NO117096B - - Google Patents

Description

Trelinset apokromatisk objektiv.

Foreliggende oppfinnelse angår en for-bedring av apokromatiske objektiver med tre linser, bestående av to samlelinser, som omslutter en spredelinse, Apokromatiske objektiver av tre linser har i og for seg vært kjent lenge. Man forstår derunder slike objektiver som er korrigert for føl-gende bildefeil: Sfærisk lengdeavvikelse, sinusbetingelse, kromatisk lengdeavvikelse for to farger i et endelig spektralområde og dessuten ennå for en tredje farge det såkalte sekundære spektrum. Når det ikke tas hensyn til linsenes tykkelse gir teorien som betingelse for å oppnå kromatisk korreksjon følgende kjente formler for fjernelse av kromatisk lengdeavvikelse for to farger:

heri betyr cp, cp3 brytningskreftene for enkeltlinsen og vi ........ v3 Abbeske tall d.v.s. de relative resiprokeverdier for den kromatiske lengdeavvikelse for de enkelte linser I, II og III med hensyn på to hvor nd, nF og n(. er glassets brytningskoef-fisient for de Fraunhoferske linjer d, F og C i spektret. Betegner indeksene 1 og 3 verdiene for samlelinsene I og III, 2 verdiene for spred-ningslinsen II, N det resulterende Abbeske tall for begge samlelinsene I og III den resulterende brytningskraft for begge disse linser, da lar (1) seg skrive

For korreksjonen av det sekundære spektrum, altså fjernelse av fargelengdeavvikelsen for en tredje farge må foruten ligning (1) og (4) ennå være oppfylt:

Ved akromatiske systemer kreves bare overensstemmelse for avbildningsstørrel-sene for to farger. For en tredje farge er det selvfølgelig til stede avvikelser som forminskes eller endog praktisk talt kan fjernes ved hjelp av forholdsreglene ifølge foreliggende oppfinnelse ved hjelp av glass med spesielle dispersjonsverdier.

Man betegner overskuddet (differansen mellom brytningstallene) for brytningsforholdet for den annen grunnfarge likeoverfor den første som «dispersjon» eller «grunndispersjon» eller «gjennom-snittlig dispersjon» nf - n,., 1 . Overskuddet (differansen eller bryt-ningstallené) for brytningsforholdet for den tredje grunnfarge likeoverfor brytningsforholdet for den første grunnfarge betegnes som «deldispersjon» eller «partiell dispersjon», (n,,, - nc) og forholdet mellom deldispersjonen og gruhndispersjonen betegnes som «relativ deldispersjon».

(Den «relative dispersjon» er ikke lik den «relative deldispersjon», men lik den resiproke verdi for det abbeske tall).

Den «relative deldispersjon» betegnes med «■&». v-verdien for intervallet fra den første til den tredje farge blir da v : ft.

Ifølge teorien for fargeavvikelsen av første orden (for to farger) er fargelengdeavvikelsen

Fargelengdeavvikelsen av annen orden (for tre farger eller det «sekundære spektrum» er forenklet:

■ Heri betyr ft,, ft2 og d3 de relative deldispersjoner for linsene I, II og III. Hen-fører man disse relative deldispersjoner på fargen G' som tredje farge, så er definert når nc, nF, nf, betyr brytningskoeffisienter for de Fraunhoferske linjer C, F, G'. Den resulterende relative deldispersjon for begge samlelinsene I og III betegnes med 0 i (5). Forutsetning for oppfyllelse av ligningen (5) er at de relative deldispersjoner for alle tre 'linser ikke skal tilfredsstille det samme lineære forhold av formen d.v.s. for en av de tre linser må den relative deldispersjon la seg fremstille i avhengig-het av v med en annen konstant enn hva som gjelder de øvrige to linser. For å oppfylle dette krav ble det hittil anvendt det såkalte «kortflint» i kom-binasjon med kronglass. Brytningstallene for alle disse hittil vanlige glass for apokromater: lå under 1,600 og ga ifølge ligning (2) en resulterende v-verdi N, som adskiller seg bare litt fra v2. Da ved siden ay ligningen. (4) nå også «brytningskraft-ligningen» .......r..,...; (<I> = totalbrytningskraft som kreves av objektivet) må være oppfylt, betyr anven-delse av de hertil vanlige glassarter for apokromater at absoluttverdien for brytningskraft<en> cp3 måtte være meget stor i forhold til $. Dette hadde til følge at disse apokromatiske objektiver har en sterk gaussfeil (kromatisk differanse for den sfæriske aberrasjon) og en sterk sonefeil for den sfæriske lengdeaberrasjon. Brukbare apokromater av denne art er derfor bare blitt kjent for åpningsforhold som er mindre enn 1 : 10. Til grunn for oppfinnelsen ligger de ved systematisk undersøkelse av i de siste år smeltede op-tiske glass fundne oppdagelser at særilg de nyere «tungflinter» med et brytningstall som er større enn 1,61 og en v-verdi som er mindre enn 35 likeledes har -&-verdier, hvis forløp avviker fra den normale lineære funksjon A + Bv for de øvrige op-tiske glass. Oppfinnelsen består nå i at ved et trelinset apokromatisk objektiv bestående av to samlelinser som omslutter en spredelinse, som regnet i lysretningen på det siste sted stående samlelinse er sammenkittet med sprédningslinsen, og dette kittledd er skilt fra den annen samlelinse med en luf t-avstand, og at det videre anvendes både for en av samlelinsene og også for sprédningslinsen glass hvis Abbeske tall er mindre enn 35 hvis relative deldispersjon

sr større enn 1,61, og at slut-

telig sprédningslinsen i forhold til en av begge samlelinsene har en forskjell i brytningstall på mindre enn 0,05 og i forhold til den andre samlelinse på mer enn 0,1 for den gule heliumlinje d.

Av korreksjonsgrunner for bildefeilene, nemlig den sfæriske lengdeavvikelse, si-nusbetingelsen samt de ovennevnte kromatiske feil samt også av grunner for van-skeligheter ved fremstilling ved sammen-kitting av tre linser har det ifølge oppfinnelsen vist seg særlig hensiktsmessig å sammenkitte den spredende linse bare med en av samlelinsene og mellom den andre samlelinse og det sammenkittede ledd å anordne en luftavstand slik at den frittstående samlelinse befinner seg på syste-mets første sted, med hensyn på lysretningen. En særlig god korreksjon for de kromatiske bildefeil fåes ved at i den videre utførelse for oppfinnélsestanken er den frittstående samlelinse den som har det laveste brytningstall og. at _ dette. brytningstall er større enn 1,6 og det Abbeske

tall større enn 55.

Ifølge oppfinnelsen er det tilstrekkelig

når den luftavstand som skal innføres er

større enn 2 pst. av objektivets brennvidde.

Fortrinsvis skal den utgjøre ca. 6 pst. av

brennvidden. Samtidig fåes det ved for-holdsregelen ifølge oppfinnelsen en for-korting av byggelengden for kikkerten, i

hvilken objektivet anvendes.

De tallverdier som er angitt i følgende

tabell refererer seg til utførelseseksemplet

til et objektiv ifølge foreliggende oppfinnelse, og som er vist på tegningen. Ved siden

av dette eksempel er det imidlertid også

mulig med utførelsesformer hvor f. eks.

den frittstående samlelinse har et høyere brytningstall enn den samlelinse som er sammenkittet med spredelinsen. I følgende utførelseseksempel er

r r5 radien for de brytende

flater,

d,, d2, d3 tykkelsen for de enkelte linser henholdsvis L^, L2 og L3, 1 luftavstanden mellom linsene L,

og L2,

s er den minste avstand fra den siste

linse til brennflaten,

n(l brytningskoeffisienten og v de Abbeske tall.

Tallverdiene refererer seg til brennvidden f = 1.

Claims (4)

1. Trelinset apokromatisk objektiv, bestående av to samlelinser som omslutter en spredelihse hvor den regnet i lysretningen på siste sted stående samlelinse er sammenkittet med sprédningslinsen, og dette sammenkittede ledd er adskilt fra den andre samlelinse ved en luftavstand, karakterisert ved at det både for den ene samlelinse og også for sprédningslinsen er anvendt glass hvis Abbeske tall er mindre enn 35 og hvis relative deldispersjon q_ ^Vj ^<c>er større enn i Ri og at slut- nP -<n>c telig sprédningslinsen i forhold til en av begge samlelinsene har en forskjell i bryt ningstall på mindre enn 0,05 og i forhold til den andre samlelinse på mer enn 0,1 for den gule heliumlinje d.

2. Objektiv ifølge påstand 1, karakterisert ved at den frittstående samlelinse er den som har det laveste brytningstall, og at dette brytningstall er større enn 1,6 og det Abbeske tall er større enn 55.

3. Objektiv ifølge påstand 1, karakterisert ved at luftavstanden er større enn 2 pst. av brennvidden, fortrinsvis ca. 6 pst. av brennvidden.

4. Objektiv ifølge påstandene 2 og 3, karakterisert ved at flatebrytningskreftene (An/r) høyst avviker ± 0,2/f og tykkelsen høyst ± 0,2.f fra de verdier som kan tas fra følgende tabell: