DE976880C - Three-lens apochromatic objective - Google Patents

Three-lens apochromatic objective

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DE976880C
DE976880C DEZ4183A DEZ0004183A DE976880C DE 976880 C DE976880 C DE 976880C DE Z4183 A DEZ4183 A DE Z4183A DE Z0004183 A DEZ0004183 A DE Z0004183A DE 976880 C DE976880 C DE 976880C
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Horst Dr Koehler
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Carl Zeiss SMT GmbH
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Carl Zeiss SMT GmbH
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only

Description

AUSGEGEBEN AM 2. JULI 1964ISSUED JULY 2, 1964

Z 4183 IXa/42hZ 4183 IXa / 42h

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung von dreilinsigen apochromatischen Objektiven, bestehend aus zwei sammelnden Linsen, die eine zerstreuende einschließen. Apochromatische Objektive aus drei Linsen sind an sich seit langem bekannt. Man versteht darunter solche Objektive, die für folgende Bildfehler korrigiert sind: sphärische Längsabweichung, Sinusbedingung, chromatische Längsabweichung für zwei Farben eines endlichen Spektralbereiches und außerdem noch für eine dritte Farbe, das sogenannte sekundäre Spektrum. Unter Vernachlässigung der Dicken liefert die Theorie als Bedingungen für die Erzielung der chromatischen Korrektion die folgenden bekannten Beziehungen für die Beseitigung der chromatischen Längsabweichung für zwei Farben:The invention relates to an improvement of three-lens apochromatic objectives, consisting composed of two converging lenses enclosing a diffusing one. Apochromatic objectives from three lenses have been known per se for a long time. This is understood to mean lenses that are for the following image errors have been corrected: spherical longitudinal deviation, sine condition, chromatic Longitudinal deviation for two colors of a finite spectral range and also for one third color, the so-called secondary spectrum. If the thicknesses are neglected, the Theory as the conditions for obtaining the chromatic correction are the following known Relationships for eliminating longitudinal chromatic aberration for two colors:

— H H = 0, (i)- H H = 0, (i)

V1 V 1 V2 V 2 V3 V 3

darin bedeuten φ1... φ3 die Brechkräfte der Einzellinsen und V1-^v3 die sogenannten Abbeschen Zahlen, d. h. die relativen Reziprokwerte der chromatischen Längsabweichung für die einzelnen Linsen I, II und III in bezug auf zwei Farben.therein φ 1 ... φ 3 denote the refractive powers of the individual lenses and V 1 - ^ v 3 the so-called Abbe numbers, ie the relative reciprocal values of the chromatic longitudinal deviation for the individual lenses I, II and III in relation to two colors.

Bezeichnet der Index ι und 3 Werte für die Sammellinsen I und III, 2 diejenigen für die Zer-Denotes the index ι and 3 values for the converging lenses I and III, 2 those for the Zer-

409 631/6409 631/6

Streuungslinse II, N die resultierende Abbesche Zahl der beiden Sammellinsen I und III,Diffusing lens II, N the resulting Abbe number of the two converging lenses I and III,

(2)(2)

undand

= Ψι + = Ψι +

(3)(3)

ίο die resultierende Brechkraft dieser beiden Linsen, dann läßt sich (i) schreibenίο the resulting refractive power of these two lenses, then (i) can be written

(4)(4)

Für die Korrektion des sekundären Spektrums, also die Beseitigung der Farb-Längsabweichung für eine dritte Farbe, muß außer Gleichung (i) und (4) noch erfüllt sein:For the correction of the secondary spectrum, i.e. the elimination of the longitudinal color deviation for a third color, apart from equations (i) and (4), must also be fulfilled:

JXV1 JXV 1

(5)(5)

Hierin bedeuten ϋ·ν #2 und #s die relativen Teildispersionen der Linsen I, II und III. Bezieht man diese relative Teildispersionen auf die Farbe G' als dritte Farbe, so ist definiert:Here ϋ · ν # 2 and # s mean the relative partial dispersions of lenses I, II and III. If one relates these relative partial dispersions to the color G ' as the third color, then the following is defined:

—nc—Nc

ncnc

(6)(6)

wenn %q, %, Uq die Brechzahlen für die Fraunhofersehen Linien C1 F, G' bedeuten. Mit Θ in (5) ist die resultierende relative Teildispersion der beiden Sammellinsen I und III bezeichnet. Voraussetzung für die Erfüllung der Gleichung (5) ist die Forderung, daß die relativen Teildispersionen aller drei Linsen nicht derselben linearen Beziehung von der Formif % q, %, Uq are the refractive indices for the Fraunhofer lines C 1 F, G ' . The resulting relative partial dispersion of the two converging lenses I and III is denoted by Θ in (5). A prerequisite for the fulfillment of equation (5) is the requirement that the relative partial dispersions of all three lenses do not have the same linear relationship of the shape

& = A + Bv (7) & = A + Bv (7)

genügen dürfte, d. h., für eine der drei Linsen muß sich die relative Teildispersion # in Abhängigkeit von ν mit einer anderen Konstanten, als sie für die übrigen zwei Linsen gilt, darstellen lassen.should suffice, ie for one of the three lenses the relative partial dispersion # as a function of ν must be represented with a different constant than it applies to the other two lenses.

Zur Erfüllung dieser Forderung wurden bisher die sogenannten »Kurzflinte« in Kombination mit Krongläsern verwendet. Die Brechzahlen aller die-So ser bisher für Apochromate üblichen Gläser lagen unter 1,600 und ergaben nach Gleichung (2) einen resultierenden y-Wert N, der sich nur wenig von v2 unterscheidet. Da neben Gleichung (4) nun auch noch die »Brechkraftgleichung«In order to meet this requirement, so-called “short shotguns” have been used in combination with crown glasses. The refractive indices of all these glasses so far usual for apochromats were below 1.600 and, according to equation (2), resulted in a y-value N that differs only slightly from v 2 . Since, in addition to equation (4), the »refractive power equation«

Ψι, + ψ2 = Φ (8) Ψι, + ψ2 = Φ (8)

(Φ = vom Objektiv geforderte Gesamtbrechkraft) erfüllt sein muß, bedeutet die Verwendung der bisher üblichen Glasarten für Apochromate, daß die Absolutbeträge der Brechkraft Cp1... φΆ sehr groß im Vergleich zu Φ sein müßten. Das hatte zur Folge, daß diese apochromatischen Objektive einen starken Gaußfehler (chromatische Differenz der sphärischen Aberration) und einen starken Zonenfehler der sphärischen Längsaberration aufwiesen. Brauchbare Apochromate dieser Art sind deshalb nur für öffnungsverhältnisse kleiner als 1 :10 bekanntgeworden. Der Erfindung liegt die bei systematischer Untersuchung der in den letzten Jahren erschmolzenen optischen Gläsern gemachte Entdeckung zugrunde, daß besonders die neueren »Schwerflinte« mit einer Brechzahl größer als 1,61 und einem j>-Wert kleiner als 35 ebenfalls $-Werte besitzen, deren Verlauf von der normalen linearen Funktion A + B · ν der übrigen optischen Gläser abweicht.(Φ = total refractive power required by the lens) must be fulfilled, the use of the previously common types of glass for apochromats means that the absolute values of the refractive power Cp 1 ... φ Ά would have to be very large compared to Φ . As a result, these apochromatic objectives exhibited a strong Gaussian error (chromatic difference in the spherical aberration) and a strong zone error in the spherical longitudinal aberration. Usable apochromats of this type have therefore only become known for aperture ratios less than 1:10. The invention is based on the discovery made in the systematic investigation of the optical glasses melted in recent years that especially the newer "heavy shotguns" with a refractive index greater than 1.61 and a j> value less than 35 also have $ values The course deviates from the normal linear function A + B · ν of the other optical glasses.

Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einem dreilinsigen apochromatischen Objektiv, bestehend aus zwei sammelnden Linsen, die eine zerstreuende einschließen, bei dem die in Lichtrichtung gerechnet an letzter Stelle stehende Sammellinse mit der Zerstreuungslinse verkittet und dieses Kittglied von der anderen Sammellinse durch einen Luftabstand getrennt ist, sowohl für eine der Sammellinsen als auch für die Zerstreuungslinse Gläser verwendet sind, deren Abbesche Zahlen kleiner alsThe invention consists in the fact that with a three-lens apochromatic objective from two converging lenses, which include a diffusing one, which is calculated in the direction of the light in the last place the converging lens cemented with the diverging lens and this cemented element is separated from the other converging lens by an air gap, both for one of the converging lenses as well as for the diverging lens glasses are used whose Abbe numbers are smaller than

35 und deren relative Teildispensionen ■& =— —35 and their relative partial distributions ■ & = - -

tipnc tip - n c

größer als 1,61 sind, und daß ferner die Zerstreuungslinse gegen die eine der beiden Sammellinsen einen Unterschied der Brechzahlen von weniger als 0,05 und gegen die andere Sammellinse von mehr als 0,1 für die gelbe Heliumlinie d besitzt.are greater than 1.61, and that the diverging lens against one of the two converging lenses has a difference in refractive indices of less than 0.05 and against the other converging lens of more than 0.1 for the yellow helium line d .

Aus Gründen der Korrektion der Bildfehler, nämlich der sphärischen Längsabweichung, der Sinusbedingung sowie der obengenannten chromatischen Fehler, sowie aus Gründen der Schwierigkeiten der Herstellung bei der Verkittung dreier Linsen hat es sich erfindungsgemäß als besonders zweckmäßig erwiesen, die zerstreuende Linse nur mit einer der sammelnden Linsen zu verkitten und zwischen der anderen sammelnden Linse und dem verkitteten Glied einen Luftabstand anzuordnen, derart, daß die frei stehende sammelnde Linse sich an erster Stelle des Systems, bezogen auf die Lichtrichtung, befindet. Eine besonders gute Korrektion der chromatischen Bildfehler ergibt sich dadurch, daß in der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die frei stehende sammelnde Linse diejenige mit der niedrigeren Brechzahl ist und daß n0 diese Brechzahl größer als 1,6 und die Abbesche Zahl größer als 55 ist.For reasons of correcting the image errors, namely the spherical longitudinal deviation, the sine condition and the above-mentioned chromatic errors, as well as for reasons of the difficulties in manufacturing when cementing three lenses, it has proven particularly expedient according to the invention to use the divergent lens only with one of the converging lenses to cement and to arrange an air gap between the other convergent lens and the cemented member, such that the free-standing convergent lens is in the first position of the system with respect to the light direction. A particularly good correction of the chromatic aberrations results from the fact that in the further embodiment of the inventive concept the free-standing converging lens is the one with the lower refractive index and that n 0 this refractive index is greater than 1.6 and the Abbe number is greater than 55.

Erfindungsgemäß genügt es, wenn der einzuführende Luftabstand größer als 2% der Objektivbrennweite ist. Vorzugsweise soll er etwa 6% der n5 Brennweite betragen. Gleichzeitig ergibt sich mit den Maßnahmen gemäß der Erfindung eine Verkürzung der Baulänge eines Fernrohrs in dem Falle, daß das Objektiv als Fernrohrobjektiv verwendet wird. Der Einbau der erfindungsgemäßen Objektive in Fernrohre ist jedoch nur eine der möglichen Verwendungsarten.According to the invention, it is sufficient if the air gap to be introduced is greater than 2% of the focal length of the lens. It should preferably be about 6% of the n 5 focal length. At the same time, the measures according to the invention result in a shortening of the overall length of a telescope in the event that the objective is used as a telescope objective. The installation of the objectives according to the invention in telescopes is, however, only one of the possible types of use.

Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Zahlenwerte beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel eines Objektivs gemäß der vorliegenden Erfindung, welches in der Abbildung dargestellt ist.The numerical values given in the table below relate to an exemplary embodiment of an objective according to the present invention Invention, which is shown in the figure.

Neben diesem Beispiel sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen beispielsweise die frei stehende sammelnde Linse eine höhere Brechzahl als die mit der zerstreuenden Linse verkittete sammelnde Linse aufweist.In addition to this example, however, embodiments are also possible in which, for example, the free The standing converging lens has a higher refractive index than the converging lens cemented with the diffusing lens Has lens.

In dem folgenden Ausführungsbeispiel sind mit r die Radien der brechenden Flächen, mit d die Dicken der einzelnen Linsen L1, L2 und L3, mit / der Luftabstand zwischen den Linsen L1 und L2, mit s die Schnittweite vom bildseitigen Scheitel der letzten Linse zur Brennebene, mit nd die Brechzahlen und mit ν die Abbeschen Zahlen angegeben. Die Zahlenwerte sind auf die Brennweite / = 1 bezogen.In the following exemplary embodiment, r is the radii of the refractive surfaces, d is the thickness of the individual lenses L 1 , L 2 and L 3 , / is the air gap between lenses L 1 and L 2 , and s is the back focal length from the image-side vertex of the last lens to the focal plane, with n d the refractive indices and with ν the Abbe numbers. The numerical values are related to the focal length / = 1.

Beispielexample Linse IILens II Linse IIILens III Linse ILens I. 1,74731.7473 1,77601.7760 nc n c 1,61731.6173 i,7552i, 7552 1,78471.7847 %% 1,62041.6204 i,7747i, 7747 1,80651.8065 nP n P 1,62761.6276 1,79201.7920 1,82611.8261 nG n G 1,63341.6334 27,527.5 25,725.7 VdVd 60,360.3 1,6311.631 1,6441.644 ## 1,5661,566 2 = 0,024 ds 2 = 0.024 d s = 0,047= 0.047 dt = 0,057 d d t = 0.057 d I1 = 0,061 I 1 = 0.061 = -o,5543i= -o, 5543i r± r ± = +0,48001 r3 = +0.48001 r 3 r4= +0,29427r 4 = +0.29427 r2=—0,80584r 2 = -0.80584 SS. = +0,795= +0.795

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: I. Dreilinsiges apochromatisches Objektiv, bestehend aus zwei sammelnden Linsen, die eine zerstreuende einschließen, bei dem die in Lichtrichtung gerechnet an letzter Stelle stehende Sammellinse mit der Zerstreuungslinse verkittet und dieses Kittglied von der anderen Sammellinse durch einen Luftabstand getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die eine Sammellinse als auch für die Zerstreuungslinse Gläser verwendet sind, deren Abbesche Zahlen kleiner als 35 und deren relative Teildispersionen $ =I. Three-lens apochromatic objective, consisting of two converging lenses, which include a diffusing one, in which the converging lens, calculated in the direction of light, is cemented to the diverging lens and this cemented element is separated from the other converging lens by an air gap, characterized in that both for which a converging lens and for the diverging lens glasses are used, whose Abbe numbers are less than 35 and whose relative partial dispersions $ = -größer als- larger than 1,61 sind, und daß ferner die Zerstreuungslinse gegen die eine der beiden Sammellinsen einen1.61, and that also the diverging lens against one of the two converging lenses = -33,497 = -33.497 Unterschied der Brechzahlen von weniger als 0,05 und gegen die andere Sammellinse von mehr als 0,1 für die gelbe Heliumlinie d besitzt.Difference in the refractive indices of less than 0.05 and against the other converging lens of more than 0.1 for the yellow helium line d . 2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frei stehende sammelnde Linse diejenige mit der niedrigeren Brechzahl ist und daß diese Brechzahl größer als 1,6 und die Abbesche Zahl größer als 55 ist.2. Lens according to claim 1, characterized in that that the free-standing converging lens is the one with the lower refractive index and that this refractive index is greater than 1.6 and the Abbe number is greater than 55. 3. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftabstand größer als 2% der Brennweite ist, vorzugsweise etwa 6% der Brennweite beträgt.3. Lens according to claim 1, characterized in that that the air gap is greater than 2% of the focal length, preferably about 6% of the focal length. 4. Objektiv nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbrechkräfte (An/r) um je höchstens ±0,2// von den dem folgenden Zahlenbeispiel zu entnehmenden Werten abweichen:4. Lens according to Claims 2 and 3, characterized in that the surface powers (An / r) differ by a maximum of ± 0.2 // from the values shown in the following numerical example: RadienRadii T1 = +0,48001·/
r2= -0,80584·/
T 1 = + 0.48001 · /
r 2 = -0.80584 /
r3= -o,5543i·/
r4= +0,29427·/
r 3 = -o, 5543i /
r 4 = + 0.29427 · /
r5 = -33,497-fr 5 = -33.497-f DickenThick dL = 0,057 · / / = 0,061 · / d2 — 0,024 · / d3 = 0,047 · / d L = 0.057 / / = 0.061 / d 2 - 0.024 / d 3 = 0.047 / % vd % vd 1,6204 60,31.6204 60.3 i,7552 27,5i, 7552 27.5 1,7847 25,71.7847 25.7 An/r + 1,2925// An / r + 1,2925 // +0,7699// -1,3624// +0,1002// +0,0234//+ 0.7699 // -1.3624 // + 0.1002 // + 0.0234 // In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 189255.Publications considered: German Patent No. 189255. Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings © 509 656/225 1.56 (409 631/6 6.64)© 509 656/225 1.56 (409 631/6 6.64)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004009848A1 (en) * 2004-02-28 2005-09-15 Carl Zeiss Jena Gmbh Tubular lens unit with chromatic correction capacity for ICS systems, has specifically defined chromatic length and magnification deviation values

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE189255C (en) *

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE189255C (en) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004009848A1 (en) * 2004-02-28 2005-09-15 Carl Zeiss Jena Gmbh Tubular lens unit with chromatic correction capacity for ICS systems, has specifically defined chromatic length and magnification deviation values
US7289271B2 (en) 2004-02-28 2007-10-30 Carl Zeiss Jena Gmbh Tube lens unit with chromatically compensating effect

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