solches Maß begrenzt, daß das Element I₂ mit dem Spiegel II in Fig. 1 kombiniert wirr·. Auf dieser Basis entspricht dann die Sammellinse 1 in Fig. 2 dem Element I, in Fig. 1. Diese Änderung der Linsenanordnung ist möglich, weil die Position der Linse, die den Hauptteil der Brechkraft zu dem gesamten System gegenüber dem Spiegel beiträgt die Korrektur der sphärischen Aberration nicht so stark beeinflußt Folglich wird die Korrektur der Koma in der Gesamtabbildung in dem erfindungsgemäßen System erheblich verbessert. Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Trennung der Elemente I, und I₂ ergibt, ist daß der Durchmesser des Spiegels Il aufgrund der Konvergenzwirkung des Elementes I₁ herabgesetzt werden kann.

Im folgenden werden spezielle Beispiele für ein Spiegellinsenobjektiv angegeben, wie es hier beschrieben und gezeigt ist. Dabei wird auf das Linsensystem gemäß Fig. 3 Bezug genommen. Die folgenden Tabellen geben Zahlenangaben für die Krümmungsradien Λ, bis Λ |₂ der Linsenelemente, die in Richtung der Lichtstrahlen numeriert sind, die von der Seite mit dem längeren konjugierten Brennpunktabstand zu der Seite mit dem kürzeren konjugierten Brennpunktabstand durch das System hindurchtreten, die axialen Dicken d_x bis d_b der entsprechenden Elemente, die axialen Abstände S₁ bis S₁ zwischen den aufeinanderfolgenden, durch Luftspalte voneinander getrennten Elemente sowie die entsprechenden Brechungsindizes /V, bis /V₇ für die spektrale D-Linie des Natriums und die Abbeschen Zahlen V₁ bis V₁ für die entsprechenden Linsenelemente.

Beispiel 1

/ = 100

F₁ = 3,69/

F₂ = 1,28/

F, = 0,72/

Relatives Öffnungsverhältnis = 1:0,57

Bildvergrößerung - 1:4,56

K₁ = -501,9

Λ₂ = -163,4

«a = -88,6

Λ₄ = -176,3

R₅ = -88,6

A₆ = -163,4

R₁ = -501,9

Kg = -52,3

R₉ = -112,3

R_n, = -52,2

R_n = -30,1

rf, = 13,3

5, = 60,2

d₂ = 10,7

5₂ = 60,2 di = 13,3

5₃ = 16,1 d₄ = 10,5

5₄ = 1.3 (U = 7,8 d_b = 22,3

/V₁ = 1,62004

N₂ = 1,51633

N₃ = 1,51633

/V₄ = 1,62004

/V₅ = 1,51633

-V₁, = 1,78472

N₁ = 1,51633

V_] = 36,3

V₂ = 64,1

V) = 64,1

V₄ = 36,3

V₅ = 64,1

V„ = 25,7

V₁ = 64,1

	25	08 384	Dicke	(oder rf.,)	Öffnungs- Bemerkung	korrigiert ist.	- 1:4	,67	0,57	/V₁ = 1,62004	6
5					durchmesser	Beispiel II
	Abmessungen der Linsenelemente	di		116 φ Komponente 1		di	= 12,61
	!-.lernen			in Fig. 2
		rf,		122 0 Mangin-Spiegel			= 66,84	N₂ = 1,516333
	1	rf₄		57 Φ
			54 0 Komponente 3	Relatives Öffnungsverhältnis = 1	d₂	= 9,81	Λ', - 1.51633
	Il	dl	47 0	Bildvergrößerung =
	111	das System,	das entsprechend den Zahlenangaben im	K₁ = -392,48	d₂	- 9,81
	IV		züglich der verschiedenen Abbildungsfehler gut
	V		R₂ = -146,33	S₂	= 66,84	Nt = 1,62004	Beispiel I aufgebaut ist, be-
Aus Fig. 4 ergibt sich, daß	f = 100
	F, = 3,71 /■	R, = -84,12	d,	= 12,61
	F₂ = 1,54 /■
	Fy = 0,83 /	K₄ = -159,27	S,	= 5,09	S\ = 1,51633

	K₅ = -84,12	d*	= 9.62

	R_h = -146,33	*s_t*	= 1.21	/V₆ = 1,71736

	K₇ = -392,48	d-.	= 5.6	,V₇ = 1.51633	Vi = 36,3
				Blatt Zeichnungen
	K₈ = -42,04	d_b	= 16.81
			Hierzu 3
	K₉ = -69,69		V₂ = 64,1

K_1n = -43,72		Vi = 64,1

K_n = -26,16

	V₄ = 36,3



	V, = 64,1



	V* = 29,5

	V₁ = 64,1

Claims

Patentansprüche

1. Spiegellinsenobjektiv mit hohem Öffnungsverhältnis, das einen Reflektor mit einer konkaven, reflektierenden Fläche, die dem Objekt zugekehrt ist, eine Fotodetektoreinrichtung, die dem Reflektor zugewandt ist, und eine Bildebnerlinsengruppe mit positiver Brechkraft aufweist, die neben der Fotodetektoreinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (2) eine negative Meniskuslinse ist, deren Oberfläche mit dem größeren Krümmungsradius verspiegelt ist, und daß das Objektiv eine Sammellinse (1) aufweist, die zwischen dem Reflektor (2) und der Bildebnerlinsengruppe (3) angeordnet ist

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweiten üer Sammellinse (1), des Reflektors (2) und der Bildebnerlinsengruppe (3), die mit F₁, F₂ und F₃ bezeichnet sind, jeweils in den folgenden Bereichen liegen: