DE1018641B

DE1018641B - Weitwinkel-Gaussobjektiv

Info

Publication number: DE1018641B
Application number: DEC10519A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ito
Original assignee: Canon Camera Co Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1951-01-31
Filing date: 1955-01-03
Publication date: 1957-10-31
Also published as: US2645974A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaußobjektiv mit einem Bildwinkel von mindestens 75° und einer relativen Öffnung von mindestens 1 : 3,5, bestehend aus vier durch Lufträume voneinander getrennten Gliedern, von denen die zwei äußeren Glieder sammelnde Einzellinsen und die beiden inneren Glieder zerstreuende Menisken sind, die ihre Hohlflächen der im mittleren Luftraum angeordneten Blende zukehren und beide eine gegen die Blende konvexe Kittääche aufweisen.

Es sind aus der deutschen Patentschrift 485 798 Objektive für photographische Zwecke bekannt, die aus vier durch Luft voneinander getrennten Linsen bestehen. Die beiden äußeren Linsen sind Sammellinsen, während die beiden inneren Linsen zerstreuen und deutliche Menisken sind, die ihre hohlen Flächen einander zukehren. Von den beiden sammelnden Linsen ist die dem Bild zu liegende deutlich bikonvex. Das Verhältnis, in welchem bei der vom Bild abgewandten Sammellinse der Krümmungsradius der am stärksten gekrümmten Grenzfläche zum Krümmungsradius der anderen Grenzfläche steht, ist algebraisch größer als das entsprechende Verhältnis bei der dem Bild zu liegenden Sammellinse. Mit diesen Objektiven lassen sich zwar verhältnismäßig große relative Öffnungen erzielen. Der Bildwinkel dieser Objektive und von Gaußobjektiven allgemein überschreitet jedoch selten den Wert von etwa 60°.

Aus der USA.-Patentschrift 2 645 975 sind nun Gaußobjektive der in Rede stehenden Art bekanntgeworden, mit denen ein Bildwinkel über 60°, beispielsweise von 64°, bei einer relativen Öffnung von f = 3,5 erzielt werden kann. Diese Werte werden erreicht, wenn die Petzvalsumme in der Nähe von 0,35 liegt, bezogen auf die Brennweite als Einheit. Zur Erzielung dieses Verhältnisses gibt man den positiven Linsen des gekitteten Linsensystems auf der Objektseite und der negativen Linse des gekitteten Linsensystems auf der Bildseite bestimmte Krümmungsradien und Dicken. Die Stirnfläche des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus hat eine konvexe Krümmung mit einem Radius zwischen dem 0,4-bis 0,5fachen der gesamten Brennweite des Objektivs. Die Rückfläche des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus hat eine konkave Krümmung mit einem Radius zwischen dem 0,25fachen bis 0,35fachen der Gesamtbrennweite. Die axiale Dicke des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus liegt zwischen dem0,14- bis 0,18fachen der Gesamtbrennweite und überschreitet sowohl den axialen Abstand zwischen den beiden zusammengesetzten Menisken als auch die axiale Dicke des bildseitigen zusammengesetzten Meniskus.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nun einem Miterfinder des Objektivs gemäß der USA.-Patentschrift 2 645 975 gelungen, bei Objektiven der angegebenen Art den Bildwinkel auf 75° oder darüber mit einer Blendenöffnung von f == 3,5 zu steigern.

Weitwinkel-Gaußobjektiv

Anmelder:

Canon Camera Company Incorporated,
Tokio

Vertreter: Dr. Dr. R. Herbst, Rechtsanwalt,
Fürth (Bay.), Breitscheidstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 31. Januar i£51

Hiroshi Ito, Tokio,
ist als Erfinder genannt worden

Dies wurde gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß die axiale Dicke des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus in dem Bereich von dem 0,1 fachen bis zum 0,13fachen der Gesamtbrennweite des Objektivs gewählt wird, während die axiale Dicke des bildseitigen zusammengesetzten Meniskus in dem Bereich vom 0,13fachen bis zum 0,15fachen der Gesamtbrennweite desObjektivs liegt. Die konvexe Vorderseite des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus weist eine Krümmung auf, deren Radius das 0,55fache bis 0,40fache der Gesamtbrennweite des Objektivs beträgt. Die rückwärtige konvexe Fläche des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus weist eine Krümmung auf, deren Radius das 0,38fache bis 0,25fache der Gesamtbrennweite beträgt.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen

an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch das Linsensystem des erfindungsgemäßen Objektivs.

Fig. 2 zeigt Schaulinien für die Sinusbedingung bzw. für die sphärische Aberration des Objektivs nach der Erfindung, wobei erstere als gestrichelte Linie, letztere

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Claims

3 4

dagegen als Vollinie in: bezug auf die waagerecht ab- in der Reihenfolge von der Vorderseite des Objektivs zur

getragenen Äquivalentbrennweiten und auf die senkrecht Rückseite laufende Nummern beigefügt sind; die axialen

abgetragenen Werte der relativen Apertur aufgetragen ist. Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Linsen-

Fig. 3 zeigt die Kurven des Astigmatismus für die oberflächen sind entsprechend mit dem Buchstaben d tangentialen bzw. sagittalen Brennpunkte des Objektivs, 5 und laufenden Indexnummern bezeichnet, wobei erstere Kurve als gestrichelte Linie, letztere da- Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv beträgt der gegen als Vollinie in bezug auf die waagerecht abgetragenen Krümmungsradius der konvexen Fläche (r_s) und der-Äquivalentbrennweiten und auf die senkrecht auf- jenige der konkaven Fläche (r₅) der die Gruppe II getragenen Grade der Entfernung von der optischen bildenden gekitteten Meniskuslinse, die von Luft umAchse aufgetragen ist. io geben ist, jeweils das 0,55- bis 0,40fache bzw. das 0,38-

Fig. 4 zeigt die Verzerrungskurve des Objektivs, bis 0,25fache der Brennweite, während die Dicke (d₃ -j- d±)

wobei die Winkel waagerecht und die prozentuale Ver- dieser verkitteten Linse kleiner ist als der Wert (d_e -f- d₇)

zerrung senkrecht aufgetragen ist. der verkitteten Meniskuslinse, welche die Gruppe III

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, handelt es sich bei dem bildet. Beispielsweise beträgt die Dicke (d_s -f- d₄) bzw. die

erfindungsgemäßen Objektiv um ein Gaußobjektiv, das 15 Dicke (d₆ -t- d₇) jeweils das 0,1- bis 0,13fache bzw. das

vier Linsengruppen I, II, III und IV umfaßt, dia durch 0,13- bis 0,15fache der Brennweite. Auf diese Weise

Lufträume der axialen Werte <?₂, d_s und ^₈ voneinander bleibt die Petzvalsche Summe für dieses Linsensystem bei

getrennt sind. Die Gruppe I besteht aus einer einzigen etwa 0,4, und verschiedene Aberrationen lassen sich für

positiven Linse L₁, die Gruppe II ist eine zusammengesetzte den ganzen Bildwinkel von mehr als 75° in ausreichendem

Meniskuslinse, die aus den beiden Linsen L₂ und L₃ 20 Umfange beseitigen. Da insbesondere die Brechkraft (φι)

besteht, welche an ihren einander zugewandten Flächen jeder Einzellinse dieses Systems ziemlich klein ist, lassen

vom gleichen Radius r₄ miteinander verkittet sind, die sich die sphärische Aberration und das Koma mit Leichtig-

Gruppe III ist eine zusammengesetzte Meniskuslinse, die keit beseitigen, und die Apertur kann auf f /3,5 vergrößert

aus den beiden Linsen L₁ und L₅ besteht, welche an ihren werden, d. h. auf einen Wert, der erheblich größer

einander zugewandten Flächen vom gleichen Radius r₇ 25 ist als bei den bisher bekannten ähnlichen Linsen-

miteinander verkittet sind, und die Gruppe IV umfaßt systemen.

eine einzige positive Linse L₆; die konkaven Außenflächen Die Konstruktionsdaten des Ausführungsbeispiels nach

der Gruppen II und III sind einander zugewandt. In Fig. 1 lauten wie folgt:

Fig. 1 sind die aufeinanderfolgenden Radien der Linsen- Anmerkung: Brennweite = 1,00; Bildwinkel 75^;

flächen mit dem Buchstaben r bezeichnet, dem jeweils 30 Apertur f/3,5.

r d L n_D V

Gruppe I V₁ = 0,603

d₁ =0,068 L₁ 1,5638 60,7

r₂ ~ 2,595

d„ = 0,005 r_s = 0,472

d_a =0,098 L„ 1,6237 47,0

Gruppell r₄ =—3,000

iü₄ = 0,024 L₃ 1,5955 39,2

r_s = 0,323

d₅ =0,100 r_e =—0,331

d_e = 0,017 L₄ 1,5785 41,7

Gruppe III r₇ = 0,798

d_y = 0,124 L₅ 1,6204 60,3

r₈ =—0,428

d₈ = 0,004

r» = 00

dg = 0,090 L₆ 1,6204 60,3

Gruppe IV ;-₁₀ = —0,866

Hierin bedeutet nj> die jeweiligen Brechungsindizes 60 nicht 1/800 der Brennweite innerhalb der gesamten

und V die betreffenden Abbeschen Zahlen; ein Minus- Bildfläche, und zwar selbst dann, wenn dem Randteil des

zeichen vor einer Radiusangabe bedeutet einen Krüm- Bildes reichliche Lichtmengen zugeführt werden, mungsradius, der zur Vorderseite, d. h. zur Objektseite

des Objektivs, konkav ist. Patentansprüche:

Wie aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, ergibt sich unter 65 1. Gaußobjektiv mit einem Bildwinkel von min-

den erwähnten Bedingungen ein ausgezeichnetes Weit- destens 75° und einer relativen Öffnung von min-

•winkelobjektiv mit großer Apertur, dessen verschiedene destens 1: 3,5, bestehend aus vier durch Lufträume

Aberrationen durchaus unbedeutend sind. Wie sich aus voneinander getrennten Gliedern, von denen die zwei

trigonometrischen Berechnungen ergeben hat, über- äußeren Glieder sammelnde Einzellinsen und die

schreitet die schräge sphärische Aberration oder das Koma 70 beiden inneren Glieder zerstreuende Menisken sind,

1,6237 L₃ 1,5955 L₁ 1,5785 L₅ 1,6204 L₆ 1,6204

die ihre Hohlflächen der im mittleren Luftraum angeordneten Blende zukehren und beide eine gegen die Blende konvexe Kittfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Dicke des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus in dem Bereich vom 0,1 fachen bis zum 0,13fachen der Gesamt brenn weite des Objektivs liegt, während die axiale Dicke des bildseitigen zusammengesetzten Meniskus in dem Bereich vom 0,13fachen bis zum 0,15fachen der Gesamtbrennweite des Objektivs liegt, und daß die konvexe Vorderfläche (r_s) des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus eine Krümmung aufweist, deren Radius das 0,55fache bis 0,40fache der Gesamtbrennweite des Objektivs beträgt, während die rückwärtige konvexe Fläche (r₅) des objektseitigen zusammengesetzten Meniskus eine Krümmung aufweist, deren Radius das 0,38fache bis 0,25fache der Gesamtbrennweite beträgt.
2. Gaußobjektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:
Brennweite = 1,00; Bildwinkel 75°; Apertur f: 3,5.

T₁ = 0,603

r_z = 2,595

r, = 0,472

r₄ =—3,000

r₅ = 0,323

r₆ = — 0,331

r₇ = 0,798

r₈ = _ 0,428

γ —- QQ

r = — 0,866

Ii₁ = 0,068 d₂ = 0,005 d₃ = 0,098 4 = 0,024 d₅ = 0,100 d_e = 0,017 ά_Ί = 0,124 d_& =-- 0,004 d_a = 0,090

n_D V

1,5638 60,7

1,6237 1,5955

1,5785 1,6204

1,6204 60,3

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 485 798; USA.-Patentschrift Nr. 2 645 975.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen