DE1497596A1

DE1497596A1 - Photographisches oder kinematographisches Weitwinkelobjektiv mit langer bildseitiger Schnittweite

Info

Publication number: DE1497596A1
Application number: DE19661497596
Authority: DE
Inventors: Walter Woeltche
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1966-10-22
Filing date: 1966-10-22
Publication date: 1969-03-27
Also published as: CH482205A; GB1184249A; US3512874A

Description

Jos ο Schneider & Co_e, Optische Verke, Bad Kreuznach

"Photograph!sches oder kinematographisches ¥sitwink9lobjektiv mit langer bildseitiger Schnittweite„"

Die Erfindung bezieht sich auf ein photographisches oder kinematographisches Weitwinkelobjektiv mit einer relativen Öffnung von mindestens Is4, einem Bildfeld bis zu 90° und einer Schnitt-weite, die größer ist als das 1,4-fache der Gesamtbrennweite des Objektivs bestehend aus acht in Luft stehenden Gliedern, die in vier Baugruppen zusammengefaßt sind_o

Es sind Objektive bekannt, die diese Leistungsforderungen erfüllen (DBP 1 138 562, PP 1 433 922, Beispiel 3 und DBP 1 192 845).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System mit einer relativen Öffnung von 1:2,8, einem Bildfeld von 80° und einer bildseitigen Schnittweite, die etwa das 1,5-fache der Gesamtbrennweite beträgt und ein System mit einer relativen Öffnung von 1:4, einem Bildleld von 90° und einer bildiseitigen Schnittweite, die etwa das 1,7-fache der Gesamtbrennweite beträgt, zu schaffen. Gegenüber den bekannten Objektivtypen soll eine erhebliche Leistungssteigerung in der Abbildungsgüte erreicht werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelbst, daß folgende Konstruktionsbedingungen gleichzeitig eingehalten sind:

f> a) Die erste Gruppe besteht aus drei meniskenfb'rmigen, zum Ob— o

O^ jekt hin durchgebogenen Gliedern, von denen das erste sammelnd und c*> die beiden diesen nachgeordneten zerstreuend sind,

b) die zweite und dritte Gruppe bestehen je aus einem sammelnden

Glied, wobei die axiale Mittendicke der zweiten Gruppe kleiner als das 0,6-fache und die-jenige der dritten Gruppe größer als das

COPY

- 2 - I

U97596 -

0,35-fache der Gesamtbrennweite ist,

c) die bildseitig angeordnete vierte Gruppe besteht aus einer bikonkaven Linse, einem zur Bildebene durchgebogenen sammelnden Meniskus und einer Sammellinse,

d) die Brennweiten der acht Glieder liegen in folgenden Bereichen:

6 f· < f«j < 10 f■

2 f ■ < Jf₁₁J < 3 f'

0.9 f · < Jf₁₁₁I^ 1.5 f'

6 t*<z f»_IV '< 15 f

0.8 f' -C f'_v <: 1.2 f' O₀ 6 f»<C |f'_Vll ^< °·^{8 f}'

1.1 f' -^. f ¹Y₁₁ ⁵C 1.5 f» 1.3 £' < f'_VIII^2 f ,

wobei f' die Gesamtbrennweite des Systems ist_o

Mit diesem grundsätzlichen Aufbau und bei gleichzeitiger Einhaltung der d)-Bedingung ergeben sich besorifers gute Möglichkeiten für die Korrektion der Abbildungsfehler.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Gruppe aus zwei Linsen entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzt, um die chromatischen Maßstabsfehler günstig zu beeinflussen·.

Eine weitere Leistungssteigerung bei großem Bildwinkel läßt sich dadurch erreichen, daß in der dritten Gruppe eine sammelnde, zum Bild erhabene Verbundfläche eingeführt ist. Diese Maßnahme wirkt sich besonders günstig auf Öffnungs- und Asymmetriefehler höherer ο Ordnung aus ο

^ Durch Kombination an sich bekannter Gruppen konnte vor allem ^. eine Verbesserung des Öffnungsfehlers erreicht werden. Bei dem Objek- -* tiv nach der Erfindung wird in den beiden letzten, durch den Blendenraum getrennten Gruppen auf zerstreuende Verbundflächen verzichtet, die bei bekannten Objektiven Ursache für starke sphärische Aberra-

tion und große chromatische Differenz des Öffnungsfehlers (Gaußfehler) sind.

Mit der erfindungsgemäßen Bemessung der axialen Mittendicke der dritten 'Gruppe wird eine gute Bildf eldebnung erreichte.

Mit einem nur achtlinsigen Aufbau läßt sich ein Objektiv mit einer relativen Öffnung von 1:2,8 und einem Bildfeld von 80 in einer Ausführungsbrennweite von 25 mm für das Kleinbildformat

2
24 χ 36 mm realisieren.

Mit einem neun- bzw. zehnlinsigen Objektiv läßt sich ein Objektiv mit einer relaitven Öffnung von 1:4,0 und einem Bildfeld von 90° in einer Ausführungsbrennweite von 21 mm für das Kleinbildfor-

2
mat 24 χ 36 mm realisieren.

Eine, besonders gut ausgeglichene Korrektion läßt sich erzielen bei denjenigen innerhalb des Rahmens der Erfindung liegenden Objektiven', deren Konstruktionsdaten so dicht bei denen der nachfolgenden Konstruktionsdaten zu entnehmenden Werten liegen, daß keine Flächenbrechkraft Δ n/r dem Betrage nach um mehr als ± 0,10« /f' und kein Scheitelabstand d zwischen den Flächen um mehr als ± 0,05'f, keine Brechzahl η des Glases um mehr als ± 0,02 und keine Ny-Verte V um mehr als ± 5 Einheiten von dem betreffenden in der Tabelle jeweils angegebenen Vert abweicht.

Nachfolgendes Zahlenbeispiel I zeigt die Konstruktionsdaten βσ

° eines nach der Erfindung aufgebauten achtlinsigen ¥eitwinkelobjekcr>

__Jl tivs für die Brennweite f' = 100 mm, worin - in Übereinstimmung mi

■^ Fig. 1 der Zeichnung - A bis D die Gruppen, r, bis r,g die Radien —* der zu den Gliedern I bis VIII zusanrengesetzten Linsen L₁ bis L_Q

CD -Lo

und C^₁ bis d,,. die Linsendicken und Luftabstände bedeuten» Die lVrprbwprt e der vorvendeten Gläser sind mit η , die Nv-Verte mit

e'

V ' c"o^:chnei. COPY

^} ο ^cc BAD ORIGINAL - 4 -

VII

to O

«0

CD

CO

— 4 —

Zahlenbeispiel I:

Offnungsverhältnis 1:2,8 f'=100 mm s'=147,38 mm Bildfeld=80⁽

η w

^₁ T₁

^Γ2

II ^Lo Ϊ³

III L ;5
^J ^r6

IV L,

r, =

^rio =

VI L_£ *ll -

^J7 r₁₄ =

+242,39

+ 146,20 f 71,05

+ 115,32 + 43,57

oo
- 468,54

+ 96,39 -■ 96,39

- 77,45 + 168,88

- 244,14

- 61,95

VIII L_Q *15 I

^d2 =

^d3 =

^d4 =

d^ =

d_fl =

^d10 = d_n =

^d12. = ^d13 = ^d14 = ^d15 =

19,52 1,62287 60,06

0,39 Luftabstand

9,76 1,62287 60,06

19,52 Luftabstand

- 5,86 1,62287 60,06

21,47 Luftabstand

35,13 1,69416 30,92

0,78 Luftabstand

40,99 1,58564 46,22

14,83 Luftabstand

4,68 1,76167 27,34

5,47 Luftabstand

11_?71 1,62287 60,06

0,39 Luftabstand

11,71 1,62287 60,06

An/r + 0,002570 τ 0,001040

+ 0,004260 _T 0,008767

+ 0,005401

< 9

0,000000 + 0,001482

+ 0,006076 + 0,006076

- 0,009834

- 0,004510

- 0,002551 + 0,010054

+ 0,001063 f 0,004980

¥ährend das System nach diesem Zahlenbeispiel I mit einem Offnungsverhältnis von 1:2,8 einen Bildwinkel von 80° auszeichnet, zeigen die nachfolgenden Zahl-enbeispiele II und III in Übereinstimmung mit den Fig. 2 und 3 der Zeichnung ein neu*n-bzw_e zehnlinsiges Veitwinkelobjektiv mit einer auf 90° gesteigerten Bildwinkelleistung, bei einem Offnungsverhältnis von 1:4. Die bildseitige Schnittweite s' konnte hierbei auf über 170 % der Gesamtbrennweite f' gesteigert werden.

Im Zahlenbeispiel II bedeuten - in Übereinstimmung mit Pig» 2 der Zeichnung - A bis D die Gruppen, r, bis r,„ die Radien der zu den Grliedem I bis VIII zusammengesetzten Linsen L, bis L„ und

^C0PY BAD ORIGINAL

—_ 5 —

d, bis ά.,, die Linsendioken und Luftabstände, η die Brechwerte und V die Ny-Werte der verwendeten Gläser.

Zahlenbeispiel II:

Offnungsverhältnis 1:4 f'=100 mm s'=174,79 mm Bildfeld=90

η V

II

III

r, = + 290,88

X₂ = t 791,16

r„ = + 139,49

r₄ = + 72,60

r,- = + 148,09

x\ = t 48,74

•L rr *""

VI

VII

J5

GO

= + 82,19 = τ 277,07

_B + 109,35 ^{= T 100}>¹⁴

= - 73,30 = + 219,16

^J8

rl₄ = - 318,65

15

= - 68,14

d_x = 27,91

d₂ = 0,47

d₃ = 10,23

d₄ = 27,91

d₅ = 8,37

d₆ = 25,58

d₇ = 27,91 d£ = 25,12

d₉ = 0,93 d_l0 = 46,51

^dll ^{= 13}>⁹⁵ d₁₂ = 5,12

d₁₃ = 3,26 d₁₄ = 9,30 d,_ = 0,47

1,57086 63,01
Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand
1,66104 57,08
Luftabstand

1,62287 60,06
1,55098 45,61

Luftabstand
1,55098 45,61
Luftabstand
1,74703 27,82
Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand

VIII L_r

^r16 =

oo
= - 105,26

^dl6 ^B

9,30 1,62287 60,06

+ 0,001962 r 0,000721

+ 0,004465 τ 0,008579

+ 0,004464 _T 0,013563

0,000000 - 0,000875 + 0,001989

+ 0,005039 + 0,005502

- 0,010191

- 0,003409

- 0,001955 + 0,009141

0,000000 + 0,005917

O
CD
CO

Zur weiteren Leistungssteigerung bei Objektiven mit großen Bildwinkeln ist es vorteilhaft, in der dritten Gruppe eine sammelnde Verbundfläche einzuführen, deren Radius zum Bild erhaben ist.

Im folgenden Zahlenbeispiel III ist ein derartig aufgebautes Veitwinkelobjektiv aufgeführt, worin - in Übereinstimmung mit der Fig. 3 der Zeichnung - A bis D die Gruppen, r, bis r,g die Radien der zu den Gliedern I bis VIII zusammengesetzten Linsen L,

COPY
ORIGINAL INSPECTED

bis

und d, bis d,„ die Lirisendicken und Luftabstände, η die

Brechwerte und 1> die Ny-Verte der verwendeten Gläser bedeuten.

Zahlenbeispiel III ί

IV

Öffnungsverhältnis 1:4 f'=100 mm s'=173,92 Bildfeld=90°

+ 0,001848 _τ 0,900594

^Li I¹ =

^r2

II

III L

VI

VII L,

+ 285,31 + 887,45

d, =

^:

τ", =

r¹¹ - -

^r12 ~

I¹³-I

^r14 ~ ⁺

l6

138,37 72,02

146,90 48,35

81,52 274,84

112,07 346,45 100,72

72,25 216,52

259,71 65,93

VIII L

CO

10

18

= - §7,77

d_n =

do =

d, =

dr- =

d^ =

^U8 -

dn =

^d12 ⁼ ^d13 = ^d14 = ^d15 = ^dl6 = ^d17 ⁼

27,68	1,52736 64,31
0,46	Luftabstand
10,15	1,62287 60,06
27,68	Luftabstand
8,30	1,66104 57,08
25,38	Luftabstand
32,30 20,30	1,62287 60,06 1,53530 45,67
0,92	Luftabstand
18,45 26,76	1,61114 45,92 1,53430 48,66
13,84	Luftabstand
5,08	1,74618 27,97
3,23	Luftabstand
9,23	1,62287 60,06
0,46	Luftabstand
9,23	1,59142 61,03

0,004501 0,008649

0,004500 0,013672

0,000000 0,001074 0,001948

0,00545 3 0,000222 0,005305

0,010328 0,003446

0,002398 0,009447

0,000000 0,006049

In der nachfolgend aufgeführten Tabelle sind die ¥erte der zahlenmäßigen Kombinationsbedingungen der drei Zahlenbeispiele I bis III aufgeführt:

— 7 —

GOPY ORIGINAL INSPECTED

II

Ill
IV

VI
¹VII

'viii

IV

	Zahlenbeispiel II	1497596
Zahlenbeispiel I	+ 789,8	Zahlenbeispiel III
+ 640,3	* 258,2	+ 784,9
- 233,6	- 113,7	- 256,2
- 116,1	+ 875,6	- 112,8
+ 675,0	+ 103,0	4-1109,7
+ 89,3	- 73,0	+ 98,9
- 69,1	+ 137,2	- 72,1
+ 130,1	+ 169,0	+ 139,3
+ 166,5	• 53,03	+ 165,3
• 35,13	46,51	• 52,60
40,99	45,21

Damit sind sämtliche Forderungen zur Erstellung eines Systems nach der Erfindung erfüllt.

Claims

Patentansprüche :

O
CO
CO

Ie) Photographisches oder kinematographisches Veitwinkelobjektd mit einer relativen Öffnung von mindestens 1:4, einem Bildfeld bis zu 90° und einer Schnittweite, die größer 1st als das 1,4-fache df Gesamtbrennweite des Objektivs, welches aus acht in Luft stehendei Gliedern besteht, die zu vier Gruppen zusammengefaßt sind, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Einhaltung der nachfolgenden Kon· struktionsbedingungen: ι

a) die erste Gruppe (A) besteht aus drei menxskenförmxgen, zum Objekt hin durchgebogenen Gliedern, von denen das erste sammelnd (i ) und die beiden diesen nachgeordneten zerstreuend (.11 und III sind,

b) die zweite und dritte Gruppe (B und C) bestehen je aus eine sammelnden Glied (IV und V), wobei'die achsiale Mittendicke (d~ b d„ + dg) der zweiten Gruppe (B) kleiner als das 0,6-fache und die jenige (d_Q bzw. d,_n bzw, d_in + d,,) der dritten Gruppe (C) größer

ir

als das 0,35-fache der Gesamtbrennweite ist,

COPY ORIGINAL INSPECTED

H97596

c) die bildseitig angeordnete vierte Gruppe (D) besteht aus einer bikonkaven Linse (VI), einem zur Bildebene durchgebogenen·, sammelnden Meniskus (VII) und einer Sammellinse (VIII),

d) die Brennweiten der acht Glieder (i bis VIII) liegen in folgenden Bereichen:

6 f'< f'-j- -ClOf

2 f · <. Jf¹J₁) < 3 f'

0,9 f < Jf₁₁₁J < 1,5 f

6 f < f _IV <15 f

0,8 f < f'_v <C 1,2 f'

0,6 f < |f _VI| < 0,8 f

1,1 f < f_VII <1,5 f

1,3 f < f

wobei f die Gesamtbrennweite des Systems ist»

2·) Veitwinkelobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe (B) aus zwei Linsen (L₄ und Lc) entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzt ist.

3·) Veitwinkelobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der dritten Gruppe (C) eine sammelnde Verbundfläche (r,,) vorhanden ist«

4.) Veitwinkelobjektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Konstruktionsdaten mit der Maßgabe, daß keine Flächenbrechkraft (Δ^η/^Γ) dem Betrage nach um mehr als

to ± 0,10· /f und kein Scheitelabstand (d) zwischen den Flächen um ο

mehr als ± 0,05«f, keine Brechzahl (n ) des Glases, bezogen auf

oj die Wellenlänge.A = 546,1 nm, um mehr als ± 0,02 und keine Ny-Werte

—» (V ) um mehr als ± 5 Einheiten von dem betreffenden in der Tabelle

jeweils angegebenen Wert abweicht:

copy . ." ⁹ ~

Öffnungsverliältnis 1:2,8 f'=100 nun s '=147,38 mm Bidfeld=80

¹¹¹

B i IV

^L4 I¹
r₈

^r12 ⁼

VII L„ ³113

r

14

+ 242,39 +598,84

+ 146,20 + 71,05

+ 115,32 + 43,57

OO

.- 468,54

+ 96,39 τ 96,39

- 77,45 + 168,88

- 244,14

- 61,95

+ 585,88 τ 125,08

d.

^d7
^d8

^L10

13

= 19,52 = 0,39 = 9,76 a 19,52 = 5,86 = 21,47 = 35,13 = 0,78 = 40,99 = 14,83 = 4,68 = 5,47 = 11,71 = 0,39 = 11,71

Ve
1,62287 60,06

Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand
1,69416 30,92
Luftabstynd
1,58564 46,22
Luftabstand
1,76167 27,34
Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand
1,62287 60,06

Λ n/r + 0,002570 - 0,001040

+ 0,004260 τ 0,008767

+ 0,005401 τ 0,014296

0,000000 + 0,001482

+ 0,006076 + 0,006076

- 0,009834

- 0,004510

- 0,002551 + 0,010054

+ 0,001063 + 0,004980

5.) Weitwinkelobjektiv nach den Ansprüchen 1 und 2, g e k e

nnze ichnet durch die nachfolgenden Konstruktionsdaten mit der Maßgabe, daß keine Flächenbrechkraft {Δη/ν) dem Betrage nach um mehr als ± 0,10· /f' und kein Scheitelabstand (d) zwischen den Flächen um mehr als ± 0,05»f, keine Brechzahl (n ) des Grlases, bezogen auf die Wellenlänge A. = 546,1 nm, um mehr als ± 0,02 und keine Ny-Werte (ψ ) um mehr als ±5Einheiten von dem betreffenden in der Tabelle jeweils angegebenen Wert abweicht:

- 10 -

909813/1199 COPY

f V Öffnungsverhältnis 1 -I = + 290,88
= + 791,16 :4,0 f'=100 mm 1 497596 Δη/τ ■ s.'=:174,79 Bildfeld=90° + 0,001962
_τ 0,000721 f
VI · ^Ll H - + 139,49
= + 72,60 ^dl = 27,91 η y * I • ^d2 = 0,47 1,57086 63,01 + 0,004465
_τ 0,008579 VII ^L2 ^r7
^r9 = + 148,09
= f 48,74 ^d3 = 10,23 Luftabstand II ■ ^d4 = 27,91 1,62287 60,06 + 0,004464
τ 0,013563 VIII ^L3 Ϊ¹⁰ = OO
= + »2,19
= r 277,07 ^d5 = 8,37 Luftabstand III ^d6 = 25,58 1,66104 57,08 0,000000
- 0,000875
+ 0,001989 k ^r13 = + 109,35
= τ 100,14 ^d8 = 27,91
= 25,12 Luftabstand ^d9 = 0,93 1,62287 60,06
1,55098 45,61 + 0,005039
t 0,005502 \ ^r15 = - 73,30
= + 219,16 ^d10 = 46,51 Luftabstand ^dll = 13,95 1,55098 45,61 - 0,010191
- 0,003409 ^L7 ^ri7 = - 318,65
= - 68,14 ^d12 = 5,12 Luftabstand ^d13 = 3,26 1,74703 27,82 - 0,001955
+ 0,009141 ^L8 — OO
= - 105,26 ^d14 = 9,30 Luftabstand • ^d15 = 0,47 1,62287 60,06 0,000000
+ 0,005917 S ^dl6 = 9,30 Luftabstand 1,62287 60,06

6.) Veitwinkelobjektiv nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Konstruktionsdaten mit der Maßgabe, daß keine Plächenbrechkraft (An/r) dem Betrage nach um mehr als ± 0,10· /f' und kein Scheitelabstand (d) zwischen ; den Flächen um mehr als ± 0,05»f', keine Brechzahl (n ).des Glases, ^;

' e

bezogen auf den Wellenlänge A = 546,1 nm, um mehr als ± 0,02 und keine Ny-Werie (^) um mehr als ± 5 Einheiten von dem betreffenden

in der Tabelle jeweils angegebenen Wert abweicht:

- 11 -

909813/1199

COPY
BAD OBIGtNAL

Öffnungsverhältnis 1:4 f'=100 mm s'=173,92 Bildfeld=9O^c

II

III L.

B { IV

C ,

VI

VII L,

=

•ν· —

285,31 887,45

138,37 72,02

146,90 48,35

OO

VIII L

10

Ϊ¹⁰ Z
^r12 ⁼

^r14 ⁼
^Γ16 ⁼
^r18

81,52 274,84

112,07 346,45 100,72

72,25 216,52

259,71 65,93

OO

d„ =

d. =

&λ =

d„ =

^d8

27,68
0,46

10,15

27,68
8,30

25,38

32,30
20,30

η y/

1,52736 64,31

Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand
1,66104 57,08
Luftabstand

1,62287
1,53530

60,06
45,67

d_Q = 0,92 Luftabstand

= - §7,77 ^d10 ⁼

^d12 =
^d13 =
^d14 =
^d15 =

^dl6 ⁼
d_ir =

18,45
26,76

13,84
5,08
3,23
9,23
0,46
9,23

1,61114
1,53430

45,92
48,66

Luftabstand
1,74618 27,97
Luftabstand
1,62287 60,06
Luftabstand
1,59142 61,03

Δ-n/r

+ 0,001848 τ 0,000594

0,00450]

+ 0,00450( τ 0,01367;

0,00000< - 0,00107' + 0,00l94i

+ 0,00545 t 0,00022! + 0,0053O¹

- 0,01032

- 0,00344

- 0,00239 + 0,00944

0,00000 0,00604

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