DE1472185C3 - Gaußobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gauß-Objektiv hoher relativer Öffnung und großer Schnittweite.

Im allgemeinen hat ein Objektiv hoher relativer Öffnung die Tendenz, dick zu sein und kurze Schnittweite zu besitzen.

Die Schnittweite eines Objektivs hoher relativer Öffnung beträgt bei üblichem öffnungswinkel im allgemeinen etwa 50% der Brennweite. Selbst bei Gauß-Objektiven, die im allgemeinen im Vergleich zu anderen Objektiven relativ große Schnittweite besitzen, liegt dieselbe allgemein bei 60% und vereinzelt bei etwa 70% der Brennweite.

Da bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera ein Spiegel zwischen dem Objektiv und der Bildebene liegt, der bei der Aufnahme aus dem Strahlengang herausgeschwenkt werden muß, ist es notwendig, eine Schnittweite vorzusehen, die größer ist als eine bestimmte definierte Länge.

Eine Vergrößerung der Brennweite des Objektivs liefert zwar eine proportionale Vergrößerung der Schnittweite, so daß ein solches Objektiv in Spiegelreflexkameras eingesetzt werden könnte, hierbei wird aber der öffnungswinkel kleiner. Die Schnittweite sollte etwa 0,72 bis 0,75/ (/ = Brennweite bei üblichem öffnungswinkel) betragen, damit jegliche Schwierigkeit bei der Betätigung des Spiegels vermieden werden kann; darin liegt ein beachtlich großer Wert für ein Objektiv hoher relativer Öffnung. .

Um dieses nun zu erreichen, geht die Erfindung aus von einem Gauß-Objektiv hoher relativer Öffnung mit fünf, insgesamt aus sieben Linsenelementen bestehenden Gliedern, von denen ein objektseitig angeordnetes positives Glied und zwei bildseitig an- ^r>o geordnete positive Glieder zwei negative meniskenformige Glieder, zwischen denen eine Blende angeordnet ist, einschließen und letztere Glieder zur Blende hin hohle Außenflächen sowie je eine Kittfläche aufweisen und wobei für das Objektiv folgende ^r>^r> Relationen bestehen:

d₃ + ik < df, + ά_η

0,2f<d_f>+d₁ <0,3/ _b0

0,25/< k| <0,35/

0,9/ < L < 1,1/

worin / die Gesamtbrennweite, L die Systemgesamtlänge, r den Krümmungsradius, d die Linsendicken b5 bzw. Luftabstände bedeutet.

Wie gefunden wurde, ist mit einem solchen Objektiv eine Schnittweite von etwa '/4 der Brennweite bei einem Öffnungsverhältnis von F: 1,4 und gutem Korrektionszustand hinsichtlich spärischer und chromatischer Aberration, ebenso hinsichtlich des Astigmatismus und der Coma für einen öffnungswinkel von ± 23° erreichbar, wenn es in einer der beiden Weisen ausgebildet ist, die durch die Gesamtheit der in den Ansprüchen 1 bzw. 2 angegebenen optischen Daten gekennzeichnet und nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert sind. Es zeigt

A b b. 1 den Aufbau der beiden Objektive,

A b b. 2 und 3 den Korrektionszustand der beiden Objektive.

Den beiden Objektiven liegen folgende an sich bekannte Entwurfsüberlegungen zugrunde:

Es handelt sich um ein Gauß-Objektiv, das durch Unterteilen dessen hinterster Linse in zwei Glieder G_n und G₇ modifiziert ist, wobei die Blende zwischen G₃ und G₄ gelegen ist. Zur Vergrößerung der Schnittweite eines Gauß-Objektivs ist es wirksam, die Linsendicken von G₂ und G₃ zu reduzieren, was von einer Abnahme der Strahleinschnürung begleitet ist, und die Linsendicken von G₄ und G₅ zur Erhöhung des Büschelquerschnitts zu vergrößern. Ferner ist es sehr wirksam, den Krümmungsradius der Vorderfläche von G₄ kleiner zu machen. Vorliegend sind G2, G₃ und G₄, G5 symmetrisch zur Blende angeordnet, und in einem solchen Fall kann die Änderung der durch die eine Gruppe erzeugten Aberration durch diejenige kompensiert werden, die von der anderen Gruppe erzeugt wird; eine Aberration, die durch Verringern der Linsendicke von G₂ und G₃ erzeugt wird, kann bis zu einem gewissen Ausmaß durch Erhöhen der Linsendicke von G₄ und G₅ kompensiert werden. Es gilt also die erste Relation:

+ d₇.

Ebenso werden die Werte der sphärischen Aberration und der Koma, die durch Verringern des Krümmungsradius der Vorderfläche von G₄ erzeugt worden sind, bemerkenswert größer. Diese Werte addieren sich zu der sphärischen Aberration, soweit diese durch Dünnermachen von G₂ und G₃ erzeugt worden sind. Sphärische Aberration und Koma können aber durch die Anordnung von zwei bildseitigen Gliedern G₆, G₇ und durch Wahl eines entsprechenden Wertes für die zweiten Flächen von G₍, und G₇ auskorrigiert werden. Da die Gefahr besteht, daß die Verringerung des vorderen Krümmungsradius von G₄ und die Vergrößerung der Linsendicken von G₄ und G₅ zu einer höheren Gesamtbrennweitc

des Systems führt und daher der Lichtfluß durch den Linsendurchmesser im Sinne einer Verringerung der Lichtstrahlmenge begrenzt wird, ist es notwendig, die Gesamtdicke von G₄ und G₅ auf einen Bereich zwischen 0,2/ und 0,3/ zu begrenzen, ebenso ist es vorteilhaft, die Gesamtlänge L auf einen Bereich zwischen 0,9 bis 1,1 / durch Schwächen der Linsendicken von Gi, G₂, G₃ und G,,, G₇ zu begrenzen, und zwar soweit wie dies möglich ist. Die zweite Relation ist daher:

0,2/ <
0,9/ <

<0,3/ < 1,1/.

(2)

Andererseits kann, da die Linsendicke von G₀ und G₇ wie vorstehend beschränkt ist, der Krümmungsradius der zweiten Oberfläche nicht unabhängig geändert werden, und zwar im Hinblick auf die Notwendigkeit, die Dicken dieser Linsen am Umfang je auf bestimmten praktischen Werten zu halten. Deshalb ist der Krümmungsradius der Vorderfläche von G₄, die, wie vorstehend erwähnt, in bestimmter Beziehung zu diesen gekrümmten Flächen steht, im Hinblick auf Aberrationskorrekturen naturgemäß beschränkt: daher gilt die dritte Relation:

0,25/< k| <O,35/_r

(3)

In den Ansprüchen 1 und 2 sind die beiden erfindungsgemäßen Objektive tabelliert,.und es bedeuten

— je von der Objektseite her fortlaufend indiziert — r den Krümmungsradius der Linsenflächen, d die Linsendicken bzw. Luftabstand, η den Brechungsindex und ν die Abbezahl.

Die Aberrationen des Objektivs nach Anspruch 1 sind im Gesichtsfeld von ± 23 auskorrigiert, und die Schnittweite beträgt ^J/₄ der Brennweite. Das System kann daher ohne weiteres als Standardobjektiv für einäugige Spiegelreflexkameras eingesetzt werden.

Zu Vergleichszwecken sind die Summen der Seidelschen Aberrationskoeffizienten für das Objektiv nach Anspruch 1 nachstehend angegeben:

Σ Α = 0,2314, IB = 0,1428, Σ Γ = 0,0602,

2.'P = (UlOl, Σ II = 0,3391.

Die Seidel-Aberrationen sind unter Berücksichtigung der Blendenlage:

2.Ί = 0,2314, 2.ΊΙ = 0,0270, 2'III = 0,0360,

2.'IV = 0,0854, 2.'V = 0,2718. (

Es sei bemerkt, daß die Koma und der Astigmatismus gut auskorrigiert sind. Aus Abb. 2 ist der Korrektionszustand dieses Objektivs ersichtlich.

A b b. 3 gibt Aufschluß über den Korrekturzustand für das Objektiv nach Anspruch 2. Es ist ersichtlich, daß sämtliche Aberrationen gut auskorrigiert sind.

Die Seideischen Aberrationskoeffizienten sind für dieses Objektiv folgende:

II

H-IV 2

II+ IV 2

Γ	+ 0,4540152	+ 0.0924078	+ 0,0188082	+ 0,5639162	+ 0,1109489
2	+ 0,0286948	-0,1188416	+ 0.4921269	+ 0,8226635	- 1,3687628
3	- 0,0247404	- 0,0114256	- 0,0052767	+ 0,7485311	+ 0,3481282
4	+ 0,0454448	-0,0612254	+ 0,0824858	+ 0,1593678	-0,1035790
5 ·	- 0,8499490	- 0.2633670	-0,0816075	- 1,3945863	-0,4068424
6	-2,3329166	+ 0.8884808	-0,3383793	- 1,9711727	+ 0,6218440
7 *	- 0,0093330	-0,0185764	- 0,0369743	-0,0723511	-0,0700136
8	+ 0,6468100	-0,1860022	+ 0,0534884	+ 0,9226782	-0,2499516
9	-0,0051586	+ 0.0185834	- 0,0669443	-0,3128655	+ 0,8858970
IO	+ 1,6498182	- 0.0877208	+ 0,0046641	+ 0,6390237	-0,0337288
11	- 0,0020892	+ 0,0254904	-0,3110086	- 0,3600898	+ 0,5988392
12	+ 0,5923770	-0,2982000	+ 0,1501125	+ 0,3469775 . .	-0,0991010
	+ 0,1929768	- 0,0203966	- 0,0385048	+ 0,0920926	+ 0,2332776

Hierzu 2 Blatt Zeichnuiisicn

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fotografisches Objektiv vom Gauß-Typ mit hoher relativer öffnung und fünf, isgesamt aus sieben Linsenelementen bestehenden Gliedern, von denen ein objektseitig angeordnetes positives Glied und zwei bildseitig angeordnete positive Glieder zwei negative meniskenförmige Glieder, zwischen denen eine Blende angeordnet ist, einschließen und letztere Glieder zur Blende hin hohle Außenflächen sowie je eine Kittfläche aufweisen und wobei für das Objektiv folgende Relationen bestehen:

J₃ + <k < 4 + (I₁
0,2/ < 4, + J₇< 0,3/ 0,25/ < k| < 0,35/ 0,9/ < L < 1,1/

worin/die Gesamtbrennweite, L die Systemgesamtlänge, r den Krümmungsradius, i/die Linsendicken bzw. Luftabstände bedeutet, gekennzeichnet durch folgende Daten:

/= 1,00

F: 1,4

i-, = +0,7655

r₂ = +2,5053

/-3 = +0,5736

U = +12,4041

r₅ = +0,3240

r_h = -0,2892

r₇ = -3,8760

_r& = -0,4535

ft, = -2,3256

r,„ = -0,6357

r„ = +1,5504

r₁₂ = -16,8774

(I₁ = 0,1260

d₂ = 0,0019

d₃ = 0,1686

(J₄. = 0,0329

ds = 0,3256

dt, = 0,0407

J₇ = 0,1647

d₈ = 0,0039

ii, = 0,0833

J₁₀ = 0,0019

J₁₁ = 0,0620

1,66446

1,67790

1,71300

35,9

1,69350 53,4 1,64831 33,8 1,69895 30,1 1,71300 53,9

55,5

53,9

L = 1,01/; S = 0,75/.

2. Objektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch folgende Daten: /1,0 n_d τ

fl =
η = + 0,8140
+ 2,6512 di = 0,0930 + 0,5620 di = 0,0019 η = + 2,7132 ch = 0,1202 i's = + 0,3341 ck = 0,0659 Ύ) = -0,3227 ds = 0,3333 h = -8,5727 ck = 0,0465 '8 = 0,4953 ch = 0,1647 dn = 0,0058

1,74950

1,74400
1,69895

1,71736
1,67790

35,0

44,9 30,1

29,5 55,5

Fortsetzung

/1,0

r_g = -2,3256 (k = 0,0969 S = 0,7442/. 'Ίο = -0,6610 dio = 0,0019 >Ίι = + 1,5891 du = 0,0620 hi = -8,9028 L = 0,9921/;

1,71300

1,71300

53,9

53,9