DE1960502C - Symmetrisches Objektiv zur Abbildung im Maßstab 1:1 - Google Patents

Description

F = 108,2 mm, /_B = /b = ¹¹²'⁶³·

η*Λ = !'74566
n_bB = 1,79330

n_1A = 1,79330
„_7B = 1,74566

„„ = 1,74917
υ, = 1,77707
„₁₀ = 1,71060
„_n = 1,71060
„₁₂ = 1,52619

35,0 29,5

54,8 49,2

49,2 54,8

29,5

35,0

50,7

50,7

64,1

Die Erfindung betrifft ein symmetrisches Objektiv zur Abbildung im Maßstab 1:1, dessen zu beiden Seiten der Blende angeordnete Linsengruppen Teleobjektive mit zur Blende benachbarten Positiven

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem derartigen Objekt den Seidel-Koeffizienten sowie Schärfefehler, wie sphärische Aberration, Asug matismus und Koma zu verringern.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, djä die Objektive die in den Patentansprüchen angegeoenen Datenlabellen aufweisen.

Im folgenden werden die erfindungsgemäß gestalteten Objektive an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus des Objektivs nach der Erfindung;

F i g. 2 ist ein Längsschnitt des Objektivs nach Anspruch 1;

F i g. 3 ist ein Längsschnitt des Objektivs nach Anspruch 2;

F i g. 4 und 5 sind graphische Darstellungen von Schärfefehler-Kurven der Objektive nach den F i g. 2 bzw. 3.

Ein Weitwinkelobjektiv mit kleiner Verzeichnung ist im Prinzip folgendermaßen aufgebaut: Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, bestehen eine Linsengruppe R₁, die am dichtesten beim Objekt liegt, und eine Linsengruppe R₄, die am nächsten beim Bild liegt, aus Zerstreuungslinsen, während zwischen Sammellinsengruppen R₂ und R₃ eine Blende F angeordnet ist Dieses Linsensystem ist durch die Lage der Blende in zwei Hälften unterteilt. Die auf der Bildseite liegenden Linsengruppen R₃ und R₄ bilden ein Teleobjektiv, während die auf der Bildseite liegenden Linsengruppen R₃ und R₄ ein ähnliches Linsensystem mit umgekehrter Linsenanordnung bilden. Der Aufbau eines Weitwinkelobjektivs dieser Art entspricht daher einer symmetrischen Anordnung zweier Teleobjektive in bezug auf die Lage der Blende. Die Objektive nach der Erfindung bestehen ebenfalls aus je zwei Teleobjektiven, die symmetrisch in bezug auf die Lage der Blende angeordnet sind, und zeichnen sich durch eine Vergrößerung von 1:1, sehr kleinen Seidel-Koeffizienten bzw. sehr kleinen Schärfefehlern aus.

Bei dem vom Objekt gesehen hinter der Blende F liegenden Linsensystem handelt es sich bei der Linse 7 entweder um eine Sammellinse (F i g. 2) oder um ein verkittetes Sammelglied, bestehend aus den Linsen 7/4 lind TB (Fig. 3). Die Linse8ist eine Bikonkav-Linse und weist einen geringen Abstand von der Linse 7 auf. Die Linsen 9,10 und 11 sind Sammellinsen, die Linse 12 eine Zerstreuungslinse, die einen verhältnismäßig großen Abstand von der Linse 11 aufweist und deren stärker gekrümmte Oberfläche auf die Blende F gerichtet ist. Die vom Objekt gesehen hintere Linsengruppe ist daher ein Teleobjektiv, das aus sechs Linsen besteht. Entsprechendes gilt für das vor der Blende F angeordnete Linsensystem.

Die Linsen 1 bis 6 des vorderen Linsensystems und die Linsen 7 bis 12 des hinteren Linsensystems sind symmetrisch zur Blende F angeordnet.

Die von einem auf der optischen Achse liegenden Punkt ausgehenden Lichtstrahlen werden durch die Zerstreuungslinse 1 stark divergiert. Nachdem sie die Linsen 2 bis 6 des Telepositivs durchlaufen haben, gehen sie parallel zur optischen Achse durch die Blende F hindurch. Diese parallelen Strahlen durchlaufen das hintere Linsensystem, nämlich die Linsen 7 bis 12, und erzeugen ein Bild in der Vergrößerung von 1:1.

Um ein hochwertiges Objektiv zu erhalten, muß die Petzval-Summe und auch die sphärische Aberration gegenüber einem üblichen Objektiv verringert werden. Der Seideische Koma-Koeffizient wird durch den symmetrischen Aufbau verringert, doch ist es in der Praxis sehr schwierig, den Koma-Fehler vollständig zu beseitigen. Die Verzeichnung wird dagegen durch den symmetrischen Aufbau in weitgehend befriedigender Weise beseitigt.

Die in den beiden Patentansprüchen angegebenen Objektive zeichnen sich weiter durch folgende Gemeinsamkeiten aus:

A. Jeder Krümmungsradius ist größer als 0,7 · F, wobei F die Gesamtbrennweite ist;

B. der Krümmungsradius jeder Sammellinse, ausgenommen derjenige verkitteter Oberflächen, ist größer als F;

C. der Brechungsindex jeder Sammellinse ist größer als 1.65;

D. die Anordnung ist so gewählt, daß diejenigen Lichtstrahlen, die parallel zur optischen Achse durch die Blende verlaufen, aus der zweiten Zerstreuungslinse des bildseitigen Linsensystems als divergierende Strahlen austreten;

E. die am dichtesten am Bild liegende Zerstreuungslinse hat von der vor ihr liegenden Sammellinse einen so großen Abstand, daß das bildseitige Linsensystem ein Teleobjektiv bildet;

F. der größere Krümmungsradius der am dichtesten am Bild liegenden Zerstreuungslinse ist größer als 0,7 F und kleiner als 1,5 F.

Wenn die Bemessungen A und B eingehalten sind. ergibt sich eine geringere sphärische Aberration und eine geringere Koma. Wenn man jedoch nur diese Bemessungen berücksichtigt, ist es schwierig, die Bildflächenwölbung zu beseitigen. Durch das Einhalten der weiteren Bemessungen C, D und E ergibt sich auch eine geringere Petzval-Summe.

Die Bemessung F ist notwendig zur Verringerung der durch die Oberfläche mit dem größeren Krümmungsradius hervorgerufenen Koma. Da diese Oberfläche auch zur Kompensation des Astigmatismus dient, würde ein zu großer Wert die Kompensation des Astigmatismus erschweren, weil dann die zweite Oberfläche der zweiten Linse für diese Kompensation eine größere Krümmung aufweisen müßte, was zwaneläufig eine Vergrößerung der Koma zur Folge hätte. Aus diesem Grunde ist es notwendig, den Wert kleiner als 1,5 F zu wählen.

Jedes der Objektive hat eine relative öffnung von 1:2,5 und eine numerische Apertur von 0.1.

Die folgenden Tabellen I und II enthalten jeweils Seidel-Koeffizienten zur e-Linien-Koropensation und g-Linien-Kompensation. Dabei bedeuten S, = sphärische Aberration, S_? = Koma, S₃ = Astigmatismus. P = Petzval-Koeffizient und S₅ = Verzeichnung. Man sieht, daß die Summe aller Fehler sehr gering ist. Die F i g. 4 und 5 zeigen die Fehlerkurven, die man durch Aufzeichnen des wahren Strahlenverlaufs erhält. Sowohl bei der e-Linien- als auch der g-Linien-Kompensation werden Fehler bis zu einem Feldwinkel von ±39,6 mm ausgezeichnet kompensiert, wie aus den Tabellen I und Il zu ersehen ist.

Da bei den Objektiven nach der Erfindung die Strahlen, die durch die Blende F hindurchgehen, parallel zur optischen Achse verlaufen, kann ein optisches Filter in den Blendenraum eingesetzt werden, ohne den Korrektionszustand der Objektive zu beeinflussen.

j*

Tabelle I
Seidel-Koeffizienten der e-Linien-Kompensation

-	1	• s,	S2	S3	P	S5
2	0,055	0,082	0,120	0,051	0,253
3	-0,521	0,105	-0,021	-0,352	0,075
4	0,403	0,267	0,176	0,025	0,133
5	-0,016	-0,056	-0,197	0,108	-0,312
6	0,311	0,232	0,173	0,102	0,206
7	-0,000	-0,006	-0,083	0,050	-0,412
8	0,041	0,070	0,120	0,076	0,337
9	0,002	-0,013	0,062	0,048	-0,507
10	-0,653	0,505	-0,391	-0,405	0,617
11	-2,274	-1,049	-0,484	-0,143	-0,289 "
12	2,340	1,103	0,520	0,146	0,314
13	0,327	-0,222	0,151	0,295	-0,304
14	0.327	0,266	0,217	0,295	0,417
15	2,340	-0,788	0,265	0,146	-0,138
16	-2,274	0,743	-0,243	-0,143	0,126
17	-0,653	-0,593	-0,539	-0,405	-0,858
18	0,002	0,013	0,065	0,048	0,539
19	0,041	-0,064	0,102	0,076	-0,281
20	-0,000	0,006	-0,081	0,050	0,385
21	0,311	-0.190	0,116	0,102	-0,134
22	-0,016	0,054	-0,183	0,108	0,250
23	0,403	-0,212	0,112	0,025	-0,072
24	-0,521	-0.175	-0,058	-0,352	-0,138
Summe	0,055	-0.074	0,099	0,051	-0,202
0,030	0,002	0,020	0,003	0.004

Tabelle II
Seidel-Koeffizienten der g-Linien-Kompensation

	S,	S2	s,	r	S5
1	0,054	0,079	0,116	0,053	0,248
2	-0,769	0.250	-0.081	-0,412	0.160
3	0,487	0,250	0,129	0,045	0,090
4	-0,008	-0,040	-0.195	0,127	-0,329
5	0,501	0.244	0,119	0,187	0,149
6	-0,012	-0,036	-0,106	-0,027	-0,389
7	0,119	0,121	0.123	0,177	0,305
8	0,000	0.000	0.002	-0,051	-0,544
9	-0.173	0224	-0.289	-0.304	0,766
10	-2,660	-1,054	-0.417	-0,236	-0259
11	1,874	0,922	0.453	0.343	0,293
12	0,426	0,079	0,014	0,017	0,006
13	0,174	-0,165	D, 157	0279	-0,414
14	0.174	0,169	0,165	0279	0,433
15	0,426	-0,068	0,011	0,017	-0.004
16	1.874	-0,877	0,410	0,143	-0258
17	-Z660	0,989	-0,368	-0236	0225
18	-0.173	-0228	-0300	-0,304	-0,795
19	0,000	-0,000	0,002	-0,051	0,542
20	0,119	-0,118	0.117	0,177	-0292
21	-0,012	0,036	-0.105	-0,027	0381

	S,
22	0,501
23	-0,008
24	0,487
25	-0,769
26	0,054
Summe	0,026

Fortsetzung

S₁

10

.s_s

-0,232

0,039

-0,239

-0,269

-0,078

0,000

0,108 -0,193

0,117 -0,094

0,112

0,008

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

0,187 0,127 0,045 -0,412 0,053 -0,001

-0,136

0,318

-0,079

-0,177

-0,238

0,000

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ,1, Symmetrisches Objektiv zur Abbildung im Maßstab 1: L, bestehend aus zu beiden Seiten der Blende angeordneten Teleobjektiven, wobei die Telepositive der Blende benachbart sind, gekennzeichnet durch folgende Daten:

   = 733,498 D «1 JV, V = 107,246 d_x = 14,09 = 1,58483 40,8 T₂ • = 1722,209 d₂ = 70,44 M₂ r₃ = -398,531 d₃ = 14,09 « 1,73235 54,8 r_A = 425,155 d₄ = 9,02 «3 r₅ = -867,243 d₅ = 14,09 = 1,73235 54,8 568,460 d_b = 0,56 n₄ Τη = -896,762 rf₇ = 14,09 = 1,73235 54,8 ^ra = -99,030 d₈ = 11,27 »5 Tg 279,822 d₉ = 18,74 = 1,64419 34,6 ^rio 296,460 dio = 1,41 »6 ^rll = -146,748 d_n = 28,17 = 1,73235 54,8 146,748 rf,₂ = 10,40 «7 r_l3 = -296,460 d₁₃ = 28.17 = 1,73235 54,8 ^r14 = -279,822 d_lA = 1,41 »8 ^ris 99,030 rf, ₅ = 18,74 = 1,64419 34,6 ^rl6 896,762 d_lb = 11,27 /I₉ ^r17 = -568,460 d₁₇ = 14,09 = 1,73235 54,8 ^rl8 867,243 rf₁₈ = 0.56 »10 ^Γ19 = -425,155 rf,₉ = 14.09 = 1,73235 54,8 ^r20 398,531 rf₂₀ = 9,02 »11 ^r21 = -1722,209 rf₂₁ = 14,09 = 1,73235 54,8 ^r22 = -107,246 d₂₂ = 70,44 «12 »"23 = -733,498 rf₂₃ = 14,09 = 1,58483 40,8

   F = 102,6 mm, f_B = J'b = 97,78.
2. 2. Symmetrisches Objektiv zur Abbildung im Maßstab 1:1, bestehend aus zu beiden Seiten der Blende angeordneten Teleobjektiven, wobei die Telepositive der Blende benachbart sind, gekennzeichnet durch folgende Daten:

   702,530 90,467

   , = 14,09

   = 1,52619

   64,1

   Fortsetzung

   ^Γ3 = 981,847 η = -351,480 rs = 240,286 »6 = 1644,629 r₇ = 267,123 r₈ = 925,180 r₉ = -152,079 Ho = 195.727 Γη = 322,505 Γΐ 2 = 92,741 Γΐ3 = -171,138 Γΐ4 = 171,138 Γΐ5 = -92,741 Γΐ6 = -322,505 Γη = -195,727 Γΐ8 = 152,079 Γΐ9 = -925,180 T₂O = -267,123 γ₂ι = -1644,629 Γ22 = -240,286 ''23 = 351,480 '24 = -981,847 ^Γ25 = -90,467 Γ·,«. = -707,530

   = 5947 = 14,09 d_A = 9.02 d₅ = 14,09 = 0,56 ά_Ί = 14,09 d₈ = 11,27 d₉ = 18,74 d₁₀ = 4,23 d_u = 8,45 rf_u = 19,72 J₁₃ = 5,58

   d_u = 19,72

   d_l5 = 8,45

   d.«, = 4.23

   rf,. = 18,74

   di» = Π.27

   d_l9 = 14,08

   d₂₀ = 0.56

   d_n = 14,09

   d₂₂ = 9,02

   d₂₃ = 14.09

   ti₂₄ = 59,17 d_2S = 14,09