DD148391B1

DD148391B1 - Weitwinkelobjektiv

Info

Publication number: DD148391B1
Application number: DD21809279A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Dietzsch; Gudrun Schneider
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1979-12-27
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DD148391A1; DD148391C2

Description

Radien	Dicken und	Brechzahlen	Abbesche
	Luftabstände	n_e	Zahlen v_e
r, = +0,7589
	d,= 0,0640	1,5186	63,9
r₂ = +0,3323
	I₁ =0,1791
r₃ = +0,5407
	d₂ = 0,1791	1,7352	46,1
U = +10,6284
	d₃ = 0,0512	1,7045	29,8
r₅= +0,5407
	I₂ = 0,1279
r₆=+0,6893
	d₄ = 0,2814	1,5709	62,9
X₁= -0,4904
	I₃ = 0,0895
r₈ = -0,3789
	d₅ = 0,1023	1,7919	25,5
r₉=-0,5168
	Ц = 0,0256
r₁₀= -8,8615
	C)₆ = 0,1407	1,6664	56,1
r„ =-1,0924
	I₅ = 0,2993
r₁₂=-0,4249
	d₇ = 0,0768	1,6522	33,6
r₁₃=-1,6041

f = 1; relative Öffnung 1:3,5; Feldwinkel 2σ = 80° s' = 0,366; Baulänge = 1,617

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv hoher Auflösung. Das Objektiv ist insbesondere für fotografische und fotogrammetrische Zwecke anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Weitwinkelobjektive bestehen im allgemeinen aus einem zentralen sammelnden Objektivteil, der sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen ist. Bezüglich des Aufbaus des zentralen Objektivteils unterscheiden sich die einzelnen Lösungen.

In der Erfindungsbeschreibung CH-PS 310552 besteht der zentrale Objektivteil aus vier luftraumgetrennten Linsengliedern, dabei sind zwei Linsenglieder mit Kittflächen zur chromatischen Korrektion versehen. In der Erfindungsbeschreibung CH-PS 449995 enthält der sammelnde Objektivteil zwei sammelnde und durch die Blende getrennte Glieder, von denen jedes mindestens eine Kittfläche enthält.

In den Schriften DD-WP 49692 und DE-AS 1273853 werden Weitwinkelobjektive beschrieben, bei denen der zentrale sammelnde Objektivteil aus zwei sammelnden Einzelgliedern aufgebaut ist, von denen jedes eine stark durchgebogene sammelnde und streuende Kittfläche enthält.

Alle beschriebenen Objektive haben eine große Baulänge, und vor allem sind die freien Durchmesser an der ersten Linse sehr groß, größer als das 3fache des sphärischen Bündeldurchmessers. Weiterhin besitzen diese Objektive im zentralen sammelnden Objektivteil Linsenglieder, die stark wirkende Kittflächen enthalten, d. h. bei denen diese Kittflächen starke Krümmungen aufweisen und/oder die Brechzahldifferenz an diesen Flächen groß sind. Solche stark wirkenden Kittflächen, die den wirtschaftlichen Aufwand bei der Herstellung von Objektiven negativ beeinflussen, sind zur Realisierung des chromatischen Korrektionszustandes bei großen Öffnungsverhältnissen notwendig.

Objektive, die solche extrem angespannten Kittflächen nicht enthalten, eignen sich nur für kleine relative Öffnungen bis ca. 1:5.

Insbesondere enthält die in der Erfindungsbeschreibung CH-PS 389931 vorgeschlagene Lösung für ein Weitwinkelobjektiv zur Realisierung des Korrektionszustandes bei relativen Öffnungen von 1:2,8 ebensolche nachteiligen, stark wirkenden Kittflächen.

-2- 218 092

Darüber hinaus ist dieses Objektiv mit der Zahl von acht Linsen auch vom materiellen Aufwand her uneffektiv und kostspielig. Ein weiterer Nachteil der im Stand der Technik enthaltenen Lösungen ist, daß die Linsenglieder des zentralen Objektivteils nur durch extrem kleine Lufträume voneinander getrennt sind.

Für den Einbau einer Blende steht nur wenig Platz zur Verfügung. Auf Grund der vorgenannten Nachteile sind die bekannten Objektivkonstruktionen nicht geeignet, mit den bekannten modernen Fertigungstechnologien rationell und ökonomisch günstig produziert zu werden. Insbesondere ist das bei einem Einsatz des Zentrierdrehens der Fall.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Weitwinkelobjektives, welches bei einer hohen relativen Öffnung eine höchste Kompaktheit und minimierte Linsenzahl aufweist und keine Kitt- bzw. Verbundflächen mit hoher spezifischer optischer Wirkung enthält. Das Objektiv soll unter einem vertretbaren Aufwand mit rationellen Fertigungstechnologien herstellbar sein.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den konstruktiven Aufbau des zentralen sammelnden Objektivteils zu vereinfachen. Die Aufgabe wird bei einem Weitwinkelobjektiv hoher relativer Öffnung von mindestens 1:3,5 und einer Baugröße kleiner als dem 1,8fachen der Brennweite, bei dem ein zentraler sammelnder Objektivteil sowohl objekt-als auch beidseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen, dadurch gelöst, daß der zentrale sammelnde Objektivteil aus 4 einzelstehenden Linsengliedern aufgebaut ist, wobei bei diesem vor dem Blendenraum ein nahezu afokaler verkitteter Meniskus angeordnet ist, der seine konvexe Fläche dem Objekt zuwendet, während nach der Blende in Lichtrichtung eine Bikonvexlinse, ein streuender und ein sammelnder Meniskus folgen, die sämtlich ihre konvexe oder stärker konvexe Fläche dem Bild zuwenden, und wobei der Luftraum zwischen der Bikonvexlinse und dem streuenden Meniskus die Form einer Sammellinse und der Luftraum zwischen dem streuenden und dem sammelnden Meniskus die Form einer dünnen Zerstreuungslinse hat. Dabei ist die Differenz der Brechzahlen der verwendeten Gläser bei dem vor dem Blendenraum stehenden nahezu afokalen verkitteten Meniskus kleiner als 0,05. Die notwendigen Konstruktionsdaten für ein solcherart aufgebautes Objektiv sind in der Tabelle 1 angegeben. Die Erfindung hat den Vorteil, daß für die angegebene Linsenanordnung rationelle Fertigungstechnologien (bspw. Zentrierdrehen) angewendet werden können. Weiterhin ist ein genügend großer Blendenraum vorhanden, umd den Einbau einer Blende oder eines Verschlusses zu ermöglichen. Das Weitwinkelobjektiv besitzt eine kleine Baugröße und eine hohe Lichtstärke von 1:3,5. Die freien Durchmesser an der ersten Linse bleiben relativ klein. Es kommen keine stark wirkenden Kittflächen vor. Dabei entspricht der Korrektionszustand bei einer Gesamtzahl von nur sieben Linsen höchsten Anforderungen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigt die

Fig. 1 die Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektives

Gemäß Fig. 1 besteht der zentrale sammelnde Objektivteil aus vier einzelstehenden Linsen bzw. Gliedern. In Lichtrichtung vor dem Blendenraum ist ein Meniskus 2 mit einer Kittfläche angeordnet. Hinter dem Blendenraum I₂ sind eine Bikonvexlinse 3, ein streuender und ein sammelnder Meniskus 4 und 5 angeordnet. Dieser Objektivteil wird sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus 1 und 6 umschlossen.

Der vor dem Blendenraum angeordnete Meniskus 2 ist wenig wirksam und nahezu afokal. Er enthält eine monochromatisch fast wirkungslose Kittfiäche, d. h. diese Kittfläche dient nur zur chromatischen Korrektion. Die Brechzahldifferenz der angrenzenden Gläser ist deutlich kleiner als 0,05. Der genannte Meniskus 2 wendet seine konvexe Fläche dem Objekt zu und besitzt eine Brennweite, welche betragsmäßig mindestens 3mal größer als die Brennweite des Gesamtobjektives ist. Seine Durchbiegung muß in einer solchen Größenordnung sein, daß der Blendenraum die Form einer schwachen durchgebogenen Sammellinse annimmt, d. h. die der Blende zugewandte hohle Fläche muß stärker gekrümmt sein als die der Blende zugewandte Fläche der nachfolgenden Bikonvexlinse 3. Durch den speziellen Aufbau des Innengliedes, d. h. durch die Anordnung eines streuenden Meniskus 4 hinter der Bikonvexlinse 3 und durch die beschriebene Ausbildung des Blendenraumes gelingt, im Gegensatz zu bekannten Weitwinkelobjektiven mit sphärisch wirkenden Kittflächen, eine fast zonenfreie sphärische und Komakorrektion. Die Bikonvexlinse 3, der streuende und sammelnde Meniskus 4 und 5 wenden sämtlich dem Bild ihre konvexe oder stärker konvexe Fläche zu. Dabei hat der Luftraum zwischen der Bikonvexlinse 3 und dem streuenden Meniskus 4 die Form einer Sammellinse und der Luftraum zwischen dem streuenden und dem sammelnden Meniskus 4 und 5 die Form einer dünnen Zerstreuungslinse. In der Tabelle 1 sind die zum Schnittbild gemäß Fig. 1 zugehörigen Konstruktionsdaten für eine Brennweite f = 1 einer relativen Öffnung von 1:3,5 und einem Feldwinkel von 2σ = 80° angegeben. Dieses Ausführungsbeispiel istfeinstkorrigiertfür die vignettierungsfreie Öffnung und erreicht demzufolge eine sehr gleichmäßige Auflösung über das gesamte Bildfeld und eine äußerst günstige Lichtverteilung entsprechend cos₃o. Trotz der hohen relativen Öffnungen bleibt die Baulänge unter 1,8 · fund es sind nur 6 Linsenglieder vorhanden. Es wird eine geringe sphärische Aberration, eine Asymmetriefehlerfreiheit und eine gute Ebnung der meridionalen Bildschale erreicht.

In der Tabelle 1 bedeuten r, bis r₁₃die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenflächen (links beginnend in der jeweiligen Figur), di bis d₇ sind die Dicken der Linsen, I, bis I₅ sind die Abstände der Linsenglieder, n_a sind die Brechzahlen für die grüne Quecksilberlinie λ = 546nm, v_e die Abbe-Zahlen, f ist die Brennweite und s' ist die bildseitige Schnittweite.

-з- 218 092 Tabelle 1

Radien	Dicken und	Brechzahlen	Abbesche
	Luftabstände	Пе	Zahlen v_e
r, = +0,7589
	di= 0,0640	1,5186	63,9
r₂ = +0,3323
	Ii =0,1791
r₃ = +0,5407
	d₂ = 0,1791	1,7352	46,1
r₄=+10,6284
	d₃ = 0,0512	1,7045	29,8
r₅=+0,5407
	I₂ = 0,1279
r₆ = +0,6893
	d₄ = 0,2814	1,5709	62,9
X₁ = -0,4904
	I₃ - 0,0895
r₈ = -0,3789
	d₅ = 0,1023	1,7919	25,5
r₉=-0,5168
	U ^ 0,0256
C₁₀= -8,8615
	d₆= 0,1407	1,6664	56,1
r_n = -1,0924
	I₅ = 0,2993
r,₂ = -0,4249
	d₇ = 0,0768	1,6522	33,6
r₁₃ =-1,6041

Claims

-1- 218 092

Erfindungsanspruch:

1. Weitwinkelobjektiv hoher relativer Öffnung von mindestens 1:3,5 und einer Baugröße kleiner als das 1,8fache der Brennweite, bei dem ein zentraler sammelnder Objektivteil aus vier einzelstehenden Linsengliedern sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Glieder des Objektives die in nachstehender Tabelle angegebenen Konstruktionsdaten aufweisen: