DE3633032A1 - Siebenlinsiges lichtstarkes objektiv mit korrektionsausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung kann zur Abbildung auf CCD-Empfänger, Fernsehaufnahmeröhren oder Filmmaterial in einem weiten Abbildungsmaßstabsbereich angewendet werden.

Objektive für den Anwendungszweck, die sich durch eine Auflösung der Bildelemente bei ausreichend gutem Konstrast auszeichnen, sind bekannt.

DD-WP 1 46 860, DE-AS 21 63 431, US-PS 39 84 155 und US-PS 40 99 843 beschreiben siebenlinsige, sechsgliedrige modifizierte Gauß- Objektive, die für einen Abbildungsmaßstab optimiert sind, aber über den gesamten Bereich des Abbildungsmaßstabs nicht die erforderliche Bildgüte besitzen.

Bei der Ausführung dieser Objektive in kleinen Brennweiten ist der Luftspalt zwischen der zweiten und dritten Linse für die Fassung der Linsen ungünstig.

US-PS 41 01 203 beschreibt ein siebenlinsiges, fünfgliedriges modifiziertes Gauß-Objektiv, bei dem hochbrechende und teuere Gläser eingesetzt werden.

Um über den gesamten Bereich des Abbildungsmaßstabs eine gleichmäßig hohe Bildgüte zu erreichen, sind verschiedene Möglichkeiten des Korrektionsausgleichs bei siebenlinsigen modifizierten Gauß-Objektiven bekannt. DE-OS 31 03 012 beschreibt eine Lösung, bei der der Linsenabstand im Blendenraum zum Korrektionsausgleich bei kleiner werdender Objektentfernung größer wird, die aber die anderen Nachteile aufweist.

US-PS 44 64 023 und 44 66 710 beschreiben Objektive, bei denen zum Korrektionsausgleich der Linsenabstand im Blendenraum und der Abstand der sechsten und siebenten Linse verändert werden, sie weisen aber nicht die erforderliche Lichtstärke auf, wie auch die Lösung nach US-PS 38 15 974.

Ziel der Erfindung ist ein Objektiv für den genannten Einsatz zweck, bei dem keine extrem hochbrechenden Gläser eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv anzugeben, das eine relative Öffnung 1:1.4 aufweist, für einen Bildwinkel von ca. 35° gleichmäßig gut für das gesamte Bildfeld auskorrigiert ist und für einen Abbildungsmaßstabsbereich von 1/∞ bis ca. -1/4 nur eine unwesentliche Verringerung der Bildgüte aufweisen soll.

Diese Aufgabe löst ein siebenlinsiges lichtstarkes Objektiv mit Korrektionsausgleich erfindungsgemäß dadurch, daß das Objektiv aus fünf optischen Gliedern aufgebaut ist, wobei das erste ein sammelnder Meniskus, das zweite ein verkitteter zerstreuender Meniskus, das dritte ein verkitteter sammelnder Meniskus, das vierte eine Sammellinse und das fünfte eine Sammellinse ist.

Beim Fokussieren von langer auf kurze Objektschnittweite können die ersten vier Linsenglieder gemeinsam um einen größeren Betrag als das fünfte relativ zur Bildebene verschoben werden. Zwischen dem zweiten und dritten optischen Glied ist die Aperturblende angeordnet.

Das erfindungsbemäße Objektiv weist für einen Abbildungsmaßstabsbereich von 1/∞ bis -1/10 bis zu einem Bildwinkel von ca. 35° einen guten Kontrast und ein hohes Auflösungsvermögen auf, wenn die nachfolgend aufgeführten Bedingungsgleichungen eingehalten sind:

n ₁ ≦λτ 1.66 (1)
ν ₁ ≦λτ 50 (2)
n ₂ ≦λτ 1.66 (3)
ν ₂ ≦λτ 50 (4)
n ₂ - n ₃ ≦λτ 0.05 (5)
ν ₃ ≦λτ 50 (6)
n ₄ ≦λτ 1.70 (7)
ν ₄ ≦ωτ 30 (8)
n ₅ ≦λτ 1.66 (9)
ν ₅ ≦λτ 50 (10)
n ₆ ≦λτ 1.66 (11)
ν ₆ ≦λτ 50 (12)

Auf Grund dieser Bedingungsgleichungen brauchen im optischen System keine extrem hochbrechenden Gläser eingesetzt zu werden.

Der Bereich des Abbildungsmaßstabs, in dem ein guter Kontrast vorliegt, kann bis ca. -1/4 erweitert werden, indem beim Fokussieren von langer auf kurze Objektschnittweite der Luftabstand zwischen dem vierten und fünften Linsenglied vergrößert wird. Diese Vergrößerung des Luftabstandes bewirkt eine Kompensation der beim Fokussieren mit einem konventionellen festen Objektiv auftretenden Abbildungsfehler Bildfeldwölbung und Astigmatismus.

Die Erfindung soll anhand nachstehender Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 das Linsenschnittbild schematisch,

Fig. 2 die sphärochromatische Längsabweichung ohne Korrektionsausgleich für verschiedene Abbildungsmaßstäbe,

Fig. 3 die sphärochromatische Längsabweichung mit Korrektionsausgleich für zwei Abbildungsmaßstäbe,

Fig. 4 die Längsaberration der sagittalen und meridionalen Bildschale ohne Korrektionsausgleich für vier Abbildungsmaßstäbe und

Fig. 5 die Längsaberration wie Fig. 4 mit Korrektionsausgleich für zwei Abbildungsmaßstäbe.

In Fig. 1 sind entlang der optischen Achse 0-0′ ein erstes Linsenglied G ₁ aus einer sammelnden Meniskuslinse L ₁, ein zweites Linsenglied G ₂ aus einem verkitteten zerstreuenden Meniskus der Linsen L ₂, L ₃, eine Aperturblende B, ein drittes Linsenglied G ₃ aus einem verkitteten sammelnden Meniskus der Linsen L ₄, L ₅, ein viertes Linsenglied G ₄ aus einer Sammellinse L ₆ und ein fünftes Linsenglied aus einer Sammellinse L ₇ angeordnet, wobei beim Fokussieren von langer auf kurze Objektschnittweite die Linsenglieder G ₁ bis G ₄ gemeinsam um einen größeren Betrag als das Linsenglied G ₅ relativ zur Bildebene BE verschoben werden.

Die Linsen sind durch ihre Parameter Radius r _i , Dicke d _j , n _e und ν _e charakterisiert, während die Luftabstände mit l _k bezeichnet sind.

Claims (4)

1. Siebenlinsiges lichtstarkes Objektiv mit Korrektionsausgleich, das sieben Linsen enthält und vom modifizierten Gauß-Typ ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Objektiv durch folgende Konstruktionsdaten charakterisiert ist.

2. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die ersten vier Linsenglieder entlang der optischen Achse gemeinsam verschiebbar sind, daß das fünfte Linsenglied unabhängig verschiebbar ist, daß die ersten vier Linsenglieder gemeinsam um einen größeren Betrag als das fünfte Linsenglied relativ zur Bildebene verschoben werden.

3. Objektiv nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß für die Änderung des Abstandes zwischen dem vierten und fünften Linsenglied in Abhängigkeit vom Abbildungsmaßstab die Beziehung gilt: β l ₄ 1/∞0.0040 -1/200.0052 -1/100.0403 -1/40.2711

4. Objektiv nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Radien, Dicken und Luftabstände innerhalb ±10%, n _e innerhalb ±0.05 und ν _e innerhalb ±5 variierbar sind.