DE1497543C - Wide angle lens for camera purposes - Google Patents
Wide angle lens for camera purposesInfo
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Description
positiven Dublettlinse, einer negativen Einzellinse, ίο blettmeniskus mit konkaver Vorderfläche und L9 eine einem verkitteten positiven Dublettmeniskus mit positive Einzellinse.positive doublet lens, a negative single lens, ίο blett meniscus with concave front surface and L9 a cemented positive doublet meniscus with positive single lens.
Die übrigen, in A b b. 1 angeschriebenen Bezugszeichen haben die übliche Bedeutung, es bedeuten also dl, dl ... dl5 die axialen Linsendicken bzw.The rest, in A b b. 1 have the usual meaning, i.e. dl, dl ... dl5 mean the axial lens thickness or
und nl, »2 ... η9 die Brechungsindizes der einzelnen Linsenglieder, sämtlich, von der Objektseite her ausgehend, fortlaufend durchnumeriert.and nl, »2 ... η9 are the refractive indices of each Lens elements, all consecutively numbered starting from the object side.
Die Objektive nach Anspruch 1 und 2 erfüllen folgende Systembedingungen:The lenses according to claims 1 and 2 meet the following system requirements:
0,5 i/9 < dll< 2 i/9,0.5 i / 9 < dll < 2 i / 9,
konkaver Vorderfläche und eine positive Einzellinse folgt.concave front surface and a positive single lens follows.
Bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera darf die
Schnittweite des Objektivs wegen des für den Klapp- 15 Luftabstände zwischen den einzelnen Linsen, rl, r2 ...
spiegel erforderlichen Schwenkraums einen bestimmten rl6 die, Krümmungsradien der einzelnen Linsenflächen
Minimalwert nicht unterschreiten. So ist es beispielsweise erforderlich, daß die Objektivschnittweite bei
einer 35-mm-Kamera größer als etwa 35 mm sein muß.
Auf Grund dieser Forderung war es bisher schwierig, 20
ein SuperWeitwinkelobjektiv zu erhalten, weil insbesondere die Verzeichnung und die Koma zunehmen,
wenn der Bildfeld winkel erhöht wird, obgleich zum
Erhalt eines Weitwinkelobjektivs, dessen Brennweite
kurz zu sein hat, bisher ein Objektiv der einleitend 25
beschriebenen Art verwendet worden ist. Andererseits
hat bei Weitwinkelobjektiven die Zunahme der sphärischen Aberration keinen ausgesprochen schädlichen
Einfluß auf die Bildqualität, wohl aber die Zunahme
des Astigmatismus und der Verzeichnung. Deshalb 30
müssen diese beiden letzten Linsenfehler ausreichend
korrigiert sein.With a single-lens reflex camera, the
Focal length of the lens due to the swivel space required for the folding air gaps between the individual lenses, rl, r 2 ... mirrors, do not fall below a certain rl6, the radii of curvature of the individual lens surfaces. For example, it is necessary that the focal length of the lens is
a 35mm camera must be larger than about 35mm.
Due to this requirement, it has been difficult to date to 20
to get a super wide-angle lens because the distortion and coma in particular increase,
if the field of view is increased, although for
Obtaining a wide-angle lens, its focal length
has to be short, so far a lens of the introductory 25
described type has been used. on the other hand
In wide-angle lenses, the increase in spherical aberration is not particularly harmful
Influence on the image quality, but probably the increase
of astigmatism and distortion. Therefore 30
these last two lens defects must be sufficient
be corrected.
Die bekannten Objektive der einleitend beschriebenen Bauart, bei denen aber statt des verkitteten positiven Dublettmeniskus ein positiver Einzelmenis- 35 kus als das zweitletzte .Linsenglied vorgesehen ist, haben durchweg eine Schnittweite, die kleiner als l,5Fist, und haben ein wesentlich kleineres Öffnungsverhältnis als F/2,8, wenn der Bildfeldwinkel 80° erreichen soll.The well-known lenses of the type described in the introduction, but which instead of the cemented one positive doublet meniscus a positive single meniscus is provided as the penultimate lens segment, all have a focal length smaller than 1.5F, and have a significantly smaller aperture ratio than F / 2.8 when the field angle reaches 80 ° target.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, Objektive der einleitend beschriebenen Art bereitzustellen, bei denen die Schnittweite größer als 1,5F ist und bei denen der erreichbare Bildfeldwinkel oberhalb 80°Accordingly, the object of the invention is to provide objectives of the type described in the introduction in which the back focus is greater than 1.5F and in which the achievable field angle is above 80 °
7i5 — nA
78 7i5 - nA
78
|rlO|
7i8 — nl | rlO |
7i8 - nl
> 0,> 0,
Der Entwurf der beiden Objektive beruht darauf, 40 daß die Gesamtbrennweite der vorderen Wirkungsgruppe Ll ... L3 zum Erhalt, eines virtuellen Bilds des Objekts negativ gemacht wird, daß dieses virtuelle Bild im Unendlichen mit Hilfe der Linsengruppe LA ... L8 erzeugt wird und daß mit Hilfe der letzten Linse L 9 für ein öffnungsverhältriis von F/2,8 liegt, wobei 45 das reelle Bild in vorbestimmter Lage erzeugt wird, zugleich verschiedene Linsenfehlerarten, insbesondere Damit ein Bild erhalten wird, dessen Fehler in der die Koma, die Bildfeldkrümmung und die Verzeich- obenerwähnten Weise gut auskorrigiert sind, ist es nung, sehr gut auskorrigiert sind. zunächst notwendig, verschiedene Fehler des erstenThe design of the two lenses is based on the fact that the total focal length of the front action group Ll ... L3 is made negative in order to obtain a virtual image of the object, that this virtual image is generated at infinity with the aid of the lens group LA ... L8 and that with the help of the last lens L 9 for an aperture ratio of F / 2.8, the real image being generated in a predetermined position, at the same time various types of lens defects, in particular so that an image is obtained whose defects are the coma, the field curvature and if the directories mentioned above are well corrected, it is well that they are very well corrected. first necessary, various mistakes of the first
Zwei Objektive der einleitend beschriebenen Bauart, virtuellen Bilds ausreichend auszukorrigicren. Zu die die in den Ansprüchen 1 und 2 erfindungsgemäß 50 diesem Zweck wird die chromatische Aberration durch gekennzeichneten Konstruktionsdaten haben, lösen Ausbildung der Frontlinse L1 als negative Linse ausdiese Aufgabe. Hierbei sind die Konstruktionsdaten korrigiert. Aber die anderen Linsenfehler, z. B. die in der üblichen Weise bezeichnet; es bedeuten also sphärische Aberration, die Koma, die Bildfeldkrüm- r\,rl ... die Krümmungsradien der einzelnen Linsen- mung, die Verzeichnung u. dgl., werden hierdurch flächen, i/l, i/2 ... die axialen Linscndicken bzw. Luft- 55 nicht ausreichend korrigiert. Ihre Korrektion wird abstände, «1, nl die Brechungsindizes der einzelnen daher durch die hintere Wirkungsgruppe ausreichend Linsenglicder und v\, v2 die Abbezahlen der einzelnen ausgeführt.Two lenses of the type described in the introduction to correct the virtual image sufficiently. To which the in claims 1 and 2 according to the invention 50 for this purpose the chromatic aberration is characterized by design data, design of the front lens L1 as a negative lens solve this problem. The design data have been corrected here. But the other lens defects, e.g. B. those designated in the usual way; It means spherical aberration, the coma, the image field curvature r \, rl ... the radii of curvature of the individual lenses, the distortion and the like, become areas, i / l, i / 2 ... the axial Lens thickness or air 55 not corrected sufficiently. Their correction is carried out at intervals, «1, nl the refractive indices of the individual, therefore, through the rear group of effects, sufficient lens glides and v \, v2 the counting of the individual.
. Linsenglieder, sämtlich von der Objektscite her fort- Mit anderen Worten sorgt die Bedingung (1) für ein. Lens members, all away from the object scan- In other words, condition (1) provides for a
laufend durchnumeriert. ebenes Bild, und sie ist die Bedingung dafür, daß L6consecutively numbered. flat image, and it is the condition for L6
Im folgenden sind die beiden Objektive an Hand der 60 praktisch in der Mitte zwischen LA-, L5 einerseits undIn the following, the two lenses on the basis of 60 are practically in the middle between LA-, L5 on the one hand and
Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigt Ll, LS gelegen ist. Bei einer derartigen AnordnungDrawing explained in detail; it shows Ll, LS is located. With such an arrangement
A b b. 1 ύοη schematischen Objektivaufbau und laufen die Hauptlichtstrahlen praktisch durch denA b b. 1 ύοη schematic lens structure and the main light rays practically run through the
A b b. 2 den Korrektionszustaad des Objektivs mit Mittelpunkt von L6 (nahe der optischen Ac'iso), undA b b. 2 the correction state of the objective with the center of L6 (near the optical Ac'iso), and
den Konstruktionsdaten nach Anspruch 1. es ist möglich, den durch den Astigmatismus hervor-the design data according to claim 1. It is possible to use the astigmatism
Nach A b b. 1 ist das Objektiv, von der Objektscite 65 gerufenen schädlichen Einfluß auf ein Minimum zuAccording to A b b. 1 is the lens, harmful influence called by the objectscite 65 to a minimum
her ausgehend, gebildet durch eine vordere Wirkungs- reduzieren, gleichzeitig aber die sphärische Aberration gruppe Li bis L3 mit negativer Gesamtbrennweite, gc- äußerst klein zu halten. Würde daher diese Bedingung folgt von einer sammelnden Wirkungsgruppe LA bis L9, geändert, so würden die Hauptlichtstrahlen durch diestarting out, formed by a front effect reduction, but at the same time keeping the spherical aberration group Li to L3 with a negative total focal length, gc- extremely small. If this condition were changed by a collecting group of effects LA to L9, the main rays of light would pass through the
Randzone von L6 passieren, wodurch nicht nur der Astigmatismus, sondern auch die sphärische Aberration stark erhöht würden.Edge zone of L6 pass, which not only reduces the astigmatism, but also the spherical aberration would be greatly increased.
Die Bedingung (2) dient dazu, die Verzeichnung und die innere Koma für schiefe Lichtstrahlen auszukorrigieren, d. h. für Lichtstrahlen, die außerhalb der Hauptlichtstrahlen unter vorbestimmtem Winkel gegenüber de:' optischen Achse ankommen. Dieser Fehler tritt bei dem Linsensystem dieser Art stark auf. Mit anderen Worten, r8 ist negativ gewählt, deshalb wird der Unterschied in der Einfallshöhe schiefer Lichtstrahlen größer, und damit werden die schiefen Lichtstrahlen stark gebrochen, so daß die von der vorderen Wirkungsgruppe Ll..-. L3 erzeugte innere Koma ausreichend auskorrigiert werden kann. Würde diese Bedingung umgekehrt, so würde die in der vorderen Wirkungsgruppe erzeugte innere Koma zunehmen, und ihre Korrektion in der hinteren Wirkungsgruppe würde schwierig werden.Condition (2) is used to correct the distortion and the internal coma for skewed light rays, d. H. for light rays that are outside the main light rays at a predetermined angle opposite de: 'optical axis arrive. This defect is very high in the lens system of this type. With in other words, r8 is chosen negative, therefore the difference in the height of incidence of oblique rays of light is greater, and thus the oblique rays of light become larger severely broken, so that those of the front impact group Ll ..-. L3 produced internal coma can be corrected sufficiently. If this condition were reversed, the one in the front would be The internal coma generated by the impact group increases, and its correction in the rear impact group would be difficult.
Die Bedingung (3) dient zur Korrektion der inneren Koma, soweit diese von schrägen Lichtstrahlen erzeugt werden, d. h. von Lichtstrahlen, die in das System innerhalb der Hauptlichtstrahlen eintreten, die unter vorbestimmtem Winkel gegenüber der optischen Achse einfallen. Mit anderen Worten, der Einfallswinkel der schrägen Lichtstrahlen bei rll ist größer als der Einfallswinkel der schrägen Lichtstrahlen bei rlO, und die Brechung durch die Fläche r 11 wird größer als die der Flächer 10. Wird jedoch die Richtung des Zeichens der Ungleichung umgekehrt, und zwar unter Konstanthalten der Brechkräfte von rlO und rl2, so ändert sich die Petzval-Summe wenig, deshalb verringert sich die Korrektionswirkung hinsichtlich des Astigmatismus, und der Unterschied der Brechung, welcher durch die unterschiedliche Einfallshöhe der die Linse L6 passierenden Lichstrahlen verursacht wird, nimmt weiter ab. Die umgekehrte Bedingung (3) würde daher für Korrektionszwecke nutzlos sein.Condition (3) is used to correct the internal coma insofar as it is generated by oblique light rays, that is, light rays entering the system within the main light rays which are incident at a predetermined angle with respect to the optical axis. In other words, the angle of incidence of the oblique rays of light at r11 is greater than the angle of incidence of the oblique rays of light at r10, and the refraction by the surface r 11 becomes greater than that of the surfaces 10. However, if the direction of the sign of the inequality is reversed, namely while the refractive powers of r10 and r12 are kept constant, the Petzval sum changes little, therefore the corrective effect on astigmatism is reduced, and the difference in refraction caused by the different heights of incidence of the light rays passing through lens L6 continues to decrease . The converse condition (3) would therefore be useless for correction purposes.
Die Bedingung (4) dient dazu, das gleiche Ziel und die gleiche Wirkung zu erreichen wie die Bedingung (3). Nämlich rll korrigiert die innere Koma derjenigen Lichtstrahlen, die innerhalb der Hauptlichtstrahlen unter vorbestimmtem Winkel in das System einfallen. Aber diese innere Koma wird durch die Fläche r 13 weiter auskorrigiert. Die Korrektur wird in der Weise ausgeführt, daß der Brechungsindex η 7 des konkaven Linsenglieds Ll erhöht und der Brechungsindex w& von LS erniedrigt wird, wodurch die auf der sagittalen Bildfläche erzeugte positive Krümmung in negativer Richtung kompensiert wird. Wird, die Richtung des Zeichens der Ungleichung umgekehrt, so wird der Einfallswinkel der schiefen Lichtstrahlen kleiner, die Korrektion der in der vorderen Wirkungsgruppe erzeugten inneren Koma kann daher nicht mehr durchgeführt werden.The condition (4) serves to achieve the same object and effect as the condition (3). Namely, rll corrects the internal coma of those light rays which, within the main light rays, enter the system at a predetermined angle. But this internal coma is further corrected by the area r 13. The correction is carried out in such a way that the refractive index η 7 of the concave lens member Ll is increased and the refractive index w & of LS is decreased, whereby the positive curvature in the negative direction produced on the sagittal image surface is compensated for. If the direction of the sign of the inequality is reversed, the angle of incidence of the oblique rays of light becomes smaller, and the correction of the internal coma generated in the anterior group can therefore no longer be carried out.
Das Bild des Objekts wird durch die Linsenglieder Ll ... L8 praktisch im Unendlichen erzeugt, wenn die obigen Bedingungen eingehalten werden. Es ist aber nicht immer notwendig, das Bild des Objekts im Unendlichen zu erzeugen. Wenn jedoch der Absolutwert der Gesamtbrennweite der Linsenglieder Ll ... LS um mehr als das Doppelte der Gesamtbrennweite des gesamten Linsensystems L1 ... L9 kleiner ist und ist die letztere Brennweite positiv, so wird die Gesamtbrennweite der Linsenglieder L4 ... L8 kurzer, die Belastung wird übermäßig groß und die Korrektion der Fehler schwierig. Ist andererseits diese Brennweite negativ, so ist es erforderlich, daß die Linse L9 eine ausgesprochen hohe Brechkraft haben sollte. Dies wiederum führt zu einem schlechten Abgleich, und die Fehlerkorrektion wird schwierig. Deshalb sollte die Gesamtbrennweite der Linsenglieder L1 ... L 8 vorzugsweise größer als das Doppelte der Brennweite des Gesamtsystems Ll ... L9 sein, und das virtuelle Bild oder das im Unendlichen erzeugte Bild kann als reelles Bild hinter dem Objektiv mit Hilfe des Linsenglieds L9 erzeugt werden.The image of the object is produced by the lens elements Ll ... L8 practically in infinity if the above conditions are met. But it is not always necessary to create the image of the object in infinity. If, however, the absolute value of the total focal length of the lens elements Ll ... LS is smaller by more than twice the total focal length of the entire lens system L1 ... L9 and the latter focal length is positive, the total focal length of the lens elements L4 ... L8 becomes shorter, the load becomes excessive and the errors difficult to correct. On the other hand, if this focal length is negative, it is necessary that the lens L9 should have an extremely high refractive power. This in turn leads to a poor match and it becomes difficult to correct the error. Therefore, the total focal length of the lens elements L1 ... L 8 should preferably be greater than twice the focal length of the overall system Ll ... L9, and the virtual image or the image generated in infinity can be used as a real image behind the lens with the aid of the lens element L9 be generated.
Unter Einhaltung der obigen Bedingungen und unter Verwendung verschiedener weiterer Korrekturmaßnahmen wurden im Ergebnis die beiden Weitwinkelobjektive nach Anspruch 1 und 2 für Kamerazwecke erhalten, deren Öffnungsverhältnis bei F/2,8 bei einem Bildfeldwinkel von 80° und darüber liegt und dessen Schnittweite mehr als das l,5fache der Gesamtsystembrennweite ist, wobei zugleich die Koma, die Bildfeldkrümmung und andere Linsenfehler sehr gut auskorrigiert sind.Subject to the above conditions and using various other corrective measures as a result, the two wide-angle lenses according to claims 1 and 2 for camera purposes obtained with an aperture ratio of F / 2.8 at a field angle of 80 ° and above and whose focal length is more than 1.5 times the total system focal length, whereby at the same time the coma, the curvature of field and other lens errors are very well corrected.
Das Objektiv mit den Konstruktionsdaten nach Anspruch 1 hat des weiteren die folgenden Seideischen Aberrationskoeffizienten:The objective having the construction data according to claim 1 further has the following niches Aberration coefficient:
0,94174500.9417450
0,3215354 -0,04969620.3215354 -0.0496962
0,17416440.1741644
0,23435620.2343562
Claims (2)
Schnittweite B- f =
Bildfeldwinkel 2ß =
Relative öffnung F: Focal length / = 1.0
Back focus B- f =
Field of view angle 2ß =
Relative opening F:
84°
2,81.5597
84 °
2.8
Schnittweite Bf = 1,5032
Bildfeldwinkel 2/3 = 80°
Relative öffnung F: 2,8Focal length / = 1.0
Back focus Bf = 1.5032
Field of view 2/3 = 80 °
Relative opening F: 2.8
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2503860C3 (en) | 1974-02-01 | 1977-07-21 | Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokio | Wide angle lens |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2503860C3 (en) | 1974-02-01 | 1977-07-21 | Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokio | Wide angle lens |
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