DE2842055C2 - Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter oder zur Herstellung von Faksimiles, dessen Linsensystem aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einer zweiten positiven Linse, einer dritten bikonkaven Linse, einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig besteht.

Aus der US-PS 39 29 397 ist ein Projektionsobjektiv dieses Aufbaus mit einem Bildwinkel von 18° bekannt, bei dem die zweite und dritte Linse sowie die vierte und fünfte Linse je ein Kittglied bilden, zwischen denen die Blende angeordnet ist, wobei eine 100%ige Ausnutzung des Lichtes der Lichtquelle erreicht werden soll.

Für die Verwendung in Mikrofilm-Lesegeräten, Mikroprintern, Geräten zur Herstellung von Faksimiles und dergleichen geeignete Objektive müssen ebenfalls so ausgelegt sein, dass sie eine Öffnungswirksamkeit von 100% besitzen, um eine gleichförmige Beleuchtungsintensität über das gesamte Bildfeld zu gewährleisten. Bekannte Objektive vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit sechs Linsen in sechs Gliedern, die für fotografische Kameras vorgesehen sind, haben Öffnungswirksamkeiten in der Größenordnung von 40 bis 60%. Weiterhin sind Objektive für fotografische Kameras vom Standpunkt der Korrektur der Aberrationen anders ausgelegt als es für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter und zur Faksimileherstellung erforderlich ist, da die ersteren zur Korrektur der Aberrationen bei Aufnahmen von Objekten in unendlicher Entfernung optimal korrigiert sind, während die letzteren für Aufnahmen in begrenzter Entfernung vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Objektive, die für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter, zur Herstellung von Faksimiles vorgesehen sind, zu schaffen, die ein Öffnungsverhältnis von 1 : 2,8 und einen Bildfeldwinkel in der Größenordnung von 63° bei guter Korrektur der Aberrationen über das gesamte Bildfeld aufweisen.

Erreicht wird dieses bei der vorliegenden Erfindung durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale.

Dabei sollen die erfindungsgemäßen Objektive hohes Auflösungsvermögen, hohe Öffnungswirksamkeit und minimale Verzeichnung für ihre Verwendung in Mikrofilm-Lesegeräten, Mikroprintern, bei der Herstellung von Faksimiles und dergleichen aufweisen. Weiterhin soll eine Verkürzung der hinteren Schnittweite vermieden werden, um die Einsatzmöglichkeiten der Objektive nicht zu verringern, wenn große Bildfeldwinkel erfasst werden sollen. Dies erfordert einen großen Bildfeldwinkel in Verbindung mit einer nicht zu kurzen hinteren Schnittweite. Schließlich ist es erforderlich, wenn ein Objektiv für eine Öffnungswirksamkeit von 100% ausgelegt wird, dass die als Objektiv durchlaufende Strahlung großen Durchmesser hat und daher ist es notwendig, Koma in einem weiteren Bereich zu korrigieren. Das Objektiv nach der Erfindung soll daher auch dieses Erfordernis erfüllen.

Die Erfindung wird nun anhand erfindungsgemäßer Objektive mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Objektiv nach der Erfindung,

Fig. 2A und 2B die Korrekturkurven des Objektivs 1 nach der Erfindung,

Fig. 3A und 3B die Korrekturkurven des Objektivs 2 nach der Erfindung,

Fig. 4A und 4B die Korrekturkurven des Objektivs 3 nach der Erfindung,

Fig. 5A und 5B die Korrekturkurven des Objektivs 4 nach der Erfindung und

Fig. 6A und 6B die Korrekturkurven des Objektivs 5 nach der Erfindung.

Die erfindungsgemäßen Objektive sind Weitwinkelobjektive vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit sechs Linsen in sechs Gliedern, wobei eine Frontlinsengruppe aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig und einer zweiten positiven Linse und eine hintere Linsengruppe, bestehend aus einer dritten bikonkaven Linse und einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig vorgesehen ist.

Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Objektive hat sich die Einhaltung der folgenden Bedingungen aus den nachstehend näher erläuterten Gründen als wesentlich erwiesen.

-3,5f kleiner gleich f[tief]1 kleiner gleich -1,2f (1)

0,85 kleiner gleich r[tief]8/r[tief]5 kleiner gleich 1,25 (2)

0,06f kleiner gleich d[tief]5+d[tief]6 kleiner gleich 0,12f (3)

0,12f kleiner gleich d[tief]6+d[tief]7 kleiner gleich 0,24f (4)

Darin bezeichnen

f die Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 die Brennweite der ersten Linse, r[tief]5 den Krümmungsradius auf der gegenstandsseitigen Oberfläche der dritten Linse,

r[tief]8 den Krümmungsradius auf der bildseitigen Oberfläche der vierten Linse,

d[tief]5 und d[tief]7 die Dicken der dritten und vierten Linse,

d[tief]6 den Luftabstand zwischen dritter und vierter Linse.

Die Bedeutung dieser Bedingungen soll nun der Reihe nach erläutert werden.

Die Objektive nach der vorliegenden Erfindung sind als umgekehrte Teleobjektive ausgebildet, indem eine negative Meniskuslinse als erstes Linsenglied verwendet wird, um eine lange hintere Schnittweite f[tief]B zu erhalten. Wenn das erste Linsenglied zu starke Brechkraft hat, ist dies unvorteilhaft zur guten Korrektur von sphärischer Aberration sowie für gute Einhaltung der Sinusbedingung. Die Bedingung (1) nimmt diesen Gesichtspunkt in Betracht. Wenn die Brennweite des ersten Linsengliedes kleiner als der untere Grenzwert von -3,5f ist, hat das Linsenglied zu schwache Brechkraft und dadurch wird es unmöglich, eine lange hintere Schnittweite f[tief]B zu erhalten. Wenn f[tief]1 größer als der obere Grenzwert -1,2f ist, hat das erste Linsenglied starke Brechkraft, wodurch sphärische Aberration groß ist und Sinusbedingung in positiver Richtung ansteigt.

Die Bedingung (2) dient zur Korrektur der von der Frontlinsengruppe hervorgerufenen Koma und Asymmetrie durch die hintere Linsengruppe. Wenn r[tief]8/r[tief]5 kleiner als der untere Grenzwert 0,85 in der Bedingung (2) ist, wird Koma unausgeglichen, und die Bildgüte für außeraxiale Strahlung ist verschlechtert. Wenn r[tief]8/r[tief]5 den oberen Grenzwert 1,25 überschreitet, wird andererseits sphärische Aberration unterkorrigiert.

Um hohes Auflösungsvermögen auch an den Randabschnitten des Bildfeldes zu erhalten, was bei einem Objektiv für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter, für die Faksimileherstellung und dergleichen erforderlich ist, muss die Bildfläche frei von Krümmung sein und gleichzeitig die Verzeichnung minimal sein. Die Bedingungen (3) und (4) sind zur Erfüllung dieser Erfordernisse vorgesehen. Wenn d[tief]5+d[tief]6 kleiner als der untere Grenzwert 0,06f in Bedingung (3) ist, wird die meridionale Bildebene beträchtlich auf der negativen Seite gekrümmt. Wenn d[tief]5+d[tief]6 den oberen Grenzwert 0,12f überschreitet, wird andererseits sphärische Aberration unterkorrigiert und zusätzlich tritt erhebliche Koma auf, wodurch die Aberrationen für sowohl die paraxiale wie die außeraxiale Strahlung vergrößert werden. Wenn d[tief]6+d[tief]7 kleiner als der untere Grenzwert 0,12f in der Bedingung (4) ist, wird die außeraxiale Bildebene auf der negativen Seite beträchtlich gekrümmt. Wenn d[tief]6+d[tief]7 den oberen Grenzwert 0,24f überschreitet, wird andererseits sphärische Aberration unterkorrigiert und zusätzlich beträchtliche negative Verzeichnung hervorgerufen.

Die erfindungsgemäßen Objektive sind so ausgebildet, dass ein Abschneiden von Strahlung in Randabschnitten des Bildfeldes vermieden wird, was nachteilig für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter, für die Faksimileherstellung und dergleichen wäre, indem große Durchmesser für das erste und sechste Linsenglied vorgesehen sind, die eine Öffnungswirksamkeit von 100% gewährleisten.

Das Objektiv 1 hat die nachstehend in Tabelle 1 zusammengefaßten Konstruktionsdaten:

Tabelle I

Fortsetzung

Das Objektiv 2 hat die nachstehend in Tabelle 2 zusammengefaßten Konstruktionsdaten:

Tabelle 2

Das Objektiv 3 hat die nachstehend in Tabelle 3 zusammengefaßten Konstruktionsdaten:

Tabelle 3

Fortsetzung

Das Objektiv 4 hat die nachstehend in Tabelle 4 zusammengefaßten Konstruktionsdaten:

Tabelle 4

Das Objektiv 5 hat die nachstehend in Tabelle 5 zusammengefaßten Konstruktionsdaten:

Tabelle 5

Fortsetzung

Darin bezeichnen

r[tief]1 bis r[tief]14 die Krümmungsradien der Linsen und optischen Elemente,

d[tief]1 bis d[tief]13 die Dicken der Linsen bzw. optischen Elemente und der Luftabstände dazwischen,

n[tief]1 bis n[tief]7 die Brechungsindizes der Linsen bzw. optischen Elemente,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]7 die Abbe-Zahlen der Linsen bzw. optischen Elemente,

f Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 Brennweite der ersten Linse und

kleines Beta Vergrößerung des Objektivs.

Bei dem Objektiv 1 ist das Vorhandensein von Deckgläsern (strichliert mit P[tief]1 und P[tief]2) berücksichtigt, die an der Gegenstandsseite beispielsweise vor einem aufzunehmenden Material und auf der Bildseite vor der Aufnahmefläche vorgesehen sind, und die Krümmungsradien, Dicken und anderen Parameter dieser Deckgläser sind durch r[tief]0, r'[tief]0, r[tief]13, r[tief]14, d[tief]0, d'[tief]0, d[tief]12, d[tief]13, n[tief]0, kleines Ny[tief]0, n[tief]7 und kleines Ny[tief]7 gegeben. Beim Objektiv 2 ist keine Verwendung solcher Deckgläser vorgesehen. Beim Objektiv 3 bis 5 ist nur ein Deckglas auf der Bildseite vorgesehen, wobei dieses Deckglas durch r[tief]13, r[tief]14, d[tief]12, n[tief]7 und kleines Ny[tief]7 charakterisiert ist.

Die Fig. 2A und 2B zeigen den Korrekturzustand des Objektivs 1 unter Berücksichtigung der Deckgläser an der Gegenstandsseite und an der Bildseite. Die Fig. 3A und 3B zeigen den Korrekturzustand des Objektivs 2 ohne Verwendung von Deckgläsern. Die Fig. 4A, 4B, 5A, 5B und 6A und 6B zeigen die Korrekturkurven der Objektive 3, 4 und 5, wobei jeweils nur ein Deckglas auf der Bildseite vorgesehen ist.

Claims (5)

1. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter oder zur Herstellung von Faksimiles, dessen Linsensystem aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einer zweiten positiven Linse, einer dritten bikonkaven Linse, einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig besteht, gekennzeichnet durch folgende Werte:

Tabelle 1

oder durch Werte, die durch Variation ausgehend von diesem Datensatz bei Wahl folgender Größen innerhalb der angegebenen Bereiche entstehen

-3,5f kleiner gleich f[tief]1 kleiner gleich -1,2f (1)

0,85 kleiner gleich r[tief]8/r[tief]5 kleiner gleich 1,25 (2)

0,06f kleiner gleich d[tief]5+d[tief]6 kleiner gleich 0,12f (3)

0,12f kleiner gleich d[tief]6+d[tief]7 kleiner gleich 0,24f (4)

Darin bezeichnen

r[tief]1 bis r[tief]14 die Krümmungsradien der Linsen und optischen Elemente,

d[tief]1 bis d[tief]13 die Dicken der Linsen bzw. optischen Elemente und der Luftabstände dazwischen,

n[tief]1 bis n[tief]7 die Brechungsindizes der Linsen bzw. optischen Elemente,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]7 die Abbe-Zahlen der Linsen bzw. optischen Elemente,

f Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 Brennweite der ersten Linse und

kleines Beta Vergrößerung des Objektivs.

2. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter oder zur Herstellung von Faksimiles, dessen Linsensystem aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einer zweiten positiven Linse, einer dritten bikonkaven Linse, einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig besteht, gekennzeichnet durch folgende Werte:

Tabelle 2

oder durch Werte, die durch Variation ausgehend von diesem Datensatz bei Wahl folgender Größen innerhalb der angegebenen Bereiche entstehen

-3,5f kleiner gleich f[tief]1 kleiner gleich -1,2f (1)

0,85 kleiner gleich r[tief]8/r[tief]5 kleiner gleich 1,25 (2)

0,06f kleiner gleich d[tief]5+d[tief]6 kleiner gleich 0,12f (3)

0,12f kleiner gleich d[tief]6+d[tief]7 kleiner gleich 0,24f (4)

Darin bezeichnen

r[tief]1 bis r[tief]14 die Krümmungsradien der Linsen und optischen Elemente,

d[tief]1 bis d[tief]13 die Dicken der Linsen bzw. optischen Elemente und der Luftabstände dazwischen,

n[tief]1 bis n[tief]7 die Brechungsindizes der Linsen bzw. optischen Elemente,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]7 die Abbe-Zahlen der Linsen bzw. optischen Elemente,

f Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 Brennweite der ersten Linse und

kleines Beta Vergrößerung des Objektivs.

3. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter oder zur Herstellung von Faksimiles, dessen Linsensystem aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einer zweiten positiven Linse, einer dritten bikonkaven Linse, einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig besteht, gekennzeichnet durch folgende Werte:

Tabelle 3

Fortsetzung

oder durch Werte, die durch Variation ausgehend von diesem Datensatz bei Wahl folgender Größen innerhalb der angegebenen Bereiche entstehen

-3,5f kleiner gleich f[tief]1 kleiner gleich -1,2f (1)

0,85 kleiner gleich r[tief]8/r[tief]5 kleiner gleich 1,25 (2)

0,06f kleiner gleich d[tief]5+d[tief]6 kleiner gleich 0,12f (3)

0,12f kleiner gleich d[tief]6+d[tief]7 kleiner gleich 0,24f (4)

Darin bezeichnen

r[tief]1 bis r[tief]14 die Krümmungsradien der Linsen und optischen Elemente,

d[tief]1 bis d[tief]13 die Dicken der Linsen bzw. optischen Elemente und der Luftabstände dazwischen,

n[tief]1 bis n[tief]7 die Brechungsindizes der Linsen bzw. optischen Elemente,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]7 die Abbe-Zahlen der Linsen bzw. optischen Elemente,

f Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 Brennweite der ersten Linse und

kleines Beta Vergrößerung des Objektivs.

4. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter oder zur Herstellung von Faksimiles, dessen Linsensystem aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einer zweiten positiven Linse, einer dritten bikonkaven Linse, einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig besteht gekennzeichnet durch folgende Werte:

Tabelle 4

Fortsetzung

oder durch Werte, die durch Variation ausgehend von diesem Datensatz bei Wahl folgender Größen innerhalb der angegebenen Bereiche entstehen

-3,5f kleiner gleich f[tief]1 kleiner gleich -1,2f (1)

0,85 kleiner gleich r[tief]8/r[tief]5 kleiner gleich 1,25 (2)

0,06f kleiner gleich d[tief]5+d[tief]6 kleiner gleich 0,12f (3)

0,12f kleiner gleich d[tief]6+d[tief]7 kleiner gleich 0,24f (4)

Darin bezeichnen

r[tief]1 bis r[tief]14 die Krümmungsradien der Linsen und optischen Elemente,

d[tief]1 bis d[tief]13 die Dicken der Linsen bzw. optischen Elemente und der Luftabstände dazwischen,

n[tief]1 bis n[tief]7 die Brechungsindizes der Linsen bzw. optischen Elemente,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]7 die Abbe-Zahlen der Linsen bzw. optischen Elemente,

f Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 Brennweite der ersten Linse und

kleines Beta Vergrößerung des Objektivs.

5. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive für Mikrofilm-Lesegeräte, Mikroprinter oder zur Herstellung von Faksimiles, dessen Linsensystem aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einer zweiten positiven Linse, einer dritten bikonkaven Linse, einer vierten positiven Linse, einer fünften positiven Linse und einer sechsten negativen Meniskuslinse mit konkaver Oberfläche bildseitig besteht, gekennzeichnet durch folgende Werte:

Tabelle 5

oder durch Werte, die durch Variation ausgehend von diesem Datensatz bei Wahl folgender Größen innerhalb der angegebenen Bereiche entstehen

-3,5f kleiner gleich f[tief]1 kleiner gleich -1,2f (1)

0,85 kleiner gleich r[tief]8/r[tief]5 kleiner gleich 1,25 (2)

0,06f kleiner gleich d[tief]5+d[tief]6 kleiner gleich 0,12f (3)

0,12f kleiner gleich d[tief]6+d[tief]7 kleiner gleich 0,24f (4)

Darin bezeichnen

r[tief]1 bis r[tief]14 die Krümmungsradien der Linsen und optischen Elemente,

d[tief]1 bis d[tief]13 die Dicken der Linsen bzw. optischen Elemente und der Luftabstände dazwischen,

n[tief]1 bis n[tief]7 die Brechungsindizes der Linsen bzw. optischen Elemente,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]7 die Abbe-Zahlen der Linsen bzw. optischen Elemente,

f Brennweite des Objektivs,

f[tief]1 Brennweite der ersten Linse und

kleines Beta Vergrößerung des Objektivs.