DE10136417A1 - Weitwinkellinsensystem - Google Patents
WeitwinkellinsensystemInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B13/04—Reversed telephoto objectives
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- G—PHYSICS
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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Abstract
Ein Weitwinkellinsensystem enthält eine negative erste Linsengruppe und eine positive zweite Linsengruppe. Die erste Linsengruppe enthält ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement. Das Weitwinkellinsenelement erfüllt die folgenden Bedingungen: 0 < DOLLAR F1 < 0,3...(1); 0,5 < HF/HL < 0,9...(2); DOLLAR F2 worin n¶1¶ den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der ersten Linsengruppe, n¶2¶ den Brechungsindex des am weitesten objektseitig angeordneten negativen Linsenelementes der ersten Linsengruppe, r¶1-2¶ den Krümmungsradius der bildseitigen Fläche des positiven Linsenelementes der ersten Linsengruppe, r¶2-1¶ den Krümmungsradius der objektseitigen Fläche des am weitesten objektseitig angeordneten negativen Linsenelementes der ersten Linsengruppe, f die Brennweite des gesamten Linsensystems, HF den Radius eines Bündels axialer Lichtstrahlen bezüglich der am weitesten objektseitigen Fläche der ersten Linsengruppe und HL den Radius eines Bündels axialer Lichtstrahlen bezüglich der am weitesten objektseitigen Fläche der zweiten Linsengruppe bezeichnet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Weitwinkellinsensystem für eine einäugige Spiegelreflex
kamera.
In einer einäugigen Spiegelreflexkamera muss deren Linsensystem eine hintere
Schnittweite haben, die groß genug ist, um zwischen dem Aufnahmelinsensystem
und der Bildebene einen Schnellklappspiegel vorsehen zu können. Aus diesem
Grunde wird üblicherweise ein Retrofokuslinsensystem eingesetzt, in dem die
hintere Schnittweite länger als die Brennweite des Linsensystems ist. Wegen der
optischen Anordnung des Retrofokuslinsensystems, in dem eine negative erste
Linsengruppe und eine positive zweite Linsengruppe in dieser Reihenfolge vom
Objekt her betrachtet angeordnet sind, ist die Brechkraftverteilung auf die erste
und die zweite Linsengruppe bezüglich der Blende asymmetrisch. Infolgedessen
nehmen die negative Verzeichnung und die Bildfeldwölbung in der Regel derma
ßen zu, dass eine Steigerung der optischen Leistung des Linsensystems nicht
möglich ist. Insbesondere nehmen in einem Weitwinkellinsensystem mit kleiner F-
Zahl, d. h. einem lichtstarken Linsensystem, die in der Sagittalebene auftretende
Koma, im Folgenden als Sagittalkoma bezeichnet, und Aberrationen höherer
Ordnung zu.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Weitwinkellinsensystem mit einer kleinen, vor
zugsweise den Wert 2 unterschreitenden F-Zahl anzugeben, in dem die in negati
ver Richtung auftretende Verzeichnung, die Bildfeldwölbung und die Sagittalkoma
ausreichend korrigiert sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Weitwinkellinsensystem mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Weitwinkellinsensystem eignet sich als Linsensystem,
dessen F-Zahl kleiner als 2 ist, also ein lichtstarkes Linsensystem darstellt. Ferner
eignet es sich für ein Linsensystem, dessen halber Bildfeldwinkel mehr als 33°
beträgt.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
Fig. 1 eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems als erstes
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2A, 2B, 2C und 2D die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 auftretenden Aberrationen,
Fig. 3A, 3B, 3C und 3D die in der Linsenanordnung nach Fig. 1 auftretende Sagittalkoma,
Fig. 4 eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems als zweites
Ausführungsbeispiel,
Fig. 5A, 5B, 5C und 5D die in der Linsenanordnung nach Fig. 4 auftretenden Aberrationen,
Fig. 6A, 6B, 6C und 6D die in der Linsenanordnung nach Fig. 4 auftretende Sagittalkoma,
Fig. 7 eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems als drittes
Ausführungsbeispiel,
Fig. 8A, 8B, 8C und 8D die in der Linsenanordnung nach Fig. 7 auftretenden Aberrationen,
Fig. 9A, 9B, 9C und 9D die in der Linsenanordnung nach Fig. 7 auftretende Sagittalkoma,
Fig. 10 eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems als viertes
Ausführungsbeispiel,
Fig. 11A, 11B, 11C und 11D die in der Linsenanordnung nach Fig. 10 auftretenden Aberrationen,
und
Fig. 12A, 12B, 12C und 12D die in der Linsenanordnung nach Fig. 10 auftretende Sagittalkoma.
Das in den Fig. 1, 4, 7 und 10 gezeigte Weitwinkellinsensystem enthält eine
negative erste Linsengruppe 10 und eine positive zweite Linsengruppe 20 in
dieser Reihenfolge vom Objekt her betrachtet. Die erste Linsengruppe 10 enthält
ein positives Linsenelement und zwei negative Linsenelemente, die in dieser
Reihenfolge vom Objekt her betrachtet angeordnet sind. Die beiden negativen
Linsenelemente haben jeweils eine dem Objekt zugewandte konvexe Fläche. Die
zweite Linsengruppe 20 enthält eine positive erste Unterlinsengruppe 20F (2F)
und eine positive zweite Unterlinsengruppe 20R (2R), die in dieser Reihenfolge
vom Objekt her betrachtet angeordnet sind. Die positive erste Unterlinsengruppe
20F enthält ein positives Linsenelement. Die positive zweite Unterlinsengruppe
20R enthält eine positive erste Neben-Unterlinsengruppe 20a (2R-1), die aus
einem negativen Linsenelement und einem mit diesem verkitteten positiven Lin
senelement besteht, eine negative zweite Neben-Unterlinsengruppe 20b (2R-2),
die aus einem negativen Linsenelement und einem mit diesem verkitteten positi
ven Linsenelement besteht, sowie eine positive dritte Neben-Unterlinsengruppe
20c (2R-3), die aus einem positiven Linsenelement besteht. In der zweiten Lin
sengruppe 20 ist eine Blende vorgesehen. In der Scharfeinstellung ausgehend
von der Unendlicheinstellung hin auf ein Objekt in geringer Entfernung werden die
erste Fokussierlinsengruppe Fa, in der die erste Linsengruppe 10 und die erste
Unterlinsengruppe 20F einstückig, d. h. als Einheit bewegbar angeordnet sind, und
die zweite Fokussierlinsengruppe Fb, die von der zweiten Unterlinsengruppe 20R
gebildet wird, unabhängig voneinander derart von der Bildseite zur Objektseite
bewegt, dass ihr Abstand voneinander kleiner wird.
Die Bedingung (1) des Anspruchs 1 gibt die Brechkraft der in der ersten Linsen
gruppe 10 zwischen dem positiven Linsenelement und dem am weitesten objekt
seitig angeordneten negativen Linsenelement ausgebildeten Luftlinse an.
Übersteigt (ϕ1-2 + ϕ2-1)/ϕ die obere Grenze der Bedingung (1), so nimmt die Ver
zeichnung in positiver Richtung zu, und es tritt eine starke Bildfeldwölbung in
negativer Richtung auf.
Unterschreitet (ϕ1-2 + ϕ2-1)/ϕ die untere Grenze der Bedingung (1), so nimmt die
Verzeichnung in negativer Richtung zu, und es tritt eine starke Bildfeldwölbung in
positiver Richtung auf.
Die Bedingung (2) des Anspruchs 1 spezifiziert die Höhe der oberen axialen
Lichtstrahlen über der optischen Achse. Ferner gibt die Bedingung (2) an, dass
das Linsensystem vom Retrofokustyp ist.
Übersteigt HF/HL die obere Grenze der Bedingung (2), so ist eine längere hintere
Schnittweite nur schwer realisierbar.
Unterschreitet HF/HL die untere Grenze der Bedingung (2), so wird die hintere
Schnittweite unnötig lang, was im Hinblick auf die Miniaturisierung des Linsensy
stems von Nachteil ist. Außerdem nimmt die in negativer Richtung auftretende
Verzeichnung zu.
Die Bedingung (3) des Anspruchs 2 gibt in der ersten Linsengruppe 10 den axia
len Abstand zwischen dem positiven Linsenelement und dem am weitesten ob
jektseitig angeordneten negativen Linsenelement an.
Übersteigt d1/f die obere Grenze der Bedingung (3), so wird die Verzeichnung
überkorrigiert, so dass der Wert der Verzeichnung, die in positiver Richtung aus
gehend von einer Position mittlerer Bildhöhe über den äußeren Randbereich
auftritt, größer wird. Folglich nimmt in dem äußeren Randbereich ein Bild eines
geradlinigen Objektes eine wellige Form an.
Unterschreitet d1/f die untere Grenze der Bedingung (3), so wird die Verzeichnung
unterkorrigiert, so dass an einer Position mittlerer Bildhöhe über den äußeren
Rand eine extrem starke Verzeichnung auftritt.
Die Bedingung (4) des Anspruchs 3 gibt den axialen Abstand zwischen der ersten
Unterlinsengruppe 20F und der zweiten Unterlinsengruppe 20R an.
Übersteigt d2/f die obere Grenze der Bedingung (4), so wird die Sagittalkoma
größer, was zu einer Kontrastabnahme führt. Außerdem wird die gesamte Länge
des Linsensystems größer, was im Hinblick auf dessen Miniaturisierung von
Nachteil ist. Schließlich bereitet es Schwierigkeiten, die Randausleuchtung sicher
zustellen.
Unterschreitet d2/f die untere Grenze der Bedingung (4), so tritt in der Sagittalebe
ne eine starke Bildfeldwölbung in negativer Richtung auf, was an einer Position
mittlerer Bildhöhe über den äußeren Rand zu einer Auflösungsabnahme führt.
Werden die erste Unterlinsengruppe 20F und die zweite Unterlinsengruppe 20R in
Richtung der minimalen Aufnahmeentfernung vorbewegt, so kommen diese
Linsengruppen miteinander in Kontakt. Es bereitet deshalb Schwierigkeiten, eine
minimale Aufnahmeentfernung zu gewährleisten, deren Wert ausreichend ist.
Bewegen sich dagegen die erste Unterlinsengruppe 20F und die zweite Unterlin
sengruppe 20R bei der Scharfeinstellung ausgehend von der Unendlicheinstellung
hin zur minimalen Aufnahmeentfernung unabhängig voneinander, so bewirkt dies
eine Verringerung der in positiver Richtung auftretenden Bildfeldwölbung.
Die Bedingung (5) des Anspruchs 4 spezifiziert einen Asphärenterm in einem
Verzeichnungskoeffizienten einer asphärischen Fläche für den Fall, dass minde
stens eine Fläche der zweiten Linsengruppe 20 als asphärische Fläche ausgebil
det ist.
Übersteigt ΔV die obere Grenze der Bedingung (5), so ist die Verzeichnung unter
korrigiert.
Unterschreitet dagegen ΔV die untere Grenze der Bedingung (5), so ist die Ver
zeichnung überkorrigiert, und auch der Wert der Verzeichnung, die in positiver
Richtung ausgehend von einer Position mittlerer Bildhöhe über den äußeren Rand
auftritt, wird größer.
Die Bedingung (6) des Anspruchs 8 gibt den Brechungsindex des positiven Lin
senelementes in der positiven ersten Neben-Unterlinsengruppe 20a an.
Unterschreitet N2R-1p die untere Grenze der Bedingung (6), so wird die für die
erforderliche Brechkraft benötigte Linsenflächenkrümmung so groß, dass starke
Aberrationen höherer Ordnung auftreten.
Die Bedingung (7) des Anspruchs 8 gibt den Brechungsindex des negativen
Linsenelementes in der negativen zweiten Neben-Unterlinsengruppe 20b an.
Unterschreitet N2R-2n die untere Grenze der Bedingung (7), so nimmt die für die
benötigte Brechkraft erforderliche Linsenflächenkrümmung so zu, dass starke
Aberrationen höherer Ordnung auftreten.
Die Bedingung (8) des Anspruchs 8 gibt den Brechungsindex des positiven Lin
senelementes in der positiven dritten Neben-Unterlinsengruppe 20c an.
Unterschreitet N2R-3p die untere Grenze der Bedingung (8), so wird die für die
benötigte Brechkraft erforderlich Linsenflächenkrümmung so groß, dass Aberra
tionen höherer Ordnung auftreten.
Im Folgenden werden die numerischen Daten der Ausführungsbeispiele angege
ben. In den Fig. 2A, 5A, 8A und 11A bezeichnet 5A die sphärische Aberration und
5C die Sinusbedingung. In den Fig. 2B, 5B, 8B und 11B bezeichnen die durchge
zogene Linie und die beiden Arten von gestrichelten Linien die sphärischen Aber
rationen bei der d-, der g- bzw. der C-Linie. Ferner bezeichnet in den Fig. 2C, 5C,
8C und 11C S das Sagittalbild und M das Meridionalbild. Die Fig. 2D, 5D, 8D und
11D zeigen die Verzeichnung. In den Fig. 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10 und 12 bezeichnet Y
die Bildhöhe und I die Bildebene. In den Tabellen bezeichnet FNO die F-Zahl, m
den Abbildungsmaßstab, f die Brennweite des gesamten Variolinsensystems, W
den halben Bildfeldwinkel (°), fB die hintere Schnittweite, r den Krümmungsradius,
d die Linsenelementdicke bzw. den Abstand zwischen den Linsenelementen, Nd
den Brechungsindex bei der d-Linie und ν die Abbe-Zahl.
Eine asphärische, zur optischen Achse symmetrische Fläche ist wie folgt definiert:
x = cy2/(1+[1-{1+K}c2y2]½)+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10. . .
worin
c die Krümmung (1/r) der asphärischen Fläche im Scheitel,
y den Abstand von der optischen Achse,
K den Kegelschnittkoeffizienten sowie
A4 einen Asphärenkoeffizienten vierter Ordnung,
A6 einen Asphärenkoeffizienten sechster Ordnung,
A8 einen Asphärenkoeffizienten achter Ordnung und
A10 einen Asphärenkoeffizienten zehnter Ordnung bezeichnet.
c die Krümmung (1/r) der asphärischen Fläche im Scheitel,
y den Abstand von der optischen Achse,
K den Kegelschnittkoeffizienten sowie
A4 einen Asphärenkoeffizienten vierter Ordnung,
A6 einen Asphärenkoeffizienten sechster Ordnung,
A8 einen Asphärenkoeffizienten achter Ordnung und
A10 einen Asphärenkoeffizienten zehnter Ordnung bezeichnet.
Im Folgenden wird der Zusammenhang zwischen den Asphärenkoeffizienten und
den Aberrationskoeffizienten erläutert.
1. Die Form einer asphärischen Fläche ist wie folgt definiert:
x = cy2/(1+[1-{1+K}c2y2]½)+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10. . .
worin
x den Abstand von einer Tangentialebene an den Scheitel der asphärischen Fläche,
y den Abstand von der optischen Achse,
c die Krümmung (1/r) der asphärischen Fläche im Scheitel und
K den Kegelschnittkoeffizienten bezeichnet.
x den Abstand von einer Tangentialebene an den Scheitel der asphärischen Fläche,
y den Abstand von der optischen Achse,
c die Krümmung (1/r) der asphärischen Fläche im Scheitel und
K den Kegelschnittkoeffizienten bezeichnet.
2. Um die Aberrationskoeffizienten zu erhalten, wird in dieser Gleichung folgende
Substitution vorgenommen, um K durch 0 zu ersetzen (Bi = Ai, wenn K = 0).
B4 = A4+Kc3/8;
B6 = A6+(K2+2K)c5/16;
B8 = A8+5(K3+3K2+3K)c7/128
B10 = A10+7(K4+4K3+6K2+4K)c9/256.
Man erhält folgende Gleichung:
B4 = A4+Kc3/8;
B6 = A6+(K2+2K)c5/16;
B8 = A8+5(K3+3K2+3K)c7/128
B10 = A10+7(K4+4K3+6K2+4K)c9/256.
Man erhält folgende Gleichung:
x = cy2/[1+[1-c2y2]½]+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10. . .
3. Um die Brennweite f auf 1,0 zu normieren, wird Folgendes angenommen:
X = x/f; Y = y/f; C = f.c;
α4 = f3B4; α6 = f5B6; α8 = f7B8; α10 = f9B10
X = x/f; Y = y/f; C = f.c;
α4 = f3B4; α6 = f5B6; α8 = f7B8; α10 = f9B10
So erhält man folgende Gleichung:
X = CY2/(1+[1-C2Y2]½]+α4Y4+α6Y6+α8Y8+a10Y10+. . .
X = CY2/(1+[1-C2Y2]½]+α4Y4+α6Y6+α8Y8+a10Y10+. . .
4. Definiert man Φ = 8(N'-N)α4, so erhält man die Aberrationskoeffizienten dritter
Ordnung wie folgt:
I bezeichnet den auf die sphärische Aberration bezogenen Koeffizienten,
II bezeichnet den Komakoeffizienten,
III bezeichnet den Astigmatismuskoeffizienten,
IV bezeichnet den Krümmungskoeffizienten der Sagittalbildfläche, und
V bezeichnet den Verzeichnungskoeffizienten.
I bezeichnet den auf die sphärische Aberration bezogenen Koeffizienten,
II bezeichnet den Komakoeffizienten,
III bezeichnet den Astigmatismuskoeffizienten,
IV bezeichnet den Krümmungskoeffizienten der Sagittalbildfläche, und
V bezeichnet den Verzeichnungskoeffizienten.
Der Einfluss des Koeffizienten vierter Ordnung (α4) der asphärischen Fläche auf
jeden Aberrationskoeffizienten ist wie folgt definiert:
ΔI = h4Φ
ΔII = h3kΦ
ΔIII = h3k2Φ
ΔIV = h2k2Φ
ΔV = hk3Φ
ΔII = h3kΦ
ΔIII = h3k2Φ
ΔIV = h2k2Φ
ΔV = hk3Φ
worin
h1 die Höhe bezeichnet, in der ein paraxialer Achsenstrahl (Randstrahl) auf die erste Fläche des die asphärische Fläche enthaltenden Linsensystems trifft,
h die Höhe, in der der paraxiale Achsenstrahl (Randstrahl) auf die asphärische Fläche trifft, wenn die Höhe h1 gleich 1 ist,
k1 die Höhe bezeichnet, in der ein paraxialer außeraxialer Strahl (Hauptstrahl), der durch die Mitte der Eintrittspupille geht, auf die erste Fläche des die asphäri sche Fläche enthaltenden Linsensystems trifft,
k die Höhe bezeichnet, in der der paraxiale außeraxiale Strahl (Hauptstrahl) auf die asphärische Fläche trifft, wenn die Höhe k1 gleich -1 ist,
N' den Brechungsindex des bezüglich der asphärischen Fläche bildseitig ange ordneten Mediums bezeichnet, und
N den Brechungsindex des bezüglich der asphärischen Fläche objektseitig ange ordneten Mediums bezeichnet.
h1 die Höhe bezeichnet, in der ein paraxialer Achsenstrahl (Randstrahl) auf die erste Fläche des die asphärische Fläche enthaltenden Linsensystems trifft,
h die Höhe, in der der paraxiale Achsenstrahl (Randstrahl) auf die asphärische Fläche trifft, wenn die Höhe h1 gleich 1 ist,
k1 die Höhe bezeichnet, in der ein paraxialer außeraxialer Strahl (Hauptstrahl), der durch die Mitte der Eintrittspupille geht, auf die erste Fläche des die asphäri sche Fläche enthaltenden Linsensystems trifft,
k die Höhe bezeichnet, in der der paraxiale außeraxiale Strahl (Hauptstrahl) auf die asphärische Fläche trifft, wenn die Höhe k1 gleich -1 ist,
N' den Brechungsindex des bezüglich der asphärischen Fläche bildseitig ange ordneten Mediums bezeichnet, und
N den Brechungsindex des bezüglich der asphärischen Fläche objektseitig ange ordneten Mediums bezeichnet.
Bezogen auf die erste Linsengruppe 10 und die zweite Linsengruppe 20 ist die
Brechkraft jeder dieser Linsengruppen so festgelegt, dass diese ein Retrofokussy
stem bilden, bei dem die vordere Linsengruppe, also die erste Linsengruppe 10
negative Brechkraft und die hintere Linsengruppe, also die zweite Linsengruppe
20 positive Brechkraft hat. Bei einer Scharfeinstellung ausgehend von der Unend
licheinstellung hin zu einem Objekt in geringer Entfernung werden die erste Fo
kussierlinsengruppe Fa, in der die erste Linsengruppe 10 und die erste Unterlin
sengruppe 20F einstückig, d. h. als Einheit bewegbar angeordnet sind, und die
zweite Fokussierlinsengruppe Fb, in der die positive erste Neben-
Unterlinsengruppe 20a, die negative zweite Neben-Unterlinsengruppe 20b und die
positive dritte Neben-Unterlinsengruppe 20c als Einheit bewegbar angeordnet
sind, unabhängig voneinander von der Bildseite zur Objektseite so bewegt, dass
ihr gegenseitiger Abstand kleiner wird. Für die nachfolgend erläuterten Ausfüh
rungsbeispiele ist davon auszugehen, dass der in den Linsensystem zwischen
Linsenelementen auftretende maximale Abstand der in Fig. 1 gezeigte Abstand d6
zwischen der ersten Linsengruppe 10 und der zweiten Linsengruppe 20 ist. Des
halb ist eine Definition z. B. in der Weise möglich, dass das gesamte Linsensystem
an einer Position, an der der maximale "Zwischenlinsenabstand" vorhanden ist, in
die erste Linsengruppe 10 und die zweite Linsengruppe 20 unterteilt ist.
Fig. 1 zeigt eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 2A bis 2D zeigen die in der Linsenanordnung
nach Fig. 1 auftretenden Aberrationen. Die Fig. 3A bis 3D zeigen die in der Lin
senanordnung nach Fig. 1 auftretende Sagittalkoma. In Tabelle 1 sind die numeri
schen Daten des ersten Ausführungsbeispiels angegeben. Die erste Linsengrup
pe 10 enthält ein positives Linsenelement und zwei negative Meniskuslinsenele
mente, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her betrachtet angeordnet sind. Die
beiden negativen Meniskuslinsenelemente haben jeweils eine dem Objekt zuge
wandte konvexe Fläche. Die zweite Linsengruppe 20 enthält die positive erste
Unterlinsengruppe 20F und die positive zweite Unterlinsengruppe 20R, die in
dieser Reihenfolge vom Objekt her betrachtet angeordnet sind. Die zweite Unter
linsengruppe 20R enthält die positive erste Neben-Unterlinsengruppe 20a, die
negative zweite Neben-Unterlinsengruppe 20b und die positive dritte Neben-
Unterlinsengruppe 20c. In der zweiten Linsengruppe 20 ist zwischen der ersten
Neben-Unterlinsengruppe 20a und der zweiten Neben-Unterlinsengruppe 20b
eine Blende S vorgesehen. Wie in dem unteren Teil der Fig. 1 gezeigt, werden bei
einer Scharfeinstellung ausgehend von der Unendlicheinstellung hin auf ein
Objekt in geringer Entfernung die erste Fokussierlinsengruppe Fa, in der die erste
Linsengruppe 10 und die erste Unterlinsengruppe 20F als Einheit bewegbar
angeordnet sind, und die zweite Fokussierlinsengruppe Fb, in der die positive
erste Neben-Unterlinsengruppe 20a, die negative zweite Neben-
Unterlinsengruppe 20b und die positive Neben-Unterlinsengruppe 20c als Einheit
bewegbar angeordnet sind, unabhängig voneinander von der Bildseite zur Objekt
seite so bewegt, dass ihr gegenseitiger Abstand kleiner wird. Ferner werden die
erste Fokussierlinsengruppe Fa und die zweite Fokussierlinsengruppe Fb von der
Bildseite zur Objektseite derart bewegt, dass das Verhältnis der Bewegungsstrec
ke der zweiten Fokussierlinsengruppe Fb zur Bewegungsstrecke der ersten Fo
kussierlinse Fa im Wesentlichen konstant ist.
Daten der asphärischen Fläche (nicht angegebene Asphärenkoeffizienten sind
Null (0,00)):
Fig. 4 zeigt eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 5A bis 5D zeigen die in der Linsenanord
nung nach Fig. 4 auftretenden Aberrationen. Die Fig. 6A bis 6D zeigen die in der
Linsenanordnung nach Fig. 4 auftretende Sagittalkoma. In Tabelle 2 sind die
numerischen Daten des zweiten Ausführungsbeispiels angegeben. Der grundle
gende Linsenaufbau des zweiten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie der des
ersten Ausführungsbeispiels. Wie in dem unteren Teil der Fig. 4 gezeigt, werden
bei einer Scharfeinstellung ausgehend von der Unendlicheinstellung hin zu einem
Objekt in geringerer Entfernung die erste Fokussierlinsengruppe Fa, in der die
erste Linsengruppe 10 und die erste Unterlinsengruppe 20F als ein Einheit be
wegbar angeordnet sind, und die zweite Fokussierlinsengruppe Fb, in der die
positive erste Neben-Unterlinsengruppe 20a, die negative zweite Neben-
Unterlinsengruppe 20b und die positive dritte Neben-Unterlinsengruppe 20c als
Einheit bewegbar angeordnet sind, unabhängig voneinander von der Bildseite zur
Objektseite so bewegt, dass ihr gegenseitiger Abstand kleiner wird. Die erste
Fokussierlinsengruppe Fa und die zweite Fokussierlinsengruppe Fb werden von
der Bildseite so zur Objektseite bewegt, dass mit kleiner werdender Objektentfer
nung das Verhältnis der Bewegungsstrecke der zweiten Fokussierlinsengruppe Fb
zur Bewegungsstrecke der ersten Fokussierlinsengruppe Fa größer wird.
Daten der asphärischen Fläche (nicht angegebene Asphärenkoeffizienten sind
Null (0,00)):
Fig. 7 zeigt eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 8A bis 8D zeigen die in der Linsenanordnung
nach Fig. 7 auftretenden Aberrationen. Die Fig. 9A bis 9D zeigen die in der Lin
senanordnung nach Fig. 7 auftretende Sagittalkoma. In Tabelle 3 sind die numeri
schen Daten des dritten Ausführungsbeispiels angegeben. In dem dritten Ausfüh
rungsbeispiel sind die Linsenanordnung und die Scharfeinstellung im Grunde die
gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Daten der asphärischen Fläche (nicht angegebene Asphärenkoeffizienten sind
Null (0,00)):
Fig. 10 zeigt eine Linsenanordnung des Weitwinkellinsensystems gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 11A bis 11 D zeigen die in der Linsenanord
nung nach Fig. 10 auftretenden Aberrationen. Die Fig. 12A bis 12D zeigen die in
der Linsenanordnung nach Fig. 10 auftretende Sagittalkoma. In Tabelle 4 sind die
numerischen Daten des vierten Ausführungsbeispiels angegeben. In dem vierten
Ausführungsbeispiel sind die Linsenanordnung und die Scharfeinstellung im
Grunde die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Daten der asphärischen Fläche (nicht angegebene Asphärenkoeffizienten sind
Null (0,00)):
Die numerischen Werte der einzelnen Bedingungen sind für die jeweiligen Aus
führungsbeispiele in Tabelle 5 angegeben.
Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, erfüllen alle Ausführungsbeispiele die Bedingungen
(1) bis (8). Wie ferner die Aberrationsdiagramme zeigen, können die verschiede
nen Aberrationen angemessen korrigiert werden.
Obige Beschreibung zeigt, dass durch die Erfindung ein Weitwinkellinsensystem
mit einer kleinen F-Zahl bereitgestellt wird, in dem negative Verzeichnung, Bild
feldwölbung und Sagittalkoma ausreichend korrigiert sind.
Claims (10)
1. Weitwinkellinsensystem mit einer negativen ersten Linsengruppe und einer
positiven zweiten Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her
betrachtet angeordnet sind, wobei die erste Linsengruppe ein positives Lin
senelement und mindestens ein negatives Linsenelement enthält, die in die
ser Reihenfolge vom Objekt her betrachtet angeordnet sind, dadurch ge
kennzeichnet, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
0 < (Φ1-2 + Φ2-1)/Φ < 0,3 (1)
0,5 < HF/HL < 0,9 (2)
worin
Φ1-2 = (1-n1)/r1-2;
Φ2-1 = (n2-1)/r2-1;
Φ = 1/f;
n1 den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der ersten Linsen gruppe,
n2 den Brechungsindex des am weitesten objektseitig angeordneten negati ven Linsenelementes der ersten Linsengruppe,
r1-2 den Krümmungsradius der bildseitigen Fläche des positiven Linsenele mentes der ersten Linsengruppe,
r2-1 den Krümmungsradius der objektseitigen Fläche des am weitesten objektseitig angeordneten negativen Linsenelementes der ersten Linsen gruppe,
f die Brennweite des gesamten Linsensystems,
HF den Radius eines Bündels axialer Lichtstrahlen bezüglich der am weite sten objektseitig angeordneten Fläche der ersten Linsengruppe, und
HL den Radius eines Bündels axialer Lichtstrahlen bezüglich der am weite sten objektseitigen Fläche der zweiten Linsengruppe bezeichnet.
0 < (Φ1-2 + Φ2-1)/Φ < 0,3 (1)
0,5 < HF/HL < 0,9 (2)
worin
Φ1-2 = (1-n1)/r1-2;
Φ2-1 = (n2-1)/r2-1;
Φ = 1/f;
n1 den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der ersten Linsen gruppe,
n2 den Brechungsindex des am weitesten objektseitig angeordneten negati ven Linsenelementes der ersten Linsengruppe,
r1-2 den Krümmungsradius der bildseitigen Fläche des positiven Linsenele mentes der ersten Linsengruppe,
r2-1 den Krümmungsradius der objektseitigen Fläche des am weitesten objektseitig angeordneten negativen Linsenelementes der ersten Linsen gruppe,
f die Brennweite des gesamten Linsensystems,
HF den Radius eines Bündels axialer Lichtstrahlen bezüglich der am weite sten objektseitig angeordneten Fläche der ersten Linsengruppe, und
HL den Radius eines Bündels axialer Lichtstrahlen bezüglich der am weite sten objektseitigen Fläche der zweiten Linsengruppe bezeichnet.
2. Weitwinkellinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
folgende Bedingung erfüllt ist:
0 < d1/f < 0,2 (3)
worin d1 den axialen Abstand zwischen dem positiven Linsenelement und dem am weitesten objektseitig angeordneten negativen Linsenelement in der ersten Linsengruppe bezeichnet.
0 < d1/f < 0,2 (3)
worin d1 den axialen Abstand zwischen dem positiven Linsenelement und dem am weitesten objektseitig angeordneten negativen Linsenelement in der ersten Linsengruppe bezeichnet.
3. Weitwinkellinsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Linsengruppe eine positive erste Unterlinsengruppe (2F) und
eine positive zweite Unterlinsengruppe (2R) enthält, die in dieser Reihenfol
ge vom Objekt her betrachtet angeordnet sind, und dass die zweite Linsen
gruppe folgende Bedingung erfüllt:
0,1 < d2/f < 0,5 (4)
worin d2 den axialen Abstand zwischen der ersten Unterlinsengruppe (2F) und der zweiten Unterlinsengruppe (2R) bezeichnet, wenn auf das in einer der Unendlicheinstellung entsprechenden Entfernung angeordnete Objekt scharfgestellt ist.
0,1 < d2/f < 0,5 (4)
worin d2 den axialen Abstand zwischen der ersten Unterlinsengruppe (2F) und der zweiten Unterlinsengruppe (2R) bezeichnet, wenn auf das in einer der Unendlicheinstellung entsprechenden Entfernung angeordnete Objekt scharfgestellt ist.
4. Weitwinkellinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe mindestens eine as
phärische Fläche enthält, die folgende Bedingung erfüllt:
-0,2 < ΔV < 0 (5)
worin
ΔV in einem Verzeichnungskoeffizienten einen auf die asphärische Fläche bezogenen Term bezeichnet.
-0,2 < ΔV < 0 (5)
worin
ΔV in einem Verzeichnungskoeffizienten einen auf die asphärische Fläche bezogenen Term bezeichnet.
5. Weitwinkellinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass in einer Scharfeinstellung ausgehend von der
Unendlicheinstellung hin zu einer geringeren Objektentfernung eine erste
Fokussierlinsengruppe (Fa), in der die erste Linsengruppe und die erste Un
terlinsengruppe (2F) als Einheit bewegbar angeordnet sind, und eine zweite
Fokussierlinsengruppe (Fb), welche die zweite Unterlinsengruppe (2R) ent
hält, unabhängig voneinander so von der Bildseite zur Objektseite bewegbar
sind, dass ihr Abstand voneinander kleiner wird.
6. Weitwinkellinsensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Fokussierlinsengruppe (Fa) und die zweite Fokussierlinsengruppe
(Fb) so von der Bildseite zur Objektseite bewegbar sind, dass das Verhältnis
der Bewegungsstrecke der zweiten Fokussierlinsengruppe (Fb) zur Bewe
gungsstrecke der ersten Fokussierlinsengruppe (Fa) konstant ist.
7. Weitwinkellinsensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Fokussierlinsengruppe (Fa) und die zweite Fokussierlinsengruppe
(Fb) so von der Bildseite zur Objektseite bewegbar sind, dass mit kleiner
werdender Objektentfernung das Verhältnis der Bewegungsstrecke der
zweiten Fokussierlinsengruppe (Fb) zur Bewegungsstrecke der ersten Fo
kussierlinsengruppe (Fa) größer wird.
8. Weitwinkellinsensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, dass die positive zweite Unterlinsengruppe (2R) eine positive
ersten Neben-Unterlinsengruppe (2R-1), eine negative zweite Neben-
Unterlinsengruppe (2R-2) und eine positive dritte Neben-Unterlinsengruppe
(2R-3) enthält,
dass ein positives Linsenelement in der positiven ersten Neben- Unterlinsengruppe (2R-1) folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < N2R-1p (6)
worin N2R-1p den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der positi ven ersten Neben-Unterlinsengruppe (2R-1) bezeichnet,
dass ein negatives Linsenelement in der negativen zweiten Neben- Unterlinsengruppe (2R-2) folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < N2R-2n (7)
worin N2R-2n den Brechungsindex des negativen Linsenelementes der negati ven zweiten Neben-Unterlinsengruppe (2R-2) bezeichnet, und
dass ein positives Linsenelement in der positiven dritten Neben- Unterlinsengruppe (2R-3) folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < N2R-3P (8)
worin N2R-3p den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der positi ven dritten Neben-Unterlinsengruppe (2R-3) bezeichnet.
dass ein positives Linsenelement in der positiven ersten Neben- Unterlinsengruppe (2R-1) folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < N2R-1p (6)
worin N2R-1p den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der positi ven ersten Neben-Unterlinsengruppe (2R-1) bezeichnet,
dass ein negatives Linsenelement in der negativen zweiten Neben- Unterlinsengruppe (2R-2) folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < N2R-2n (7)
worin N2R-2n den Brechungsindex des negativen Linsenelementes der negati ven zweiten Neben-Unterlinsengruppe (2R-2) bezeichnet, und
dass ein positives Linsenelement in der positiven dritten Neben- Unterlinsengruppe (2R-3) folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < N2R-3P (8)
worin N2R-3p den Brechungsindex des positiven Linsenelementes der positi ven dritten Neben-Unterlinsengruppe (2R-3) bezeichnet.
9. Weitwinkellinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine F-Zahl, die kleiner als 2 ist.
10. Weitwinkellinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch einen halben Bildfeldwinkel, der größer als 33° ist.
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JP (1) | JP2002040325A (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PENTAX CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |