DE938335C

DE938335C - Anastigmatisches Objektiv

Info

Publication number: DE938335C
Application number: DEZ2886A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Koch; Robert Dr Phil Richter
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1952-08-17
Filing date: 1952-08-17
Publication date: 1956-01-26

Description

Anastigmatisches Objektiv Die Erfindung bezieht sich auf anastigmatische Objektive für Photographie und Projektion, bei denen zwei sammelnde Glieder zwei zerstreuende Glieder einschließen, wobei sämtliche acht Außenflächen dieser vier Grundglieder des Objektivs ihre hohlen Seiten dem von den inneren Grundgliedern begrenzten Raum zuwenden und der Scheitelabstand der beiden einander zugekehrten Flächen der zerstreuenden Grundglieder größer ist als vier Fünftel des arithmetischen Mittels der Krümmungsradien dieserFlächen. Derartige Objektive sind durch die deutsche Patentschrift 636 167 bekanntgeworden; die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen aus der genannten Patentschrift. Ein anderes Objektiv dieser Art ist durch die USA.-Patentschrift 2 116 264 bekanntgeworden; eine Form desselben ist aus der Fig.3 zu ersehen. Bei dieser Form besteht das hintere sammelnde Grundglied der obengenannten vier Glieder aus zwei durch einen schmalen Luftraum getrennten Menisken. Die genannten Formen eignen sich. für ein Öffnungsverhältnis von etwa 1:6,3 und ein Bildfeld von etwa 9o°. Eine dritte Form von Objektiven der genannten Art wurde durch eine Veröffentlichung im Jenaer Jahrbuch 1951, S.58, bekannt. Eine solche Form eignet sich für ein Öffnungsverhältnis von 1:2,8 und ein Bildfeld von etwa 52°; die Kopie einer Abbildung dieser Veröffentlichung ist in Fig. q. wiedergegeben. Die Leistung derartiger Objektive läßt sich bezüglich einer Korrektion insbesondere der astigmatischen Fehler der Erfindung zufolge dadurch verbessern, daß man in dem Luftraum zwischen den beiden zerstreuenden Grundgliedern ein Korrektionssystem anbringt, das aus Linsen mit ausschließlich sphärischen Flächen besteht und dessen Brechkraft gering ist im Vergleich zu der Brechkraft des gesamten Objektivs, wobei der Wert seiner Brechkraft in den Grenzen von -f- 1/5 bis -1/5 der Brechkraft des gesamten Objektivs einschließlich der Brechkraft Null liegt. Infolge der geringen Brechkraft des Korrektionssystems bleibt der günstige Aufbau des bekannten Grundsystems erhalten; das Korrektionssystem hat aber, erfindungsgemäß an einer Stelle zwischen den beiden Hälften des Grundsystems angebracht, trotz geringer Brechkraft die stärkste Wirkung auf eine Verbesserung der astigmatischen Zonenfehler, und, falls es mit Linsen geeigneter Farbenzerstreuung versehen wird, auch den größten Einfluß auf die Beseitigung der chromatischen Abweichungen der Bildkrümmung.
Nach einer Ausführungsform kann. das Korrektionssystem aus einer einfachen Linse bestehen. Auch kann die Korrektur astigmatischer Fehler durch eine einfache Planpara.llelplatte mit einem v-Wert des Glases, der kleiner als 30 ist, bewirkt werden. Eine weitere Ausführungsform eines Korrektionssystems besteht darin, daß es aus wenigstens zwei Linsen besteht, von denen eine eine zerstreuende und eine andere eine sammelnde Brechkraft hat und die so gewählt sind, daß das Korrektionssystem eine Überkorrektion der chromatischen Längsabweichung hervorbringt.
Es ist im übrigen ein Linsensystem, vorzugsweise für Zwecke der Reproduktion im Maßstab i : i, bekanntgeworden, das. aus zwei im wesentlichen symmetrischen Objektivhälften, und zwar je einem sammelnden außenstehenden und einem zerstreuenden innenstehenden Glied, besteht, wobei diese Glieder für sich genommen bezüglich astigmatischer Fehler korrigiert sind, während zur Verminderung sphärischer Aberrationen eine etwa afokale deformierte Linse mit einer asphärischen Fläche im Blendenraum zwischen den Objektivhälften angeordnet ist. Demgegenüber enthält das Korrektionssystem gemäß der Erfindung ausschließlich sphärische Flächen und dient der Beseitigung des Restastigmatismus, während die zwei sammelnden und die zwei zerstreuenden Glieder für sich in bezug auf sphärische Aberrationen bereits ausreichend korrigiert sind.
In den weiteren Fig. 5 bis 9 sind fünf Ausführungsbeispiele von Objektiven gemäß der Erfindung dargestellt und ihre Abmessungen in den im folgenden angegebenen Rechenbeispielen wiedergegeben. Hierin bedeuten L die einzelnen Linsen, r die Radien der Linsenflächen, d die Dicken und a die Scheitelabstände der einzelnen Linsen, b die Blendenlage, nd die Brechungsindizes und die Dispersionswerte der Gläser der einzelnen Linsen.
Die Fig. ro zeigt die astigmatischen Fehlerkurven für die sagittale und tangentiale Bildschale für das in der obengenannten USA-Patentschrift 2 116 264 angegebene Ausführungsbeispiel und im Vergleich dazu in Fig.ii die entsprechenden Fehlerkurven für das erfindungsgemäße Beispiel " gemäß Fig. 9 (5. Ausführungsbeispiel). Dabei sind die Abweichungen in Millimetern angegeben.

i. Ausführungsbeispiel Ein Objektiv mit der Brennweite f = 98, dem Öffnungsverhältnis 1:4 und einem Bildfeld von 63° (Fig. 5). Es hat die folgenden Konstruktionsdaten:

na y

yl = - 26,2o

dl = i2,oo L, 1,6935 53,5

Y2 = 0

d2 = 2,8o L2 1,7o15 41,1

y, = -I- 42,00 .

al = 0,02

y4 . 20,35

d3 = 1,5o L3 1,7282 28,3

y5 = -I- =:5,60

bi - 8,5o

.r6 Co b2 = 2,00

- d4 = 2,o0 L4 1,5163 64,o

7, = - 48500

tt2 = 6,oo

y3 = .._ 15,6o

d5 = 1,50 L.-1 I,7282 28,3

y3 = - 20,35

- a3 = 0,02

yio = - 5470

d5 = 2,8o L6 1,7015 41,1

yli = 00

d7 = 12,0o L7 1,6935 53,5

y12 _ - 9,8,40

2. Ausführungsbeispiel Ein Objektiv mit der Brennweite f = 98, dem Öffnungsverhältnis 1:4 und einem Bildfeld von 63°, bei dem die Verzeichnung so gut wie vollkommen beseitigt ist (Fig. 6). Seine Konstruktionsdaten sind folgende:

na Y

-- 26,40

dl = f2,oo L, 1,6935 53,5

y2 - 0

d2 = 2,8o L2 1,7o15 41,1

y. = +43,40

al = 0,02

74 = +20,35

d3 = 1,5o L3 1,7283 28,3

5 = + 15,6o

b, = 85o

b2 = 2,oo

76 = o0

fi d4 = 2,0o L4 1,5163 64,o

77 =-485,00

a2 = 7,00

y3 = - 15,6o

d5 = 150 L5 1,7983 283

7, = - 2o,35

a3 = 0,02

yio. _ - 5250

d 6 = 2,8o L 6 1,7o15 41,1

na Y

v11 - x

d7 = 12,oo L7 1,6935 53,5

y12 = -28,20

a4 = I,oo

y13 =

d8 = 245o L3 1,5163 64,0

y14 -

3. Ausführungsbeispiel Ein Objektiv mit der Brennweite f = 1o1, dem Öffnungsverhältnis 1:6,3 und einem Bildfeld . von etwa go° (Fig.7). Die Konstruktionsdaten sind folgende: 4. Ausführungsbeispiel Ein Objektiv mit der Brennweite f = 182, dem Öffnungsverhältnis von I:6,3 und einem Bildfeld von etwa, go° (Fig. 8). Die Verzeichnung ist ebenfalls sehr vollkommen beseitigt. Dies Objektiv eignet sich für Abbildungen in den verschiedensten Maßstäben. Die Konstruktionsdaten sind folgende:

il -_ + 26 40 lad Y

dl = 11,oo L1 1,6204 6o,3

y1 = + 45,00

a1 = 0,02

v3 = + 18190

dz = 2,50 L2 1,7847 25,7

y4 = .+ 15,00

b1 = 11,8o

b2 = 1,50

r5 = -x,

d3 = 2,00 L3 1,691o 54,8

YE _- 200,00

d4 = 2,00 L4 1,7283 28,3

77 =-4500,00

a2 = 9,30

va = -- 1500

d5 = 2,5o L5 1,7283 28,3

Y2 = - 18,90

a3 = 0,02

vlo = -- 5345

da = 11,o0 L, 1,691o 54,8

Y11 = - 28,6o

@Za Y

Y1 - 00

dl = 357o L1 1,7847 25,7

Y1 =

a1 = 0,1o

v3 = -37,584

d2 = 15,05 L2 1,62o9 6o,2

y4 = +56,234

a2 = 005

v5 = +7-7,384

a3 = 2,55 L3 17171 29,5

7E = +22,549

a3 = 18,5

y7 = ,o

d4 = I,00 L4 1,62o0 36,3

va = -I-15849

d5 = 2,oe L5 1,6204 6o,3

na Y

79 = -30

b1 = 1,oo

b2 = 21,oo

rlo = - 22549

d 6 = 2,55 L6 17171 29,5

v11 = -27,384

a4 = 0105

y12 = -_ 56,234

d7 = 15,o5 L7 1,62o9 6o,2

v13 = -37,584

a5 = o,10

v14 = no

d3 = 349o L3 1,6195 36,4

715 =

5. Ausführungsbeispiel Ein Objektiv mit der Brennweite f =: 9g, dem Öffnungsverhältnis 1:5,6 und einem Bildfeld von etwa 9o° ist in Fig. g dargestellt. Bei diesem Objektiv sind die vier Grundglieder umrahmt von zwei zerstreuenden Gliedern im Interesse einer günstigen Lichtverteilung über das ganze Bildfeld. Die Konstruktionsdaten sind folgende:

Y1 = + 21o,00 na Y

dl = 6,oo L1 1,7234 380

72 = + g=,20

d2 = 24,00 L2 1,5014 56,5

v3 = + 14244

a1 = 44,16

y4 = -!- 30,24

d3 = 13,20 L3 1,691o 54,8

y5 = + 58,8o

a2 = 0,0z

r6 = + 1914

d4 = 3,oo L4 1,7847 25.7

Y7 = + 15,6o

b1 = 9,12

bz = 2,40

Y$ = ro

d5 = 1,8o L5 1,6910 54,8

Y9 = - 6o,oo

d6 = 1,8o L6 1,7283 28,3

rlo = + 6ooo,o

a3 = 9,42

711 = __ 156o

d7 = 1,8o L7 1,7847 25,7

712 = 1914

a4 = 0,02

v13 = - 8040

d, = 13,20 L$ 1,7200 50,3

y14 = __ 32,40

a5 = 24,00

715 = -,20,00

d 9 = 8,40 Ls 1,5038 66,7

yls = - 8640

dlo = 3,6o Llo 1,6727 32,2

717 = -226120

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Objektiv für Photographie und Projektion, das zwei sammelnde und zwei zerstreuende Glieder enthält, die von den sammelnden Gliedern umschlossen werden, wobei die acht äußeren Flächen dieser vier Glieder sämtlich ihre hohlen Seiten dem zwischen den zerstreuenden. Gliedern gelegenen Raum zukehren und die diesen Raum begrenzenden Flächen der beiden zerstreuenden Glieder einen Scheitelabstand voneinander haben, der größer ist als vier Fünftel des Mittels aus den Krümmungsradien dieser Flächen, wobei diese Glieder für sich genommen hinsichtlich sphärischer Aberration korrigiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Korrektion astigmatischer Fehler in dem genannten Raum ein Korrektionssystem mit ausschließlich sphärischen Flächen angebracht ist, dessen Brechkraft gering ist im Vergleich zur Brechkraft des gesamten Objektivs, wobei der Wert seiner Brechkraft in den Grenzen von -f-1/6 bis i/5 der Brechkraft des gesamten Objektivs einschließlich der Brechkraft Null liegt.
2. Objektiv nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionssystem aus einer einfachen Linse besteht:
3. Objektiv nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionsglied aus einer einfachen Planparallelplatte mit einem v-Wert des Glases besteht, der kleiner ist als 30. q.. Objektiv nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionssystem aus wenigstens zwei Linsen besteht, von denen eine eine zerstreuende und eine andere eine sammelnde Brechkraft hat und die so gewählt sind, daß das Korrektionssystem eine Überkorrektion der chromatischen Längsabweichung hervorbringt. Angezogene Druckschriften USA.-Patentschriften Nr. 2 116 26q., 2 430 15o.