DE2217192C3 - Fernobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernobjektiv gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Es ist ein Fernobjektiv dieser Art bekannt (DE-GM 15 217) bei dem ein guter Kompromiß zwischen den einzelnen Aberrationen erzielt ist, da alle fünf Linsen meniskenförmig so durchgebogen sind, daß ihre hohlen Flächen der Bildebene zugekehrt sind. Die Baulänge bewegt sich in den Grenzen zwischen 0,25 /und 0,50 / und die Summe der Lufträume in den Grenzen zwischen 0,15 /und 0,28 f. Die Brennweite der dritten Meniskuslinse ist kleiner als der dreifache Wert der Gesamtbrennweite. Die Abbeschen Zahlen der drei vorderen Meniskuslinsen sind größer als 60. Das Televerhältnis, d. h. das Verhältnis des Abstandes des vorderen

Linsenscheitels von der Bildebene zur Gesamtbrennweite beträgt etwa 1,0, die relative Öffnung dieses Objektivs hat jedoch nur einen Wert von 1 :4.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Fernobjektiv der eingangs genannten Art •mit einer relativen Öffnung von etwa 1 :2,8 und einem Televerhältnis von etwa 0,93 zu scnaffen, das einen guten Korrektionszustand aufweist und bei dem insbesondere auch für relativ große Bildwinkel ein guter Korrektionszustand der Koma und des Astigmatismus erzielt ist

Zwei diese Aufgabe lösende Fernobjektive sind in den Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet

Aus den in den beiden Ansprüchen angegebenen Datensätzen lassen sich weitere Objektive dadurch berechnen, daß als Zieldaten für eine automatische Korrektion der Objektive u. a. für die Seidelkoeffizienten bzw. deren Summen Werte vorgegeben werden, die im genannten Toleranzbereich liegen. Der geforderte Korrektionszustand ist erzielbar, weil bei den neuen Objektiven mindestens die Bildfehler dritter Ordnung in etwa derselben Art und Weise kompensiert sind, wie bei dem Objektiv gemäß der Datentabelle, wodurch die Voraussetzung für eine gute Korrektur der Bildfehler höherer Ordnungen geschaffen ist

Es müssen die nachfolgenden fünf Randbedingungen erfüllt sein:

»1 + «2 + "3

> 1.6,

2) 3/>/3>4/,.₂.3,

3) H₄ > 1.7;

4) 0.24
und

!•1 > 50, v₂ > 50 und v₃ < 48 .

Es ist mit /die Gesamtbrennweite des Objektivs, mit /3 die Brennweite der dritten Meniskuslinse, mit /"1,2,3 die Brennweite der 1, 2. und 3. Meniskuslinse, mit n_u Λ2.. ns der Brechungsindex, mit v\, τ>2.. V5 die Abbesche Zahl und mit du d₂...d₉ die Scheitelabstände (Linsendicken bzw. Luftabstände), jeweils von der Objektseite aus gezählt, bezeichnet.

Den Linsenschnitt des Objektivs aus den fünf Linsen L\; L₂ ... L₅ zeigt F i g. 1, in die auch die Bezeichnung der Krümmungsradien n, r₂... r_i0 neben den Scheitelabständen angegeben sind.

Beim erfindungsgemäßen Objektiv sind hochbrechende Gläser für die Frontlinsen verwendet, wie es allgemein bekannt ist.

Durch die Einhaltung dei Randbedingung 1 ist eine gute Korrektur der sphärischen Aberration, der Koma usw. erzielbar. Ohne die Beachtung dieser Randbedingung wäre die sphärische Aberration bei großer relativer Öffnung groß. Es ließe sich zwar durch eins Erhöhung der Krümmung der drei ersten Meniskuslinsen eine Verkleinerung der sphärischen Aberration aber nur auf Kosten der Koma und des Astigmatismus erzielen.

Die zweite Randbedingung schreibt eine relativ große Brennweite /3 für die dritte Meniskuslinse im Vergleich zur ersten und zweiten Meniskuslinse vor. Wird /3 > 3f, so wird der Anteil der dritten Meniskuslinse an der Korrektur der Aberrationen verringert, so daß der Anteil der ersten und zweiten Meniskuslinse an der Korrektur größer werden müßte, was wiederum eine gute Korrektur der Koma usw. nicht zuließe. Wird h < 4/1, 2, 3, so läßt sich ein kleines Televerhältnis bei gutem Korrektionszustand kaum erzielen.

Die dritte Bedingungsgleichung, wonach der Brechungsindex /7₄ der vierten bikonkaven Linse L₄ größer als 1,7 sein soll, verhindert, daß die Petzval-Summe klein wird. Eine geeignete Erhöhung des Krümmungsradius dieser Linse ergibt eine beträchtliche Korrektur der Koma. Wird n₄ < 1,7, so ergibt die Petzval-Summe eine Oberkorrektur, so daß das sagittale Auflösungsvermögen vermindert wird, und der Krümmungsradius r₈ und damit achsferne Aberration größer werden.

Wird die untere Grenze der Randbedingung 4 nicht eingehalten, so ist weder ein kleines Televerhältnis noch ein guter Korrektionszustand erzielbar. Würde dagegen die obere Grenze der Randbedingung überschritten, so wird die Petzval-Summe negativ, was ebenfalls unerwünscht ist.

Die Randbedingung 5 schreibt bezüglich v\ > 50 und V₂ > 50 eine herkömmliche Maßnahme zur Korrektur der chromatischen Aberration vor und ist in Verbindung mit der Randbedingung 2 zu beachten. Sie stellt eine gute Korrektur der achsnahen Aberrationen und der chromatischen Aberrationen bei Vergrößerung dar. Werden V\ < 50 und #₂ < 50, so kann die Bedingung #3 < 48 nicht eingehalten werden. Wird dagegen #3 > 48, so lassen sich die achsnahen Aberrationen und die chromatische Aberration nicht nennenswert korrigieren.

F i g. 1 zeigt den allgemeinen Linsenaufbau der erfindungsgemäßen Objektive. In den Fig.2a-2c bzw. 3a - 3c sind die sphärische Aberration (a) der Astigmatismus (b) und die Verzeichnung (c) für die beiden Fernobjektive angegeben. Wie sich diesen entnehmen läßt, weisen die erfindungsgemäßen Fernobjektive eine sehr gute Korrektur trotz der großen relativen öffnung von 1 :2,8 und einem Bildfeld von ±9° (Fig.2) bzw. ±12° 10'(Fig. 3)auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Fernobjektiv, bestehend in dieser Reihenfolge aus drei objektseitig konvexen positiven Meniskuslinsen, einer bikonkaven Linse und einer in relativ großem Luftabstand angeordneten positiven Meniskuslinse, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angege-

   r, =0.3847

   /2 = 1.5003

   /3 = 0.3465

   r₄ = 0.5969

   /j = 0.3748

   r₆ =0.4620

   T₁ =0.9685

   /g =0.1957

   r₉ = 0.6435

   /·,„ = 1.8672

   </, = 0.0392 </₂ = 0.0007 d₃ = 0.0317 «/4 - 0.0025 d_s = 0.0638 <4 = 0.0260 </₇ = 0.0409 d_s = 0.2758 rf₉ = 0.015

   2. Fernobjektiv, bestehend in dieser Reihenfolge aus drei objektseitig konvexen positiven Meniskuslinsen, einer bikonkaven Linse und einer in relativ großem Luftabstand angeordneten positiven Meniskuslinse, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Kon-

   /·, =0.4011

   /•₂ = 2.3231

   r₃ = 0.3213

   /4 = 0.5016

   /5 = 0.3406

   r_b =0.4159

   /■₇ = 0.8450

   /8 = 0.1960

   /9 = 0.6486

   /■„, = 1.7995

   rf, = 0.0472 d₂ = 0.0042 rf₃ = 0.0336 d_A = 0.0025 rf₅ = 0.0639 d_b = 0.0261 (Z₇ = 0.0389 i/₈ = 0.2578 d₉ = 0.0255 benen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

   n, = 1.63854

   = 1.617

   «3 = 1.70154

   = 1.7847

   = 1.80518

   v, = 55.38

   v₂ = 62.79

   v₃ = 41.1

   v₄ = 26.22

   v₅ = 25.43

   struktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

   «, = 1.58913

   ih = 1.56873

   = 1.70154

   /J₄ = 1.7847

   n₅ = 1.7847

   v, =61.11

   v₂ = 63.16

   v₃ =41.1

   26.22

   v₅ = 26.22