DE1187393B - Photographisches Objektiv - Google Patents

Description

• Photographisches Objektiv Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein photographisches Objektiv zu entwickeln, welches bei einem Bildwinkel von mindestens ±28° eine Schnittweite größer als 0,90 - f aufweist, wobei mit f die Brennweite des Objektivs bezeichnet ist.
• Es sind derartige Objektive bekannt, welche in dem vor der Blende liegenden Systemteil einen großen Luftraum enthalten, wobei die Summe der Brechkräfte der vor diesem Luftraum liegenden Flächen negativ ist und wobei die Begrenzungsflächen dieses Luftraumes der Blende die hohle Seite zukehren, wobei dieser Luftraum die Gestalt einer Sammellinse hat. Sie weisen entweder große Baumaße (d. h. vor allem große Frontlinsendurchmesser) auf oder sind in ihrer Bildfehlerkorrektion oder in ihren Leistungen bezüglich öffnung oder Bildwinkel oder in der Größe der Schnittweite unbefriedigend.
• Erfindungsgemäß sollen diese Mängel oder wenigstens der eine oder andere dadurch behoben werden, daß die Wirkung des Frontsystems mit zerstreuender Brechkraft vor dem erwähnten Luftraume möglichst weit in das nachfolgende Teilsystem erhalten bleibt. Bekanntlich braucht man zur Erzielung einer möglichst langen Schnittweite, wozu bei einem bestimmten Öffnungsverhältnis eine möglichst große Höhe des Aperturstrahles im letzten Flächenscheitel erforderlich ist, ein Frontsystem negativer Brechkraft.
• Bekannt sind folgende zwei Ausführungsformen und deren kontinuierlicher übergang: 1. Man kann dieses Frontsystem mit einer relativ kleinen negativen Brechkraft ausrüsten. Dann muß man es aber zur Erzielung einer bestimmten Höhe des Aperturstrahles im letzten Flächenscheitel in einem großen Abstand vom nachfolgenden Teilsystem anbringen. Dadurch erhält man allerdings große Baumaße, jedoch durch das relativ entspannte Frontsystem erhält man nur kleine zusätzliche Beträge an Bildfehlern. Wenn es erforderlich ist, kann man diese unter Umständen im nachfolgenden Teilsystem noch beheben und somit noch eine gute Bildqualität oder ein großes Offnungsverhältnis oder großen Bildwinkel erzielen.
• Das dem großen Luftraum nachfolgende Teilsystem besteht dabei aus einem Objektiv bekannter Bauform, wobei frontseitig eine verstärkte sammelnde Brechkraft angebracht ist, mit der die Brechkraft des zerstreuenden Frontgliedes kompensiert wird. (Häufig wird zu diesem Zweck vor dem Objektiv bekannter Bauform noch eine Sammellinse hinzugefügt. Diese Sammellinse bildet dann zusammen mit dem Frontsystem etwa ein umgekehrtes Galileisches [holländisches] Fernrohr.) 2. Das Frontsystem kann man aber auch mit einer relativ großen negativen Brechkraft ausrüsten und braucht es dann zur Erzielung einer bestimmten Höhe des Aperturstrahles im letzten Flächenscheitel nur in einem relativ kleinen Abstand vom nachfolgenden Teilsystem anzubringen. Dann erhält man kleine Baumaße. Aber auf Grund der Anspannung des Frontsystems kommen zusätzlich große Beträge an Bildfehlern hinein. Diese kann man bei den bisher bekannten Objektiven im nachfolgenden Teilsystem (auch bei beträchtlichen Änderungen gegenüber Objektiven bekannter Bauform) nicht mehr vollständig beheben. Diese Objektive sind in ihrer Bildqualität unbefriedigend oder es werden nur kleine Uffnungsverhältnisse oder kleine Bildwinkel erreicht. Bei diesen bisher bekannten Objektiven mit relativ kleinen Baumaßen wird nämlich (wie im Falle von Objektiven mit größeren Baumaßen) im Teilsystem, welches auf den erwähnten großen Luftraum folgt, ebenfalls zu einem nachgeschalteten Objektiv bekannter Bauform frontseitig eine verstärkte sammelnde Brechkraft hinzugefügt, wobei diese Hinzufügung sammelnder Brechkraft auf der Frontseite die Wirkung des zerstreuenden Frontsystems im Hinblick auf eine Vergrößerung der Durchstoßhöhe des Aperturstrahles im letzten Flächenscheitel sofort wiederaufhebt.
• Es gibt nun noch eine weitere Lösung, die erfindungsgemäß aufgezeigt wird und die im Falle kleiner Baumaße besondere Vorteile hat: In dem Teilsystem, welches auf den erwähnten großen Luftraum folgt, wird zunächst relativ wenig positive Brechkraft (relativ langer objektseitiger Radius der Frontlinse dieses Teilsystems) angebracht, so daß die Wirkung des zerstreuenden Frontsystems im Hinblick auf eine Vergrößerung der Durchstoßhöhe des Aperturstrahles im letzten Flächenscheitel weit in das Teilsystem hinein erhalten bleibt. Die erforderliche sammelnde Brechkraft wird dann erfindungsgemäß erst auf der Bildseite dieses Teilsystems, und zwar in einer hinzugef"ugten Linse sammelnder Brechkraft (letzte Linse des Gesamtsystems) untergebracht.
• Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben ergeben, daß sich bei einem derartigen Oirjektiv, bei welchem der erwähnte Luftraum innerhalb - der Grenzen 0,18 - f und 0,90 - f liegt, die Bildfehler weitgehend beheben lassen, wenn man im übrigen das Objektiv so aufbaut, daß zwischen diesem Luftraum und dem die Blende enthaltenden Luftraum nur ein einziges Glied, und zwar ein bikonvexes Sammelglied steht, dessen vorderer Radius um mehr als das 1,3fache größer ist als dessen objektseitiger Nachbarradius und dessen Dicke vor allen zur Behebung der Bildfeldwölbung größer ist als die Dicke des Blendenraumes, und daß hinter der Blende noch drei Glieder stehen, und zwar im Sinne der Lichtrichtung der Reihe nach eine bikonkave unsymmetrische Zerstreuungslinse, welche vor allein zur Behebung der sphärischen Aberrationen und der Koma der Blende die stärker gekrümmte Fläche zukehrt, ein meniskenförmiges Sammelglied, welches der Blende die hohle Seite zukehrt, und ein unsymmetrisches Sammelglied, welches die stärker gekrümmte Fläche dem Bild zukehrt. Erfindungsgemäß wird also bei Forderung nach langer Schnittweite und Verringerung der äußeren Abmessungen (Außendurchmesser der Frontlinse, Gesamtbauiänge) oder Erhöhung der Bildleistung eine relativ starke positive Brechkraft im bildseitigen Teil des Objektivs untergebracht. Die erwähnte Durchbiegung der beiden letzten Sammelglieder trägt vor allen zur Behebung der sphärischen Aberration und der Verzeichnung bei. Zur weiteren Behebung vier Verzeichnung und der winkelabhängigen chromatischen Bildfehler soll die Dicke des unmittelbar hinter der bikonkaven Zerstreuungslinse liegenden Luftraumes deutlich kleiner sein als die Dicke des Blendenraumes selbst.
• Für eine gute Korrektion der Koma der schiefen Büschel empfiehlt es sich, in mindestens einem der Sammelglieder eine zur Blende erhabene sammelnde Kittfläche vorzusehen, um damit die durch die bikonkave unsymmetrische Zerstreuungslinse hineinkommende Komabildfehler höherer Ordnung zu kompensieren.
• In den Zeichnungen sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele von Objektiven,gemäß der Erfindung im Schnitt dargestellt, für welche die numerischen WeM aus den nachfolgenden Tabellen 1, 11 und III zu entnehmen sind.
• In den Zeichnungen und Tabellen sind bezeichnet mit Lz...Lvrr die Linsen, mir ri ... ris die Radien, mit di ... da die Scheitelabstände der Flächen, mit na die Brechzahlen und mit pcg die Abbeschen Zahlen für die d-Linie des Heliumspektrums.
• Die Zahlenwerte sind auf eine Brennweite von f = 1 bezogen.
• In Tabelle i (F i g. 1) ist ein Ausführungsbeispiel angegeben, bei dem gegenüber bisher bekannten Objektiven gleite Linsenzahl, vergleichbarer Leistung und vergleichbarem Frontlinsendurchmesser der Vorteil einer wesentlich verbesserten Bildfehlerkorrektion besteht. Das Ausführungsbeispiel von Tabelle II (F i g. 2) zeigt gegenüber vergleichbaren Objektiven bisher bekannter Bauformen neben einer verbesserten Bildfehlerkorrektur noch eine große Leistung vor allem bezüglich der Schnittweite und im Bildwinkel.
• In Tabelle III (F i g. 3) wird ein Ausführungsbeispiel mit kleinem Frontlinsendurchmesser bei einer großen Leistung vor allem in der Schnittweite dargestellt, für welches es kein vergleichbares Objektiv bisher 'bekannter Bauformen gibt. Auf Grund des kleinen Frontlinsendurchmessers kann dieses Ausführungsbeispiel mit Vorteil in einer zweiäugigen Kamera mit verhältnismäßig kleinem Abstand zwischen den Achsen des Sucher- und des Aufnahmeobjektivs Verwendung finden.

  Tabelle I (F i g. 1)

  Linsen Radien Scheitelabstände nc rod

  ri = +0,8765

  Lr di = 0,1125 1,5001 61,59

  r2 = -f-0,4424

  d2 = 0,5211

  r3 = +0,8039

  Lii d3 = 0,2472 1,7170 47,90

  r4 = -0,6432

  LIIr d4 = 0,0333 1,5014 56,46

  -3,1098

  = 0, 1247

  r6 = -0,5073

  Liv de = 0,0249 1,7285 28,34

  x7 = + 1,4608

  d, -0,0568

  rs = - 1,7368

  Lv 48 = 0,0690 1,7130 53,89

  rs = -0,4964

  d9 = 0,0028

  rio = - 7,4814

  Lvi dio = 0,0831 1,6204 60,29

  rii = -0,9086

  Schnittweite s' = 1,0531; Uffnungsverhältnis 1 : 2,8

  Bildwinkel ±31'

  Tabelle II (F i g. 2) -

  Linsen Radien Scheitelabstände na va

  ri = +0,9905

  Li di = 0,0873 1,6700 39,20

  r2 = +1,7114

  d2 = 0,0017

  r3 = +1,2650

  Lii d3 = 0,05l5 1,5687 63,12

  r4 = +0,4330

  d4 = 0,5778

  r5 = +0,8516

  Liii 45 = 0,1704 1,6935 53,39

  r6 = -0,5815

  Liv d6 = 0,0208 1,5311 62,04

  r7 = -2,4174

  d@ = 0,1272

  r$ = -0,5258

  Lv d 8 = 0,0241 1,7215 29,28

  ra = + 1,4193

  d9 = 0,0665

  Fortsetzung

  Linsen Radien Scheitelabstände nd v4

  rio = -1,3208

  Lv i dio = 0,0914 1,6230 58,12

  rii = -0,4586

  dil = 0,0017

  r12 = +3,7227

  Lvii d1e = 0,0782 1,6223 53,14

  r13 = -1,2203

  Schnittweite s' = 1,1495 ; Offnungsverhältnis 1 : 4

  Bildwinkel ±33°

  Tabelle 111 (F i g. 3)

  Linsen Radien 1 Scheitelabstände na 1 vd

  ri = +0,7121

  Li dl = 0,0810 1,5613 38,33

  r2 = + 1,2304

  d2 = 0,0017

  r3 = +0,6122

  Lii d3 = 0,0512 1,5182 65,18

  r4 = +0,2735

  d4 = 0,2545

  r5 = +0,8343

  Liii d5 = 0,1264 1,6237 47,04

  r6 = -1,0352

  4s = 0,0597

  r7 = -0,5864

  Liv d7 = 0,0309 1,7215 29,28

  r8 = + 1,0278

  d8 = 0,0297

  rs = -0,8223

  Lv d9 = 0,0207 1,5160 56,77

  rio = +0,7435

  Lvi dio = 0,1426 1,6204 60,29

  r11 = -0,3891

  dii = 0,0017

  r12 = -8,9007

  LVIi d 1 e = 0,0752 1,6204 60,29

  r13 = -0,9915

  Schnittweite s' = 1,1443; Dffnungsverhältnis 1 : 4

  Bildwinkel ±32°

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Photographisches Objektiv, bestehend aus mindestens fünf Gliedern, mit einem Bildwinkel von mehr als ±28° und einer Schnittweite von mehr als 0,90 -f, welches in dem vor der Blende liegenden Teilsystem einen Luftraum enthält, dessen Größe innerhalb der Grenzen 0,18 - f und 0,90 - f liegt (f = Brennweite des Objektivs), wobei die Summe der Brechkräfte der vor diesem Luftraum liegenden Flächen negativ ist eiid wobei dieser Luftraum die Gestalt einer Sammellinse hat, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesem Luftraum und dem die Blende enthaltenden Luftraum nur ein einziges Glied, und zwar ein bikonvexes Sammelglied, steht, dessen vorderer Radius um mehr als das 1,3fache größer ist als dessen objektseitiger Nachbarradius und dessen Dicke größer ist als die Dicke des Blendenraumes, und daß hinter der Blende noch drei Glieder stehen, und zwar im Sinne der Lichtrichtung der Reihe nach eine bikonkave unsymmetrische Zerstreuungslinse, welche der Blende die stärker gekrümmte Fläche zukehrt, ein meniskenförmiges Sammelglied, welches der Blende die hohle Seite zukehrt, und ein unsymmetrisches Sammelglied, welches die stärker gekrümmte Fläche dem Bilde zukehrt, wobei die Dicke des unmittelbar hinter der bikonkaven Zerstreuungslinse liegenden Luftraumes deutlich kleiner ist als die Dicke des Blendenraumes selbst.
2. 2. Photographisches Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Sammelglieder eine zur Blende erhaben gekrümmte sammelnde Kittfläche vorhanden ist.
3. 3. Photographisches Objektiv nach Anspruch 2, bestehend aus sechs Linsen, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den der nachfolgenden Tabelle zu entnehmenden Werten so nahe kommen, daß jede Flächenbrechkraft um höchstens ±0,30 - 1/f und jeder Scheitelabstand (d) um höchstens ±0,30 - f von dem jeweils betreffenden in der Tabelle angegebenen Wert abweicht: Linsen Radien Scheitelabstände , vd 1n r r1 = -I-0,8765 @ f +U,57060/f Li di =0,1125-f 1,5001 61,59 r2 = +0,4424 - f -1,13054/f d2 = 0,5211 - f r3 = +0,8039 - f -1-0,89189/f Lii d8 = 0,2472 - f 1,7170 47,90 r4 = -0,6432 - f -1-0,33526/f Liii d4 = 0,0333 - f 1,5014 56,46 r5 = -3,1098 - f -1--0,16122/f d; = 0,1247 - f r6 = -0,5073 - f -1,43565/f Liv 46 = 0,0249 - f 1,7285 28,34 r7 = +1,4608 - f -0,49853/f d # = 0,0568 J r8 = -1,7368 - f -0,41064/f Lv 48 = 0,0690 - f 1,7130 53,89 rs = -0,4964 - f + 1,43634/f ds = 0,0028 - f rio = -7,4814 - f -0,08293/f Lvi dio = 0,0831 - f 1,6204 60,29 ril = -0,9086 - f +0,68283/f 4. Photographisches Objektiv nach Anspruch 2, «, In um höchstens - /f jeder stehend aus sieben Linsen, dadurch gekenn- r +0,30 1 und zeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den der Scheitelabstand (d) um höchstens +0,30 - f von S' nachfolgenden nahe kommen, Tabelle daß zu jede entnehmenden Flächenbrechkraft Werten s dem gebenen jeweils Wert betreffenden abweicht: in der Tabelle ange- Radien Scheitelabstände ,@ ,,d 1n r LI = +0,9905 - f 67644/f di = 0,0873 - f 1,6700 39,20 +0, = + 1,7114 - f d 2 = 0,0017 -0,39148/f - f '@n +1,2650 - f d3 44959/f = 0,05 1 5 - f 1,5687 63,12 +0, r4 = +0,4330 - f -1,31362/f d4 = 0,5778 - f i r5 = +0,8516 f 81437/f d5 = 0,1704. - f 1,6935 53,39 +0, r$ _ -0,5815 - f +0,27921/f .Liv 46 = 0,0208 - f 1,5311 62,04 r - -2'4174 - f dr = 0,1272 - f +0,21971/f LV r8 = -0,5258 - f / f 48 = 0,0241 - f 1,7215 29,28 -1,37211 re = +1,4193 - f d9 = 0,0665 - f -0,50836/f rm 1'3208 - f 47168/f dio = 0,0914 # f 1,6230 58,12 -0, rii = -0,4586 - f dm=0,0017@f + 1,35837/f Lvii n2 = +3,7227 f 16716/f d12= 0,0782 - f 1,6223 53,14 +0, r13.= -1,2203 f +0,50996/f 5. Photographisches Objektiv nach Anspruch 2, 35 (In # +0,30 - I/f und jeder bestehend aus sieben Linsen, dadurch ekenn l- # höchstens zeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den der Scheitelabstand (d) um höchstens +0,30 - f von nachfolgenden Tabelle zu entnehmenden Werten dem jeweils betreffenden in der Tabelle ange- so nahe kommen, daß jede Flächenbrechkraft gebenen Wert abweicht: 1:Lium Radien Scheitelabstände nd vd .@ln = +0,7I21 - f +0,91458/f di = 0,0810 - f 1,5613 38,33 r2 = +1,2304 - f -0,53932/f 42 =0,0017-f Lii r3 = +0,6122 - f d 3 = 0,0512 - f 1,5182 65,18 +0,84465/f r4 = +0,2735 - f -1,89523/f da = 0,2545 - f rh = +0,8343 - f Liii4=0,1 264-f1,6 23747 @ +0,74777/f re = -1,0352 - f +0,60255/f 4s = 0,0597 - f rr = -0,5864 - f -1,230611f Liv dr = 0,0309 - f 1,7215 29,18 r9 = + 1,0278 - f -0,70207/f = 0,0297 - f re = -0,8223 - f -0,62757/f L'v ds = 0,0207 - f 1,5160 56,77 rio = +0,7435 - f +0,14041/f dio = 0,1426 - f 1,6204 . 60,29 rii = -0,3891 - f -@ 1,59468/f dii=0,0017f Lvii ns 8,9007 - f -0,06971/f 4 1 e = 0,0752 - f 1,6204 60,29 ris = -0,9915 - f +0,62579/f