DE2621862C3 - Objektiv - Google Patents

Description

</,„ = 0.1135

ti,, = 0.2985 U₄ = 1,49549 i₄ = 70,1

,7₅ = 1,49549 r₅ = 70,1

= 1,52564 i₆ = 64.1

r_n = 1,1978 β = — /to, Sj = 38,956, S = f_F = 3,255, f_R = 0,94 Darin bezeichnen:

r, bis r,2 die Krümmungsradien der entsprechenden Linsenoberflächen, d_x bis d_n die Dicken bzw. Luflabstände der Linsen,

/I₁ bis Ji₆ die Brechungsindizes der entsprechenden Linsen für /. = 441,6, r, bis <■„ die Abbezahlen der entsprechenden 0.273

Linsen für die J-Linie,

/ die Brennweite des Objektivs,

fr die Brennweite der Frontlinsengruppe,

f_R die Brennweite der hinteren Linsengruppe,

l> den Abbildungsmaßstab,

S₁ die Entfernung des Objektivs von der

ersten Linsenfläche des Objektivs,

S die Entfernung der letzten Linsenfläche des

Objektivs von der Bildebene.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv, das zwei Linsengruppen enthält, von denen eine eine Duplexfront bildet, insbesondere zur Aufzeichnung von Signalen auf Bildplatten.

Zur Aufzeichnung der modulierten Signale zur Herstellung der Mutterbildplatte von fotoelektrischen Bildplatten hat man bisher im allgemeinen Mikroskopobjektive verwendet, und ein ausschließlich für diesen Zweck entwickeltes Objektiv ist bisher nicht bekannt. Da eine einzig; Wellenlänge im Bereich von 435,8 nm (g-Linie) bis 486,1 nm für die Aufzeichnung des modulierten Signals verwendet wird, war es möglich, auch mit Mikroskopobjektiven einigermaßen brauchbare Resultate zu erzielen. Mikroskopobjektive haben jedoch normalerweise — wie beispielsweise die US-PS 38 83 231 zeigt Kiltflächen, und darüber hinaus sind bei Mikroskopobjekliven die chromatischen Aberrationen für Strahlung im sichtbaren Bereich korrigiert. Daher ist es mit Mikroskopobjektiven unmöglich, Signale mit hoher Genauigkeit aufzuzeichnen, da sich dann die Aberrationen auswirken. Insbesondere wenn das Mikroskopobjektiv im Ultravioleltbereich des Spektrums (beispielsweise mit Strahlung der Wellenlänge 351 nm) bei hoher Strahlintensität benutzt wird, ist Absorption von Licht durch den optischen Kitt zusätzlich zu den chromatischen Aberrationen zu beobachten, wodurch der Durchlaßgrad des Objektivs stark verringert wird.

Bei Mikroskopobjektiven \:Λ es auch bekannt, eine sog. Duplexfronl zu verwenden, die aus einer Linse mit frontseitiger Hohlfläche besteht, der zur Verstärkung der Brechkraft eine zweite hinzugefügt ist (K. Michel, Grundzüge der Theorie des Mikroskops in elementarer Darstellung, Stuttgart 1964. S. 195, 199 und 202).

Für Objektive für Bildplatten zur Aufzeichnung modulierter Signale mit hoher Qualität sind im allgemeinen folgende Bedingungen zu erfüllen:

(I) Der Durchlaßgrad sollte hoch sein bis ins nahe

Ultraviolett oder bis ins Ultraviolett.
4(i (2) Das Auflösungsvermögen sollte hoch sein.

(3) Die Bildschärfe muß hoch sein.

(4) Der Bildkontrast muß hoch sein.

Um der Forderung (1) zu genügen, ist es notwendig,

<r, ein geeignetes Glasmaterial zu wählen und eine Lichtabsorption durch den optischen Kitt des betreffenden Linsengliedes zu verhindern. Um der Forderung (2) zu genügen, ist es notwendig, die numerische Apertur so groß wie möglich zu machen. Um den Forderungen

(3) und (4) zu genügen, ist es notwendig, die Aberrationen gut zu korrigieren und sphärische Aberration und Koma insbesondere auf ein Minimum herabzusetzen. Bezüglich der Forderung (4) ist es weiter notwendig, Unscharfe zu verhindern. Wenn das Objektiv eine Kitlfläche besitzt, muß darauf geachtet werden, daß die Güte der Kittfläche ausreichend ist, sonst entsteht entsprechend dem Zustand der KiU-riäche Rauschen zusammen mit der modulierten Strahlung. Darüber hinaus ist, da die aufireflende

w) Strahlung zu einem feinen Strahl gebündelt wird, die Strahlungsenergie, die durch eine Flächeneinheit der betreffenden Linsenoberflächc hindurchtritt, außerordentlich groß, und dadurch kann es manchmal zum Lösen der Verbindung an der Kittstdle kommen.

h'i Eine Mutterplatte zur Aufzeichnung wird aus einer Grundplatte aus Metall. Glas usw. hergestellt, die mit einem lichtempfindlichen Mittel, wie »Photo-resist«. bedeckt ist. Die Oberfläche dieses !ichtemntindlichen

Mittels ist dem modulierten Licht ausgesetzt, das das Objeklh durchsetzt und von dem Objektiv gebündelt wird. Im Fall eines modulierten Laserstrahls wird der Strahl auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht zu einem Durchmesser von 1 μ oder weniger gebündelt. Daher steigt die Temperatur des dem Strahl :i umgesetzten Abschnittes stark an, um! das lichtempfindliche Mittel wird verdampft. Wenn der Dampf auf das Objektiv gelangt, werden Bildkontrast und Auflösungt-vermogen des Objektivs verringert.

Der vorliegenden Ei findung liegt die AuR'.ib·-· zugrunde, ein Objektiv für Bildplatten anzugeben, das i.ur Finzellinsen enthält und dadurch keine Kitlflächen aufweist, dessen numerische Apertur auf der Aufzeichnungsseite groß ist und das darüber hinaus einen verhältnismäßig großen Arbeitsabstand hat.

Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Objektiv.·. mit den Konstruktionsdaten gemäß der im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. der im Kennzeichen des Anspruchs 2 aufgeführten Datentabellen gelöst.

Danach weist das erfindungsgemäße Objektiv für Bildplatten ein Linsensystem mit sechs Linsengliedern auf, die alle Einzellinsen sind, wobei das Linsensystem in eine Frontlinsengruppe und eine hintere Linsengruppe unterteilt ist und ein großer Luftabstand zwischen Front- und hintere Linsengruppe vorgesehen ist. Die Frontlinsengruppe besteht aus dem ersten, zweiten, dritten und vierten Linsenglied, wobei das erste Linsenglied eine negative Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche von positiver Brechkraft an der Einfallseite, das zweite Linsenglied eine bikonvexe Linse, das dritte Linsenglied eine negative Linse, deren konkave Oberfläche von großer negativer Brechkraft dem zweiten Linsenglied zugewandt ist und dessen viertes Linsenglied eine positive Linse ist. Die hintere Linsengruppe besteht aus dem fünften und sechsten Linsenglied, wobei das fünfte Linsenglied eine positive Meniskuslinse und das sechste Linsenglied eine positive Meniskuslinse ist. die nahezu halbkugelförmig ausgebildet ist. und beide zusammen eine Duplexfront bilden.

Bei der Entwicklung des Objektivs für Bildplatten hat sich die Einhaltung der folgenden Bedingungen als wesentlich erwiesen:

(1) 0,6 ^ </„// ^ 0.3.

(2) 1,08 ^ /„// ä; 0.82.

(3) 3,9 Z f_fjf_KZ 2,9.

Darin be2:eichnet

/ die Brennweite des Objektivs.
ff die Brennweite der Frontlinsengruppe und f_K die Brennweite der hinteren Linsengruppe und d_s den Luftabstand zwischen Front- und der hinteren Linsengruppe.

Im erfindungsgemäßen Objektiv ist die Frontlinsengruppe so ausgebildet, daß sie in der Hauptsache chromatische Aberrationen korrigiert, und es ist möglich, diese dadurch zu korrigieren, daß die Brechungsindizes der Linsen, die negative Brechkräfte haben, verschieden von den Brechungsindizes der Linsen mit positiver Brechkraft gewählt werden oder durch Wahl großer Brechungsindizes der Linsen mit negativer Brechkraft. Beispielsweise ist es vorteilhaft, die Differenz M₁--«ι zwischen dem Brechungsindex /j, der ersten Linse und dem Brechungsindex ;i₂ der zweiten Linse so zu machen. d;ilJ /i. n₂ > 0,15 unc die Differenz./I₁- ;i₄ zwischen dem Brechungsindex ;?. dei <j Uten Linsen und dem Brechungsindex n₄ de vierten Linse so zu wühle:'', ckiß /ι_Λ --/J₄ > 0,15 unc ^ri die Abbe-Zahlen I₁, ι·₂. ij und r₄ der ersten, zweiten dritten und vierten Linse so zu wählen, daß \\ < 40 i; <-■ 55. )■·; <■ 40 und r₄ < 55. Wenn jedoch die Brechungsindizes H₁ und /I₃ der Linsen mit negative! Brechkraft zu groß gemacht werden, verringert sich

in der Durehiaßkrad bei einigen Glassorten. Daher isl e; insbesondere für dichte Flintglastypen erforderlich, du Brechiingsindi7es /i, und n₃ zu 1,7 oder weniger zi wählen.

Die hintere Linsengruppe dient dazu, die Strahlen von der Frontlinsengruppe konvergent zu machen und daher ist die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit für jede Linse hoch. Daher ist es notwendig, ge schmolzenen Quarz als optischen Werkstoff zu verwenden.

2i; Es ist möglich, die Aberrationen des Objektivs besonders vorteilhaft zu korrigieren, wenn das Ver hältnis der Brennweite /_R der hinteren Linsengruppe zur Brennweite / des Objektivs im Rahmer 1,08 ^ /„// Ξ> 0,82 und das Verhältnis der Brennweite f_t- der Frontlinsengruppe zur Brennweite /_s der hin teren Linsengruppe in dem Bereich 3,9 2: f_Flf_K 2: 2,i und der Luftabstand zwischen Front- und hinterei Linsengruppe in dem Rahmen 0,6 2: d_elf S 0,3 ge wählt werden.

Wenn J_R/f > 1,08 in der Bedingung (2) für die hintere Linsengruppe ist, wird die sphärische Aber ration unterkorrigiert. Wenn dagegen f_RJf < 0

ist, wird die sphärische Aberration überkorritjiert.

Wenn //-//r > 3.9 ist, abweichend von Bedingung (3), werden chromatische Aberration und sphärische Aberration vergrößert und darüber hinaus Korn unterkorrigiert. Wenn /_f lf_R < 2,9, wird Koma etwas überkorrigiert. Wenn abweichend von Bedingung (1 dglf > 0.6 ist, werden außeraxiale Aberrationen ins besondere Verzeichnung groß. Als Folge hiervor werden Fehler in der Information hervorgerufen wenn die aufgezeichneten Signale von verschiedener Wiedergabeobjektiven aufgenommen werden. Wenr dgl/ < 0,3 ist, wird die Astigmatismusdifferenz groß und infolgedessen werden Fehler in ähnlicher Weise hervorgerufen, wenn die aufgezeichneten Signale wie dergegeben werden.

Das Objektiv für Bildplatten nach der vorliegender Erfindung, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, dient zui Abbildung von Objekten in endlicher Entfernung Wenn eine negative Linse zusätzlich an der Objektseit« verwendet wird, kann das Objektiv jedoch bei einei unendlich großen Objektweite benutzt werden, ohne eine Veränderung am Objektiv selbst vorzunehmen Wenn eine Bildplatte hergestellt wird, wird das Objek tiv quer zur optischen Achse bewegt. Daher isl es be Objektiven in endlicher Entfernung notwendig, da: Objekt zusammen mit dem Objektiv zu bewegen Wenn jedoch das Objekt im Unendlichen liegt, wöbe das Objektiv, wie in F i g. 4 dargestellt, ausgebildei ist, ist es nur erforderlich, das Objektiv zu verschieben und das Objekt kann ortsfest angeordnet sein.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

b5 F i g. 1 eine schematische Schnittansicht durch eir erstes Objektiv nach der vorliegenden Erfindung Fig. 2 A, B, C und D Korrekturkurven eines erster

Objektivs, nach der vorliegenden Erfindung,

F i g. 3 Λ, B, C und D Korrekturkurven eines /weilen Objektivs nach der vorliegenden Erfindung und

F i g. 4 tine Schnitlaiisidii eines Objektivs nach der vorliegenden Gründung für den Fall, daß eine

Tabelle 1
./ = 1,0

(/. = 441,6 nm) r, - 1,1559
r₂ = Ü,8H90
r, = 1,257!
r₄ = - 3,39 i ü
r₅ = -1,2088

r-, = 12,5110
r« = -1,1727
?■„ =

d_x = 0,1648

d₂ = 0,1630

rf, = 0,4084

fl_A = 0,1648

d_s = 0,1575

d_b = 0,0238

d₁ = 0,4524

dg = 0,4286

d_q = 0,3425

d₁₀ = 0,1465

d_u = 0,2821

zusätzliche Linse vorgesehen ist, wenn das Objekt im Unendlichen liegt

Das erste Objektiv weist die nachstehend in Tabelle I aufgeführten Daten auf:

η, = 1,69827 ,., = 32,1 n₂ = 1,52564

= 64,1

= 1,69827 _Vi = 32,1

M₄ = 1,49549 )₄ = 70,1 H₅ = 1,49549 ι·₅ = 70,1 n_b = 1,46654 >·„ = 67,8

r,₂ =

ß = -'/40,

0,9474
3,0668
0,4277
1,1172

40, S₁ = 39,04, S = 0,274 Sy = 3.226, /_R = 0,963 Das zweite Objektiv weist die nachstehend in Tabelle 2 aufgeführten Daten auf:

Tabelle 2

/ = i,o (/. = 441,6 nm)

r, = 1,1516

r, = 32,1

v₂ = 64,1 V₃ = 32,1

= 70,1

ι·₅ = 70,1

= 64,1

	0,8888	4	= 0,1648	n2 =	1,69827
r2 =
	1,2917	di	= 0,1648
ri =
	-3,1101	d3	= 0,4193	«3 =	1,52564
r4 =
	-1,2055	dA	= 0,1648
's =
	129,5733	ds	= 0,1502	«4 =	1,69827
'6 =
	9.9354	4	= 0,0220
r7 =
	-1,1665	d1	= 0,445u	"5 =	1,49549
»"8 =
	0,9092	ds	= 0,5127
r9 =
	2,1511	d9	= 0,3113	H6 =	1,49549
»10 =
	0,4547	dw	= 0,1135	0,273
rn =
	1,1978	du	= 0,2985	1,52564
rn =	-'/40, S1
■II	3,255, /	= 38,956, S =
Sf —	κ = 0,94

In den Tabellen bezeichnen:

r, bis »-,ι die Krümmungsradien der entsprechenden Linscnoberfläehcn,

i/i bis d_n die Dicken bzw. Luflabstände der Linsen,

n, bis ;?,, die Brechungsindizes der entsprechenden Linsen für / = 441,6,

i'i bis ;■,, die Abbe-Zahlen der entsprechenden Linsen für dicd-Linic,
/ die Brennweile des Objektivs,
// die Brennweite der Fronllinscngruppe,
j_K die Brennweile der Hinterlinsengruppc,
ji den Abbüdungsmaßstab,

r₀ = -5,0624
r,', = -7,0802

4,= 0,3626 rf,',= 0,3662

Darin bezeichnen:

r„ und r,,' die Krümmungsradien der Oberflächen der Einzellinse L₀,

d_n und tW die Dicke der Linse L₀ und den LuflabslaiiL. zwischen der Linse L₀ und der ersten Linsenfläche r, des ersten Objektivs nach der Erfindung,

10

Si die Entfernung des Objektivs zur ersten Fronllinscnflächc des Objektivs,
S die Entfernung von der letzten Linsenfläche des Objektivs zur Bildebene.

Die Korrekturkurven der Objektive sind in F i g. 2 A, 2 B, 2 C und 2 D und in I" ig. .1A, 3 B, 3 C und 3D dargestellt. In den Zeichnungen betreffen /,,, A, und /o Tür sphärische Aberration und Siniisbedingungcn die Wellenlänge /.„ = 44!,6, λ, ----: 457,9 und /₂ = 480,0. Wenn, wie in F i g. 4 gezeigt, eine Einzellinse /.,, beim ersten Objektiv zusätzlich zur Anpassung an unendlich große Objeklivweiten vorgesehen ist, ergeben sich /usätzlich für das erste Objektiv die folgenden numerischen Werte

= 1,52564 r_n = 64,1

/I_n den Brechungsindex der Linse L₁, für /. = 441,6 u.id

ίο die Abbc-Zaiil der Lir.sc '.» für die d-Linic.

Die zusätzliche Linse L₀ i.,i so angeordnet, daß :hr Brennpunkt am Objekio.. liegt. Für die Korrektur von Aberrationen ist ~" sdoch zweckmäßig, die zusätzliche Linse L₀ so anzuordnen, daß ihre konkave so Linsenfläche objektseitig liegt, wie F i g. 4 zeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 26 21 862 2 Patentansprüche: bildet, insbe- 5 441,6 nm) 40 % r, bis r₁₂ die Krümmungsradien der ent- 45 »1 bis iif, die Brechungsindizes der entsprechcn- 50 .S fr die Brennweite der Frontlinsengruppe, di = 0,1648 platten, gekennzeichnet durch die nach /_R die Brennweite der hinteren Linsengruppe, 1 I. Objektiv, das zwei Linsensgruppen enthält. sondere zur Aufzeichnung von Signalen auf Bild- ;■ sprechenden Linsenoberflächen, ., den Linsen für λ = 441,6, Tabelle 2 stehend aufgeführten numerischen Daten: β den Abbildungsmaßstab, von denen eine eine Duplexfront Tabelle 1 di = 0,1648 d₂ =- 0,1648 S₁ die Entfernung des Objektivs von der I / = 1,0 (/. = di bis d,_t die Dicken bzw. Luftabstände der ΐ i'i bis i'₆ die Abbezahlen der entsprechenden / = 1,0 (λ = 441,6 nm) ersten Linsenflächc des Objektivs, I r, = 1,1559 i/₂ = 0,1630 f Linsen, '- Linsen für die d-Linie, T₁ = 1,1516 J₃ = 0,4193 5 die Entfernung der letzten Linsenfläche des 1 / die Brennweite des Objektivs, Objektivs von der Bildebene. I r₂= 0,8890 a, = 0,4084 r₂ = 0,8888 r/₄ = 0,1648 η, = 1,69827 ι·, = 32,1 1 2. Objektiv, das zwei Linsengruppen enthält, I r₃ = 1,2571 J₄ = 0,1648 r₃ = 1,2917 i/₅ = 0,1502 von denen eine eine Duplexfront bildet, insbe sondere zur Aufzeichnung von Signalen auf Bild r₄ = -3,3910 i₅ = 0,1575 r₄ = -3,1101 (L = 0,0220 n₂ = 1,52564 V₂ = 64,1 platten, gekennzeichnet durch die nachstehend aufgeführten numerischen Daten: r₅ = -1,2088 d₆ = 0,0238 r₅ = -1,2055 r₆ = co ii₇ = 0,4524 r„ = 129,5733 H₃ = 1,69827 v₃ = 32,1 «, = 1,69827 .·, = 32,1 τ_Ί = 12,5110 d₈ = 0,4286 r₈ = -1,1727 Λ, = 0,3425 n₄ = 1,49549 i₄ = 70,1 H₂ = 1.52564 v₂ = 64,1 r₉ = 0,9474 d_m = 0,1465 I r₁₀= 3,0668 du = 0,2821 n₅ = 1,49549 v_s = 70,1 /ι., = 1,69827 1·., = 32,! I r„ = 0,4277 = 39,04, S = I = 0,963 I r₁₂= 1,1172 n₆ = 1,46654 !■„ = 67,8 I />' = ~ /40·. S₁ = I f_F = 3,226, /_R 0,274 I Darin bezeichnen: i

   Fortsetzung
   r₇ = 9,9354 r₈ = -1,1665 r₉ = 0,9092 T₁₀= 2,1511 r_u = 0,4547

   ü₇ = 0,4450 d_a = 0,5127 d₉ = 0,3113