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Objektiv mit großer Relativöffnung Die Erfindung betrifft ein Objektiv
mit sehr großer Öffnung und guter Bildschärfe in einem Bildfeld in einer Größenordnung
von 25°.
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Für Objektive, deren Relativöffnung größer sein soll als 1:1,5, ist
es bekanntlich sehr schwierig, eine einwandfreie Verminderung der vom Astigmatismus,
vorn Koma und von der Verzeichnung in einem verhältnismäßig großen Bildfeld herrührenden
Fehler zu erzielen. In der Regel versucht man diese Fehler dadurch zu beseitigen,
daß man für die Sammellinsen Gläser mit starker Brechzahl und geringer Streukraft
anwendet.
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Was insbesondere die Projektionsobjektive anbetrifft, deren Brennweite
ziemlich groß ist und z. B. loo mm erreichen kann, so ist die Anwendung von Gläsern
mit starker Brechzahl und geringer Streukraft mit Nachteilen verbunden. Solche Gläser
sind nämlich nicht nur sehr teuer, sondern sie sind auch nicht so durchsichtig wie
Krongläser oder Borosilikat-Korngläser. Da nun die Größe der Linsen von der Brennweite
und von der Relativöffnung des Objektivs abhängig ist, vergrößern sich diese Nachteile
rasch mit der Vergrößerung der Brennweite und der Öffnung.
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Für Sammellinsen bietet somit die Anwendung der Krongläser und Borosilikat-Krongläser
offenbare Vorteile, jedoch ist es mit solchen Gläsern schwierig, ein gutes Bild
in einem verhältnismäßig großen. Feld zu erzielen.
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Zur Beseitigung dieses Nachteiles wurde bereits vorgeschlagen, in
Verbindung mit einem Petaval-Objektiv eine in der Nähe der Brennebene dieses
Objektivs
befindliche Negativlinse anzuwenden, deren Wirkung darin besteht, das Bildfeld zu
ebnen. Das Ergebnis wurde dadurch verbessert, jedoch zeigt das dadurch erzielte
Bild noch eine wesentliche Verzerrung und die größte Öffnung erreicht nur 1:1,6.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Objektiv mit einer in der Nähe
der Brennebene stehenden Negativlinse. Es handelt sich hier um ein Objektiv mit
großer Relativöffnung und Korrektion der sphärischen Aberration, des Astigmatismus,
der Verzeichnung und des Koma-Fehlers. Das Objektiv besteht, in Lichtrichtung gesehen,
aus einer Positivlinse und einer in nächster Nähe folgenden meniskenförmigen Doppellinse,
deren konkave Seite hinten liegt, ferner aus einer zweiten Positiv-Doppellinse,
deren Abstand von der ersten größer ist als 4o% der Brennweite des Objektivs, wobei
die Positivlinse der ersten Doppellinse eine Brechzahl aufweist, die kleiner ist
als die der zugehörigen Negativlinse, und schließlich aus einer Negativlinse, die
in nächster Nähe der Brennebene steht und deren Brennweite kleiner ist als die Brennweite
des Gesamtsystems. Erfindungsgemäß soll bei der zweiten Doppellinse die Positivlinse
eine kleinere Brechzahl aufweisen als die zugehörige Negativlinse, und ihre Kittfläche
soll gegen die Smythlinse hin konvex sein.
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Es ist zwar ein Objektiv bekannt, das aus einer Positivlinse und einer
dahinter und in nächster Nähe stehenden meniskenförmigen Doppellinse besteht, deren
konkave Seite nach hinten gerichtet ist, ferner aus einer zweiten, von der ersten
durch einen verhältnismäßig großen Abstand getrennten Doppellinse, wobei die Positivlinse
der ersten Doppellinse eine Brechzahl aufweist, die kleiner ist als diejenige der
Negativlinse dieser gleichen Doppellinse; schließlich aus einer in nächster Nähe
der Brennebene stehenden Negativlinse. Trotzdem weicht dieses bekannte Objektiv
vom erfindungsgemäßen Objektiv wesentlich dadurch ab, daß es sich bei ersterem um
einVergrößerungsobjektiv mit kleiner Relativöffnung und großem Bildfeld handelt,
wogegen die Erfindung ein Projektionsobjektiv mit großer Relativöffnung und verhältnismäßig
kleinem Feld vorschlägt. Die zweiten Doppellinsen der genannten Objektive weichen
voneinander dadurch ab, daß diejenige des bekannten Objektivs aus einer Negativlinse
mit geringer Brechkraft besteht, die mit einer Positivlinse mit großer Brechkraft
verkittet ist, und dadurch eine positive Kittfläche bildet, deren Korrektionswirkung
für die sphärische Aberration durch eine Fläche mit starker Krümmung hinter der
ersten Doppellinse ausgeglichen wird, wodurch die Öffnung der entsprechenden Linse
begrenzt wird. Beim erfindungsgemäßen Objektiv erzeugt dagegen die Kittfläche der
zweiten Doppellinse, die nach hinten hin konvex ist, eine entgegengesetzte Wirkung,
weil die Positivlinse eine Brechzahl aufweist, die kleiner ist als diejenige der
Negativlinse. Die Kittfläche begünstigt deswegen die Korrektion der sphärischen
Aberration, wodurch es möglich ist, in der ersten Doppellinse Flächen mit kleinerer
Krümmung zu wählen, durch welche in dieser ersten Doppellinse eine genügend große
Öffnung erreicht werden kann.
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Um bei dem erfindungsgemäßen Objektiv die Korrektur des Astigmatismus,
der Krümmung des Bildfeldes und gegebenenfalls der Verzeichnung zu erleichtern,
können zusätzlich noch folgende, für sich bekannte Maßnahmen wahlweise getroffen
werden a) meniskenförmige Ausbildung der vorderen Positivlinse, b) Bildung der meniskenförmigen
Doppellinse, die sich unmittelbar hinter der vorderen Linse befindet, aus einer
mit einer Bi-Konkavlinse verkitteten Bi-Konvexlinse, c) Anordnung der hinteren Negativlinse,
die auf beiden Seiten verschiedene Krümmungsradien aufweist, derart in der Nähe
der Brennebene des Objektivs, daß die Seite mit der kleineren Krümmung die letzte
ist.
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Um die Herstellungskosten des Objektivs zu verringern, werden in weiterer
Ausbildung der Erfindung die Positivlinsen aus einem gewöhnlichen Glas hergestellt,
dessen Brechzahl für die d-Linie kleiner ist als 1,54 und die Negativlinsen aus
einem Glas, dessen Brechzahl für die d-Linie größer ist als i,6o.
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Die Zeichnung zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäß ausgebildeten Objektivs.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, besteht die erste Gruppe des
Objektivs aus einer vorderen Sammellinse i in Meniskenform, deren Wölbung nach vorn
gerichtet ist, in deren nächster Nähe sich eine meniskenförmige Doppellinse befindet,
die aus zwei miteinander verkitteten Linsen a und 3 besteht, wobei die konkave Seite
der Doppellinse nach hinten gerichtet ist. .
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Die zweite Gruppe besteht aus einer Positiv-Doppellinse, deren Linsen
.4 und 5 miteinander verkittet si=nd, und der Negativlinse 6, die sich in nächster
Nähe der Brennebene des Objektivs befindet. Die Negativlinse 6 bildet mit den übrigen
Systemteilen korrektionsmäßig ein zusammenhängendes Ganzes, so daß ohne diese Linse
das Restobjektiv nicht brauchbar ist, insbesondere wegen der starken Krümmung des
Bildfeldes, der Verzeichnung und der Größe des Koma-Fehlers dieses Restobjektivs.
Hervorzuheben ist, daß für die Einstellung nicht das ganze Objektiv, sondern nur
die vorderen Teile i, a, 3, 4, 5 verstellt werden, wogegen die Negativlinse 6 in
bezug auf das Bild fest stehenbleibt. Es muß in dieser Weise vorgegangen werden,
denn die Korrektionswirkung dieser Negativlinse wird wesentlich geändert, wenn man
sie von der Bildebene entfernt, wogegen sich die Fehler des vorderen Systems beim
Verstellen nur wenig ändern.
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Die nachstehende Tafel zeigt die Merkmale eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Objektivs. Wie in der Zeichnung sind auch hier die Linsen in Lichtrichtung der Reihe
nach von i bis 6. bezeichnet.
Die Radien sind mit R i, R2
... R io bezeichnet, die Linsenstärken und die Abstände zwischen den Linsen
jeweils mit
Ei, E2 ... E g. Aus der Tafel sind außerdem die
Brechzahlen für die d-Linie und die Werte der Abbeschen Zahlen (r) der benutzten
Gläser zu ersehen. Die Angaben betreffen ein Objektiv mit einer Brennweite von ioo
Einheiten und mit einer Relativöffnung von I : I, I5.
| Linsen Gläser v Radien Glasstärken |
| nd |
| und Luftabstände |
| 1 1,51802 64.,40 R i + 121,11 E I 10,38 |
| R 2 + 16o0,43 |
| E2 o,86 |
| R3 + 8452 |
| 2 1,518O2 6.1,4o E3 ig,go |
| R4 - 138,42 |
| 3 1,62871 35,30 E4 2,08 |
| R 5 + 138,42 |
| E5 63>i5 |
| R 6 + 49,31 |
| 4 1,51802 64,4.0 E6 I4.,71 |
| R7 - 6o,56 |
| 5 1,62871 35,30 E 7 5,54 |
| R 8 - 33220 |
| F_ 8 28,03 |
| R9 - 4.o,66 |
| 6 1,65027 3460 |
| E9 1,73 |
| Rio + 288,08 |