DE19736594A1 - Retrofokus-Superweitwinkelobjektiv - Google Patents
Retrofokus-SuperweitwinkelobjektivInfo
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
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Description
Die Erfindung betrifft ein Retrofokus-Superweitwinkelobjektiv
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Superweitwinkelobjektiv kann in einer Aufzeich
nungskamera (CCTV) etc. verwendet werden. Im allgemeinen wird
ein Superweitwinkelobjektiv in einer Aufzeichnungskamera oder
ähnlichem als Objektiv verwendet, um einen Weitwinkelbereich
zu betrachten oder aufzuzeichnen. Um die hintere Bildweite zu
vergrößern und den Feldwinkel zu vergrößern, wird ein Retro
fokus-Superweitwinkelobjektiv mit einer negativen vorderen
Linsengruppe und einer positiven hinteren Linsengruppe ver
wendet. In einem solchen nach dem Retrofokus-Prinzip arbei
tenden Objektiv kann der Feldwinkel durch Erhöhen der negati
ven Brechkraft der vorderen Linsengruppe vergrößert werden.
Zu diesem Zweck tragen mehrere negative Linsenelemente der
hinteren Linsengruppe zur negativen Brechkraft bei. Im all
gemeinen bestehen die negativen Linsenelemente aus einem er
sten negativen Meniskuslinsenelement mit einer der Objekt
seite zugewandten konvexen Fläche und einem zweiten negativen
Linsenelement. Aufgrund ihrer Form kann die Meniskus
linse den Astigmatismus und die Verzeichnung eines Lichtbün
dels hauptsächlich bei einem großen Feldwinkel vorteilhaft
verringern. Vornehmlich aus diesem Grunde wird die Meniskus
linse als erstes negatives Linsenelement der vorderen Linsen
gruppe verwendet.
In einem Superweitwinkelobjektiv, das einen Feldwinkel im Be
reich von 120° bis 140° hat und in dem die vordere Linsen
gruppe aus einem ersten negativen Meniskuslinsenelement und
einem zweiten negativen Linsenelement besteht, ist der Krüm
mungsradius einer zweiten konkaven Fläche (Fläche auf der
Bildseite) des ersten negativen Meniskuslinsenelementes ver
ringert, d. h. die Tiefe der konkaven Fläche ist vergrößert.
Dies erschwert jedoch die Herstellung der Meniskuslinse. Wird
die negative Brechkraft des zweiten Linsenelementes erhöht,
so wird die negative Brechkraft des ersten Linsenelementes
verringert. Der Krümmungsradius der zweiten Fläche des ersten
Linsenelementes wird folglich vergrößert. Ist jedoch das
zweite Linsenelement aus einer Bikonkavlinse hergestellt, um
die negative Brechkraft zu erhöhen, so tritt eine umgekehrte
Bildfeldwölbung (under curvature of field) auf. Um dieses
Problem zu lösen, muß beim Entwurf eine Gewichtung angegeben
werden, um die negative Brechkraft zwischen dem ersten Lin
senelement und dem zweiten Linsenelement abzustimmen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Retrofokus-Superweitwinkel
objektiv anzugeben, bei dem ein Feldwinkel von etwa 120° bis
140° und eine F-Zahl von etwa 1,2 bis 1,4 erreicht werden
kann, ohne den Krümmungsradius einer zweiten Fläche eines er
sten negativen Meniskuslinsenelementes zu erhöhen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das zweite Linsenelement
asphärisch ist und nahe der optischen Achse als Bikonkavlinse
und in ihrem Randbereich als negative Meniskuslinse mit einer
der Objektseite zugewandten konvexen Fläche ausgebildet ist.
Da das zweite Linsenelement nahe der optischen Achse die Form
einer Bikonkavlinse hat, werden die Strahlen bei einem
kleinen Feldwinkel gebündelt. Da sie in ihrem Randbereich die
Form einer negativen Meniskuslinse mit einer der Objektseite
zugewandten konvexen Fläche hat, werden die Strahlen bei
einem großen Feldwinkel gebündelt.
Der in der Nähe der optischen Achse als Bikonkavlinse ausge
bildete Bereich und der als negative Meniskuslinse ausgebil
dete Randbereich des asphärischen zweiten Linsenelementes
grenzen beispielsweise im wesentlichen in dem Randbereich des
durch die F-Zahl gegebenen Axialbündels aneinander.
Vorzugsweise ist die Fläche des objektseitig angeordneten
zweiten Linsenelementes asphärisch und erfüllt folgende Be
dingungen:
- (1) -12 R₃/f -6
- (2) 2,0×10-2 A₄/f³ 1,0×10-1
- (3) -3,0×10- 2 A₆/f⁵ -2,0×10-3
- (4) 2,0×10-4 A₈/f⁷ 1,0×10-2
worin
R₃ der Krümmungsradius der paraxialen sphärischen Fläche
der asphärischen Fläche des zweiten Linsenelementes
ist,
A₄ ein Asphärizitätsfaktor vierter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes,
A₆ ein Asphärizitätsfaktor sechster Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes,
A₈ ein Asphärizitätsfaktor achter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes,
f die Brennweite des gesamten Linsensystems.
A₄ ein Asphärizitätsfaktor vierter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes,
A₆ ein Asphärizitätsfaktor sechster Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes,
A₈ ein Asphärizitätsfaktor achter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes,
f die Brennweite des gesamten Linsensystems.
Das asphärische zweite Linsenelement kann vollständig aus ei
ner Plastikform oder aus einer Hybridlinse hergestellt sein,
die eine sphärische Glaslinse besitzt, auf die eine asphäri
sche Kunststoffschicht aufgebracht ist.
Die hintere Linsengruppe kann aus verschiedenen Linsenkombi
nationen hergestellt sein. Beispielsweise kann die hintere
Linsengruppe ein einzelnes positives Linsenelement, eine
Blende und zwei Paar verkittete Linsen enthalten, die jeweils
ein positives Linsenelement und ein mit diesem verkittetes
negatives Linsenelement enthalten. Durch diese Anordnung kann
nicht nur das von der vorderen Linsengruppe ausgesandte
divergente Licht durch die hintere Linsengruppe effizient
empfangen werden, sondern auch die longitudinale chromatische
Aberration und die chromatische Aberration der Vergrößerung
durch einen einfachen Aufbau kompensiert werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge
genstand der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher er
läutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung
eines Superweitwinkelobjektivs in einem ersten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 2 die Diagramme der chromatischen Aberrationen in dem
Superweitwinkelobjektiv nach Fig. 1, dargestellt
durch die sphärischen Aberrationen,
Fig. 3 die Diagramme des Astigmatismus des Superweitwin
kelobjektivs nach Fig. 1,
Fig. 4 die Diagramme der Verzeichnung des Superweitwinkel
objektivs nach Fig. 1,
Fig. 5 die Koma-Diagramme des Superweitwinkelobjektivs
nach Fig. 1 bei den jeweiligen Feldwinkeln,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung
des Superweitwinkelobjektivs in einem zweiten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 7 die Diagramme der chromatischen Aberrationen in dem
Superweitwinkelobjektiv nach Fig. 6, dargestellt
durch die sphärischen Aberrationen,
Fig. 8 die Diagramme des Astigmatismus des Superweitwin
kelobjektivs nach Fig. 6,
Fig. 9 die Diagramme der Verzeichnung des Superweitwinkel
objektivs nach Fig. 6,
Fig. 10 die Koma-Diagramme des Superweitwinkelobjektivs
nach Fig. 6 bei den jeweiligen Feldwinkeln,
Fig. 11 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung
des Superweitwinkelobjektivs in einem dritten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 12 die Diagramme der chromatischen Aberrationen in dem
Superweitwinkelobjektiv nach Fig. 11, dargestellt
durch die sphärischen Aberrationen,
Fig. 13 die Diagramme des Astigmatismus des Superweitwin
kelobjektivs nach Fig. 11,
Fig. 14 die Diagramme der Verzeichnung des Superweitwinkel
objektivs nach Fig. 11,
Fig. 15 die Koma-Diagramme des Superweitwinkelobjektivs
nach Fig. 11 bei den jeweiligen Feldwinkeln,
Fig. 16 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung
des Superweitwinkelobjektivs in einem vierten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 17 die Diagramme der chromatischen Aberrationen in dem
Superweitwinkelobjektiv nach Fig. 16, dargestellt
durch die sphärischen Aberrationen,
Fig. 18 die Diagramme des Astigmatismus des Superweitwin
kelobjektivs nach Fig. 16,
Fig. 19 die Diagramme der Verzeichnung des Superweitwinkel
objektivs nach Fig. 16,
Fig. 20 die Koma-Diagramme des Superweitwinkelobjektivs
nach Fig. 16 bei den jeweiligen Feldwinkeln und
Fig. 21 eine Definition des Asphärizitätswertes, etc., ei
ner asphärischen Linse.
In einem erfindungsgemäßen Retrofokus-Superweitwinkelobjektiv
besteht eine negative erste Linsengruppe aus einem negativen
ersten Meniskuslinsenelement, dessen konvexe Fläche der Ob
jektseite zugewandt ist, und einem zweiten Linsenelement mit
mindestens einer asphärischen Fläche. Das negative erste Me
niskuslinsenelement und das zweite Linsenelement sind ausge
hend von der Objektseite in dieser Reihenfolge angeordnet.
Die Form des asphärischen zweiten Linsenelementes ist so ge
wählt, daß sie nahe der optischen Achse als Bikonkavlinse zum
Bündeln des Lichtes bei einem kleinen Feldwinkel dient, und
daß sie in ihrem Randbereich als negative Meniskuslinse
ausgebildet ist, deren konvexe Fläche der Objektseite zuge
wandt ist, um das Licht bei einem großen Feldwinkel zu bün
deln.
Das asphärische zweite Linsenelement fungiert nämlich im
Grunde als Bikonkavlinse mit negativer Brechkraft, um die ne
gative Brechkraft des ersten Meniskuslinsenelementes zu ver
ringern. Ist die negative Brechkraft der Bikonkavlinse er
höht, so tritt jedoch eine umgekehrte Bildfeldwölbung auf. Um
dieses Problem zu lösen, bildet das asphärische zweite Lin
senelement in seinem Randbereich eine negative Meniskuslinse,
deren konvexe Fläche objektseitig angeordnet ist. Ist das
asphärische zweite Linsenelement aus einer biasphärischen
Linse hergestellt, so können die Aberrationen leicht kompen
siert werden.
Vorzugsweise ist der Grenzbereich zwischen dem bikonkaven
Flächenbereich des asphärischen zweiten Linsenelementes nahe
der optischen Achse und dem negativen Meniskuslinsenbereich
am Rand im wesentlichen im Randbereich des Axialbündels an
geordnet, das durch die F-Zahl gegeben ist. Ist der zentrale
bikonkave Bereich kleiner als der Durchmesser des Randberei
ches des Axialbündels, so werden die longitudinale sphärische
Aberration und die chromatische Aberration ungünstig beein
flußt, und der Faktor der asphärischen Aberration für den
Term niedriger Ordnung wird groß. Folglich wird die Änderung
in dem Durchbiegungswert der in Fig. 21 dargestellten asphä
rischen Fläche zu groß, um eine Flächenform zu erhalten, die
am besten für die Korrektur der außeraxialen Aberrationen
geeignet ist. Ist der zentrale bikonkave Bereich größer als
der Durchmesser des Randbereichs des Axialbündels, so wird
die effektive Fläche des negativen Meniskuslinsenelementes
verringert, so daß keine effiziente Korrektur der Aberration
erreicht wird.
Die Bedingungen (1) bis (4) spezifizieren die Bedingungen an
die asphärische Fläche (dritte Fläche) des zweiten Linsenele
mentes auf der Objektseite. Bedingung (1) spezifiziert den
Krümmungsradius der paraxialen sphärischen Fläche der dritten
Fläche des zweiten Linsenelementes und die Brennweite des ge
samten optischen Systems.
Ist das in Beziehung (1) angegebene Verhältnis kleiner als
die untere Grenze, so ist der Krümmungsradius groß, und es
wird schwierig, eine in Bezug auf die Brennweite ausreichende
hintere Bildweite zu erhalten. Übersteigt das Verhältnis die
obere Grenze, so ist der Krümmungsradius zu klein, um die
außeraxialen Aberrationen durch die asphärische Fläche zu
korrigieren.
Durch (2) ist die Bedingung an den Asphärizitätsfaktor vier
ter Ordnung der asphärischen Fläche gegeben. Ist das in Be
dingung (2) angegebene Verhältnis kleiner als die untere
Grenze, so kann der Astigmatismus nicht ausreichend kompen
siert werden. Überschreitet das in Bedingung (2) angegebene
Verhältnis die obere Grenze, so ist der Durchbiegungswert von
der sphärischen (dritten) Fläche in Bezug auf die F-Zahl des
optischen Systems (Axialbündel) so groß, daß die sphärische
Aberration ungünstig beeinflußt wird und somit die Leistung
des zentralen Bereichs des Objektivs herabgesetzt ist.
Die Bedingungen an die Asphärizitätsfaktoren sechster Ordnung
und achter Ordnung der asphärischen Fläche sind durch (3)
bzw. (4) gegeben. Ist Bedingung (3) oder (4) nicht erfüllt,
so wächst der Astigmatismus in Richtung des Randbereiches des
Objektivs an, wenn der Feldwinkel groß ist.
Die Bedingungen an die zweite Linsengruppe sind durch (5) bis
(8) nach Anspruch 8 gegeben. Die Bedingungen (5) und (6) spe
zifizieren den Krümmungsradius der Fläche (8-te Fläche) des
vierten Linsenelementes auf der Bildseite, den Krümmungsra
dius der Fläche (11-te Fläche) des sechsten Linsenelementes
auf der Bildseite und die Brennweite des gesamten Objektivs.
Die Bedingungen (7) und (8) spezifizieren das Verhältnis der
resultierenden Brennweite des vierten und fünften Linsenele
mentes und die Brennweite des gesamten Linsensystems bzw. das
Verhältnis der resultierenden Brennweite des sechsten und
siebten Linsenelementes und die Brennweite des gesamten Lin
sensystems.
Ist das in Bedingung (7) oder (8) angegebene Verhältnis
größer als die obere Grenze, so steigt die Brennweite des ge
samten optischen Systems an, so daß der Feldwinkel für die
gleiche Bildgröße verringert werden kann. Ist das in der Be
dingung (7) oder (8) angegebene Verhältnis kleiner als die
untere Grenze, so wird es schwierig, eine in Bezug auf die
Brennweite ausreichende hintere Bildweite zu erhalten.
Sind die Bedingungen (7) und (8) erfüllt, Bedingung (5) je
doch nicht, so werden die sphärischen Aberrationen und die
longitudinalen chromatischen Aberrationen erhöht, wodurch die
optische Leistung des zentralen Bereichs der Bildfläche ver
schlechtert wird. Versucht man, diese Aberrationen durch an
dere Linsenflächen zu korrigieren, so kann die außeraxiale
Aberration nicht genügend korrigiert werden.
Ist das in Bedingung (6) angegebene Verhältnis kleiner als
die untere Grenze, so tritt eine Überkorrektur der chromati
schen Aberration der Vergrößerung auf, und die außeraxiale
optische Leistung wird verschlechtert. Ist das in Bedingung
(6) angegebene Verhältnis größer als die obere Grenze, so ist
es schwierig, die sphärischen Aberrationen zu korrigieren und
gleichzeitig Bedingung (5) zu erfüllen.
Im folgenden werden numerische Beispiele des Superweitwinkel
objektivs an Hand der Zeichnungen und Tabellen diskutiert.
In den folgenden Tabellen und Diagrammen sind die d-Linie,
die g-Linie und die C-Linie die chromatischen Aberrationen,
dargestellt durch die sphärischen Aberrationen bei den jewei
ligen Wellenlängen, S die Sagittalstrahlen, M die Meridional
strahlen, FNO die F-Zahl, f die Brennweite, W der halbe Feld
winkel, fB die hintere Bildweite, R der Krümmungsradius, D
die Entfernung zwischen den Linsenflächen, Nd der Brechungs
index der d-Linie und νd die Abbe-Zahl der d-Linie. Die hin
tere Bildweite bezieht sich auf die reduzierte Entfernung fB
zwischen den Flächen Nr. 12 und Nr. 15.
Die rotationssymmetrische asphärische Fläche kann im allge
meinen wie folgt ausgedrückt werden:
worin
h die Höhe über der Achse ist,
x die Entfernung von der Tangentialebene an den asphä rischen Scheitel,
C die Krümmung des asphärischen Scheitels (1/r),
K eine Konizitätskonstante,
A4 ein Asphärizitätsfaktor vierter Ordnung,
A6 ein Asphärizitätsfaktor sechster Ordnung,
A8 ein Asphärizitätsfaktor achter Ordnung,
A10 ein Asphärizitätsfaktor zehnter Ordnung.
h die Höhe über der Achse ist,
x die Entfernung von der Tangentialebene an den asphä rischen Scheitel,
C die Krümmung des asphärischen Scheitels (1/r),
K eine Konizitätskonstante,
A4 ein Asphärizitätsfaktor vierter Ordnung,
A6 ein Asphärizitätsfaktor sechster Ordnung,
A8 ein Asphärizitätsfaktor achter Ordnung,
A10 ein Asphärizitätsfaktor zehnter Ordnung.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Superweitwin
kelobjektivs. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Lin
sensystem aus einer vorderen Linsengruppe 10 und einer hinte
ren Linsengruppe 20, die ausgehend von der Objektseite in
dieser Reihenfolge, d. h. in Fig. 1 von links nach rechts, an
geordnet sind. Die vordere Linsengruppe 10 besteht aus einem
ersten Linsenelement 11, das aus einer negativen Meniskus
linse mit einer objektseitig angeordneten konvexen Fläche
hergestellt ist, und einem zweiten Linsenelement 12, das aus
einer biasphärischen Linse hergestellt ist, die in ihrem zen
tralen Bereich als Bikonkavlinse und in ihrem Randbereich als
negative Meniskuslinse mit einer konvexen Fläche ausgebildet
ist. Das erste Linsenelement 11 und das zweiten Linsenelement
12 sind in der genannten Reihenfolge ausgehend von der Ob
jektseite angeordnet.
Die hintere Linsengruppe 20 besteht aus einem dritten Linsen
element 21, das aus einer positiven Meniskuslinse mit einer
bildseitig angeordneten konvexen Fläche hergestellt ist, ei
ner ersten verkitteten Linsenanordnung, die aus einem vierten
Linsenelement 22 einer Bikonkavlinse und einem mit diesem
verkitteten fünften Linsenelement 23 einer Bikonvexlinse be
steht, und einer zweiten verkitteten Linsenanordnung, die aus
einem sechsten Linsenelement 24 einer negativen Meniskuslinse
mit einer objektseitig angeordneten konvexen Fläche und einem
mit diesem verkitteten siebten Linsenelement 25 einer
bikonvexen Linse besteht. Diese Linsenelemente sind von der
Objektseite betrachtet in der genannten Reihenfolge angeord
net.
Zwischen dem dritten Linsenelement 21 und dem vierten Linsen
element 22 ist eine Blende S vorgesehen. C bezeichnet eine
Glasabdeckung des CCD.
Numerische Daten des Superweitwinkelobjektivs nach Fig. 1
sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Flächen Nr. 13 und 14 ent
sprechen den Flächen der Glasabdeckung C. Die Fläche Nr. 15
bezieht sich auf die Bildaufnahmefläche des CCD.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen die Diagramme der Aberrationen des
Linsensystems nach Fig. 1.
Die asphärische Fläche Nr. 3 des zweiten Linsenelementes 12
fungiert in ihrem zentralen Bereich als Bikonkavlinse und in
ihrem Randbereich als negative Meniskuslinse mit einer ob
jektseitig angeordneten konvexen Fläche. Die Form, der
paraxiale Sphärizitätswert und der Asphärizitätswert (Wert
der sphärischen Abweichung) der Fläche Nr. 3 sind in Tabelle
2 aufgeführt. Die Definition des Asphärizitätswertes etc.
kann der Fig. 21 entnommen werden.
Die Wendepunkte (Biegungspunkte) in der Sagittalrichtung und
der Meridionalrichtung können durch die linearen Diffe
rentiale bzw. die Differentiale zweiter Ordnung der in Tabel
le aufgeführten Flächenzahlen (Form) erhalten werden.
Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Superweit
winkelobjektivs. Der Grundaufbau des Objektivs in dem zweiten
Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen derselbe wie der des
ersten Ausführungsbeispiels, mit der Ausnahme, daß das vierte
Linsenelement 22 der zweiten Linsengruppe 20 aus einer
negativen Meniskuslinse hergestellt ist, die objektseitig ei
ne konvexe Fläche hat. Numerische Daten für das zweite Aus
führungsbeispiel sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Flächen
zahl, der paraxiale Sphärizitätswert und die Asphärizitäts
werte der Fläche Nr. 3 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Die Fig.
7 bis 10 zeigen die Diagramme der Aberrationen des zweiten
Ausführungsbeispiels des Objektivs.
Fig. 11 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Superweit
winkelobjektivs. Der Grundaufbau des dritten Ausführungsbei
spiels ist im wesentlichen derselbe wie der des zweiten Aus
führungsbeispiels. Numerische Daten für das dritte Ausfüh
rungsbeispiel sind in Tabelle 5 aufgeführt. Die Flächenzahl,
der paraxiale Sphärizitätswert und der Asphärizitätswert der
Fläche Nr. 3 sind in Tabelle 6 aufgeführt. Die Fig. 12 bis 15
zeigen die Diagramme der Aberrationen des dritten Ausfüh
rungsbeispiels des Objektivs.
Fig. 16 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Superweit
winkelobjektivs. Der Grundaufbau des vierten Ausführungsbei
spiels ist im wesentlichen derselbe wie der des zweiten Aus
führungsbeispiels. Numerische Daten für das vierte Ausfüh
rungsbeispiel sind in Tabelle 7 aufgeführt. Die Flächenzahl,
der paraxiale Sphärizitätswert und der Asphärizitätswert der
Fläche Nr. 3 sind in Tabelle 8 aufgeführt. Die Fig. 17 bis 20
zeigen die Diagramme der Aberrationen des vierten Ausfüh
rungsbeispiels des Objektivs.
Werte der in den Bedingungen (1) bis (8) angegebenen Verhält
nisse sind für die vier Ausführungsbeispiele in Tabelle 9
aufgeführt.
Das Superweitwinkelobjektiv hat einen Feldwinkel von etwa
120° bis 140° und eine F-Zahl von etwa 1,2 bis 1,4. In dem
Superweitwinkelobjektiv können die Aberrationen effizient
kompensiert werden.
Claims (11)
1. Retrofokus-Superweitwinkelobjektiv mit einer von objekt
seitig betrachtet vorderen Linsengruppe (10) mit negati
ver Brechkraft und einer hinteren Linsengruppe (20) mit
positiver Brechkraft, bei dem die vordere Linsengruppe
(10) ein erstes negatives Meniskuslinsenelement (11) mit
einer der Objektseite zugewandten konvexen Fläche und ein
zweites Linsenelement (12) enthält, die von der Ob
jektseite aus gesehen in genannter Reihenfolge angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Linsen
element (12) mindestens eine asphärische Fläche hat und
nahe der optischen Achse als Bikonkavlinse und in ihrem
Randbereich als negative Meniskuslinse mit einer der Ob
jektseite zugewandten konvexen Fläche ausgebildet ist.
2. Superweitwinkelobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zweite Linsenelement (12) mit einander
abgewandten asphärischen Flächen versehen ist.
3. Superweitwinkelobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der nahe der optischen Achse als Bi
konkavlinse ausgebildete Bereich und der als negative Me
niskuslinse ausgebildete Randbereich des asphärischen
zweiten Linsenelementes (12) im wesentlichen in einem
Randbereich eines durch eine F-Zahl festgelegten Axial
bündels aneinandergrenzen.
4. Superweitwinkelobjektiv nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Objektseite
zugewandte Fläche des zweiten Linsenelementes (12) asphä
risch ist und folgende Bedingungen erfüllt:
- (1) -12 R₃/f -6
- (2) 2,0×10-2 A₄/f³ 1,0×10-1
- (3) -3,0×10-2 A₆/f⁵ -2,0×10-3
- (4) 2,0×10-4 A₈/f⁷ 1,0×10-2
worin
R₃ der Krümmungsradius der paraxialen sphärischen Fläche der asphärischen Fläche des zweiten Linsenelementes (12) ist,
A₄ ein Asphärizitätsfaktor vierter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes (12)
A₆ ein Asphärizitätsfaktor sechster Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes (12),
A₈ ein Asphärizitätsfaktor achter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes (12),
f die Brennweite des gesamten Superweitwinkelobjektivs.
R₃ der Krümmungsradius der paraxialen sphärischen Fläche der asphärischen Fläche des zweiten Linsenelementes (12) ist,
A₄ ein Asphärizitätsfaktor vierter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes (12)
A₆ ein Asphärizitätsfaktor sechster Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes (12),
A₈ ein Asphärizitätsfaktor achter Ordnung der asphäri schen Fläche des zweiten Linsenelementes (12),
f die Brennweite des gesamten Superweitwinkelobjektivs.
5. Superweitwinkelvarioobjektiv nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere
Linsengruppe (20) mindestens ein einzelnes drittes Lin
senelement (21) und eine Blende (S) enthält, die von der
Objektseite aus gesehen in genannter Reihenfolge angeord
net sind.
6. Superweitwinkelobjektiv nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das dritte Linsenelement (21) positive
Brechkraft hat.
7. Superweitwinkelobjektiv nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die hintere Linsengruppe (10) zwei
Paare verkittete Linsen enthält, von denen das erste Paar
ein negatives viertes Linsenelement (22) und ein mit die
sem verkittetes positives fünftes Linsenelement (23) und
das zweite Paar ein negatives sechstes Linsenelement (24)
und ein mit diesem verkittetes positives siebtes Linsen
element (25) enthält, die von der Objektseite aus gesehen
hinter der Blende (S) angeordnet sind.
8. Superweitwinkelobjektiv nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß folgende Bedingungen erfüllt sind:
- (5) 2,50 R₈/f 3,10
- (6) 2,35 R₁₁/f 2,55
- (7) 14 f7-9
- (8) 4 f10-12 5
worin
R₈ der Krümmungsradius der Fläche (22) des vierten Linsenelementes auf der Bildseite ist,
R₁₁ der Krümmungsradius der Fläche des sechsten Lin senelementes (24) auf der Bildseite,
f7-9 die resultierende Brennweite des vierten und fünften Linsenelementes (22, 23),
f10-12 die resultierende Brennweite des sechsten und siebten Linsenelementes (24, 25).
R₈ der Krümmungsradius der Fläche (22) des vierten Linsenelementes auf der Bildseite ist,
R₁₁ der Krümmungsradius der Fläche des sechsten Lin senelementes (24) auf der Bildseite,
f7-9 die resultierende Brennweite des vierten und fünften Linsenelementes (22, 23),
f10-12 die resultierende Brennweite des sechsten und siebten Linsenelementes (24, 25).
9. Superweitwinkelobjektiv nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das dritte Linsenelement (21) eine positive
Meniskuslinse mit einer konvexen Fläche auf der Bildsei
te, das vierte Linsenelement (22) eine negative Linse mit
einer konkaven Fläche auf der Bildseite, das fünfte Lin
senelement (23) eine positive Bikonvexlinse, das sechste
Linsenelement (24) eine negative Meniskuslinse mit einer
konvexen Fläche auf der Objektseite und das siebte Lin
senelement (25) eine positive Bikonvexlinse ist.
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP22239496 | 1996-08-23 | ||
JP9201903A JP3062735B2 (ja) | 1996-08-23 | 1997-07-28 | 非球面レンズを用いた超広角レンズ系 |
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US (1) | US5861999A (de) |
JP (1) | JP3062735B2 (de) |
CN (1) | CN1107236C (de) |
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