DE3223085C2

DE3223085C2 - Wiedergabeobjektiv

Info

Publication number: DE3223085C2
Application number: DE3223085A
Authority: DE
Inventors: Juro Tokyo Kikuchi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1982-06-21
Publication date: 1984-05-24
Also published as: JPS5814808A; US4472034A; DE3223085A1

Abstract

Das Wiedergabeobjektiv für die Wiedergabe von optischen Aufzeichnungen auf Platten enthält eine erste, zweite, dritte und vierte Linse, wobei die erste Linse eine plattenseitige konvexe negative Meniskuslinse, die zweite Linse eine positive Linse, die dritte Linse eine positive Linse und die vierte Linse eine plattenseitige konkave positive Meniskuslinse ist. Das Objektiv erfüllt die folgenden Bedingungen: 0,3 < d ↓1/f < 1 2,4 < f ↓1 /f < 6 1,2 < f ↓2 ↓3 /f < 2 worin bezeichnen: d ↓1 die Dicke der ersten Linse, f ↓1 die Brennweite der ersten Linse, f ↓2 ↓3 die Brennweite des aus zweiter und dritter Linse bestehenden Teilsystems und f die Brennweite des Objektivs. Vorteilhaft sind die zweite und dritte Linse als plankonvexe Linsen ausgebildet und mit den konvexen Flächen einander zugewandt angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wiedergabeobjektiv für die Wiedergabe von optischen Aufzeichnungen auf Platten, enthaltend eine erste, zweite, dritte und vierte Linse, wobei die erste Linse eine plattenseitig konvexe negative Meniskuslinse, die zweite Linse eine positive Linse, die dritte Linse eine positive Linse und die vierte Linse eine plattenseitig konkave, positive Meniskuslinse ist.

Aus der DE-AS 27 08 312 sind Objektive mittlerer Vergrößerung für die Wiedergabe von auf Bildplatten gespeicherter Information mit zwei gegenstandsseitig konkaven, meniskusförmigen Sammellinsen, einer bikonvexen Linse und einer zerstreuenden Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Oberfläche bekannt, die einen Arbeitsabstand zwischen 0,33 und 0,37 besitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wiedergabeobjektive der eingangs erwähnten Gattung anzugeben, die bei einfachem Aufbau mit zumindest zwei plankonvexen Linsen einen erheblich höheren Arbeitsabstand besitzen und damit weniger den Gefahren eines zerstörenden Kontaktes bei einer Berührung mit der Bildplatte aufgrund irgendwelcher Ungenauigkeiten in deren Form und Anordnung ausgesetzt sind.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die Ausbildung der Objektive gemäß den Kennzeichen der Ansprüche.

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 erfindungsgemäßes Wiedergabeobjektiv für optische Aufzeichnung und

Fig. 2 bis 5 Korrekturkurven der Objektive 1 bis 4 nach der Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, besitzt das erfindungsgemäße Wiedergabeobjektiv eine erste Linse in Form einer zur Plattenseite konvexen negativen Meniskuslinse, eine zweite Linse in Form einer positiven Linse, eine dritte Linse in Form einer positiven Linse und eine vierte Linse in Form einer zur Plattenseite konkaven positiven Meniskuslinse. Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Objektive hat sich die Einhaltung der folgenden Bedingungen aus den nachstehend näher erläuterten Gründen als zweckmäßig erwiesen.

0,3 < d[tief]1 / f < 1

2,4 < |f[tief]1| / f < 6

1,2 < f[tief]23 / f < 2

Darin bezeichnen:

f[tief]1 die Brennweite der ersten Linse,

f[tief]23 die Brennweite des aus zweiter und dritter Linse bestehenden Teilsystems,

f die Brennweite des Objektivs und

d[tief]1 die Dicke der ersten Linse.

Das erfindungsgemäße Wiedergabeobjektiv ist als Objektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive ausgebildet, um das Verhältnis zwischen Arbeitsabstand und Brennweite groß zu machen.

Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv besteht die Hauptfunktion der ersten Linse darin, den hinteren Hauptpunkt des Objektivs in eine Stellung zu bringen, die so nah als möglich an der Plattenseite liegt. Aus diesem Grunde ist es vorteilhafter, wenn der hintere Brennpunkt der ersten Linse, die negative Brechkraft besitzt, in eine Stellung gebracht wird, die weitestmöglich von der Linsengruppe entfernt ist, die aus zweiter, dritter und vierter Linse besteht und positive Brechkraft besitzt. Wenn viele Oberflächen mit negativen Brechkräften vorgesehen sind, ist es notwendig, die Brechkräfte der Oberflächen mit positiver Brechkraft stark zu machen. Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv ist eine negative Meniskuslinse als erste Linse verwendet, so daß nur die erste Oberfläche der ersten Linse negative Brechkraft besitzt und darüber hinaus ist die erste Linse so ausgebildet, daß sie konvex zur Plattenseite ist, so daß der hintere Hauptpunkt der ersten Linse in eine Stellung gebracht ist, die weitestmöglich von der aus der zweiten, dritten und vierten Linse bestehenden und positiven Brechkraft besitzenden Linsengruppe entfernt ist.

Die zweite, dritte und vierte Linse sind so ausgebildet, daß sie die Strahlen sammeln, die von der ersten Linse zerstreut worden sind, ohne so weit als möglich Aberrationen zu verursachen. Aus diesem Grunde sollten die entsprechenden Oberflächen dieser Linsen so angeordnet sein, daß sie zunehmend die Strahlen, die auf sie auftreffen, sammeln. Deshalb ist es vorteilhaft, daß die zweite und dritte Linse beispielsweise als Plankonvexlinsen ausgebildet sind und die gleiche Form besitzen, wobei die konvexen Flächen einander zugewandt sind. Darüber hinaus ist die vierte Linse als zur Plattenseite konkave positive Meniskuslinse ausgebildet.

Die Gründe, warum bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Objektive sich die Einhaltung der vorstehend erwähnten Bedingungen als zweckmäßig erwiesen hat, liegen in folgendem:

Die Bedingung (1) betrifft die Dicke der ersten Linse.

Wenn die Dicke d[tief]1 der ersten Linse groß ist, wird Koma klein, das Verhältnis zwischen Arbeitsabstand und Brennweite wird groß und die Astigmatismusdifferenz ist gering. Wenn jedoch d[tief]1 groß gemacht wird, wird das Objektiv lang und groß im Durchmesser und es wird unmöglich, das Objektiv klein in den Abmessungen und leicht im Gewicht auszubilden, d.h., es wird unmöglich, einen Teil der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe zu lösen.

Daher ist es nicht vorteilhaft, wenn d[tief]1 den oberen Grenzwert überschreitet.

Wenn andererseits die Dicke d[tief]1 der ersten Linse klein gemacht wird, tritt beträchtliche Koma auf. Wenn daher der untere Grenzwert unterschritten wird, wird die Koma zu stark, und wenn versucht wird, diese Koma durch andere Linsen zu korrigieren, ergibt sich beträchtliche sphärische Aberration.

Die Bedingung (2) betrifft die Brechkraft der ersten Linse. Um die Brennweite des Objektivs kurz zu halten, indem die Dicke d[tief]1 der ersten Linse und der Luftabstand d[tief]2 zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse ebenfalls klein gehalten werden, und um gleichzeitig das Verhältnis zwischen dem Arbeitsabstand und der Brennweite groß zu machen, ist es notwendig, die negative Brechkraft der ersten Linse hoch zu wählen. Wenn jedoch die Brechkraft der ersten Linse zu hoch gewählt wird, und es ergibt sich |f[tief]1| / f < 2,4, wird Koma überkorrigiert und dies ist unerwünscht. Wenn andererseits 6 < |f[tief]1| / f ist, müßten die Dicke d[tief]1 der ersten Linse und der Luftabstand d[tief]2 zwischen erster und zweiter Linse groß gemacht werden, um Koma zu korrigieren und das Verhältnis zwischen dem Arbeitsabstand und der Brennweite groß zu machen. Infolgedessen wird es unmöglich, das Objektiv in seinen Abmessungen klein und leicht im Gewicht auszubilden.

Die Bedingung (3) betrifft die Brennweite des aus zweiter und dritter Linse bestehenden Teilsystems. Wenn f[tief]23 / f klein ist, ist es auch möglich |f[tief]1| / f klein zu machen. Daher kann der Arbeitsabstand groß gehalten und die Baulänge des Objektivs kurz gehalten werden. Wenn jedoch f[tief]23 / f < 1,2 ist, wird die sphärische Aberration groß und dies ist unerwünscht. Wenn andererseits f[tief]23 / f groß ist, werden die Aberrationen insgesamt verringert. Wird aber 2 < f[tief]23 / f, müßte die Dicke d[tief]1 der ersten Linse oder der Luftabstand d[tief]2 zwischen erster und zweiter Linse groß gemacht werden, um ein großes Verhältnis zwischen dem Arbeitsabstand und der Brennweite zu erhalten. Infolgedessen wird es unmöglich, ein Objektiv mit kleinen Abmessungen und geringem Gewicht zu erhalten.

Das Objektiv 1 besitzt die nachstehend in der Tabelle 1, das Objektiv 2 die nachstehend in der Tabelle 2, das Objektiv 3 die nachstehend in der Tabelle 3 und das Objektiv 4 die nachstehend in der Tabelle 4 angegebenen Daten.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Darin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]8 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]7 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen den Linsen,

n[tief]1, n[tief]2, n[tief]3 und n[tief]4 die Brechungsindizes der Linsen für Licht mit der Wellenlänge 780 nm,

kleines Ny[tief]1, kleines Ny[tief]2, kleines Ny[tief]3 und kleines Ny[tief]4 die Abbezahlen der Linsen bei der d-Linie,

WD den Abstand zwischen hinterem Brennpunkt und der Linsenfläche r[tief]8,

t die Dicke des Deckglases und

n[tief]t den Brechungsindex des Deckglases für Licht der Wellenlänge 780 nm. Dabei ist der Gegenstandspunkt in unendlicher Entfernung.

Wie sich aus den vorstehenden Daten ergibt, besitzt das erfindungsgemäße Wiedergabeobjektiv eine extrem kurze Baulänge von ungefähr 1,5 f und gleichzeitig einen langen Arbeitsabstand von 0,8 f oder mehr. Darüber hinaus beträgt die Zahl der das Objektiv bildenden Linsen nur vier und dies ist die gleiche Zahl wie für bekannte optische Wiedergabeobjektive, bei denen die außeraxialen Aberrationen korrigiert sind. Verglichen mit den bekannten Wiedergabeobjektiven, bei denen die außeraxialen Aberrationen korrigiert sind und welche Arbeitsabstände in der gleichen Größenordnung besitzen, sind die Objektive nach der Erfindung bedeutend kürzer in der Baulänge und wesentlich leichter im Gewicht.

Bei den Objektiven 1, 2 und 4 wird ein Glas mit niedrigem Brechungsindex für die erste Linse verwendet. Beim Objektiv 2 ist das Design so getroffen, daß die Baulänge besonders kurz ist.

Im Objektiv 3 wird ein Glas mit hohem Brechungsindex für die erste Linse verwendet, so daß ein genügender reflexvermindernder Effekt selbst mit einem einschichtigen Belag erzielt wird.

Bei dem Objektiv 4 ist die Dicke der ersten Linse groß gewählt, so daß die Aberrationen gut korrigiert werden. Dabei ist die Baulänge des Objektivs 4 etwas größer als bei den anderen Objektiven.

Bei den erfindungsgemäßen Objektiven sind die Linsenflächen r[tief]3 und r[tief]6 von zweiter bzw. dritter Linse als Planflächen ausgebildet und die Anordnung ist so getroffen, daß zweite und dritte Linse die gleiche Form haben. Der Grund dafür besteht darin, die Herstellung zu vereinfachen und ein preisgünstiges Objektiv anzugeben. Es können jedoch die Oberfläche r[tief]3 und/oder die Oberfläche r[tief]6 auch andere Gestalt haben und die zweite und dritte Linse können voneinander abweichende Formen besitzen.

Die Korrekturkurven der Objektive sind in den Fig. 2 bis 5 dargestellt. Wie sich daraus ergibt, sind die Aberrationen bei allen erfindungsgemäßen Objektiven gut korrigiert.

Claims

1. Wiedergabeobjektiv für die Wiedergabe von optischen Aufzeichnungen auf Platten, enthaltend eine erste, zweite, dritte und vierte Linse, wobei die erste Linse eine plattenseitig konvexe negative Meniskuslinse, die zweite Linse eine positive Linse, die dritte Linse eine positive Linse und die vierte Linse eine plattenseitig konkave, positive Meniskuslinse ist, gekennzeichnet durch folgende Daten +/- 5 %:

Tabelle 1

worin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]8 die Krümmungsradien der Linsen

d[tief]1 bis d[tief]7 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen den Linsen

n[tief]1, n[tief]2, n[tief]3 und n[tief]4 die Brechungsindizes der Linsen für Licht mit der Wellenlänge 780 nm

kleines Ny[tief]1, kleines Ny[tief]2, kleines Ny[tief]3 und kleines Ny[tief]4 die Abbezahlen der Linsen bei der d-Linie und

WD den Abstand zwischen hinterem Brennpunkt des Objektivs und der Linsenfläche r[tief]8.

2. Wiedergabeobjektiv für die Wiedergabe von optischen Aufzeichnungen auf Platten, enthaltend eine erste, zweite, dritte und vierte Linse, wobei die erste Linse eine plattenseitig konvexe negative Meniskuslinse, die zweite Linse eine positive Linse, die dritte Linse eine positive Linse und die vierte Linse eine plattenseitig konkave, positive Meniskuslinse ist, gekennzeichnet durch folgende Daten +/- 5 %:

Tabelle 2

worin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]8 die Krümmungsradien der Linsen

3. Wiedergabeobjektiv für die Wiedergabe von optischen Aufzeichnungen auf Platten, enthaltend eine erste, zweite, dritte und vierte Linse, wobei die erste Linse eine plattenseitig konvexe negative Meniskuslinse, die zweite Linse eine positive Linse, die dritte Linse eine positive Linse und die vierte Linse eine plattenseitig konkave, positive Meniskuslinse ist, gekennzeichnet durch folgende Daten +/- 5 %:

Tabelle 3

worin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]8 die Krümmungsradien der Linsen

4. Wiedergabeobjektiv für die Wiedergabe von optischen Aufzeichnungen auf Platten, enthaltend eine erste, zweite, dritte und vierte Linse, wobei die erste Linse eine plattenseitig konvexe negative Meniskuslinse, die zweite Linse eine positive Linse, die dritte Linse eine positive Linse und die vierte Linse eine plattenseitig konkave, positive Meniskuslinse ist, gekennzeichnet durch folgende Daten +/- 5 %:

Tabelle 4

worin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]8 die Krümmungsradien der Linsen