DE2004245A1 - Retrofokus-Weitwinkellinsensystem - Google Patents

Description

Nippon .Kogaku K.K. Nippon Kogaku Case 110

Tokyo. Japan RetrofoIus-WeitwinkelJiisensystem

Die Erfindung bezJäit sich auf ein Retrofokus-Weitwinkellinsensystem.

Je größer bei einem Retrofokus-Weitwinkellinsensystem der Abstand der ersten Linse von der Blende wird, desto besser kön- A nen die Linsenfehler auskorrigiert werden. Insbesondere gilt diese Tendenz für den Astigmatismus und die Wegfeldkrümmung.

Wenn jedoch dieser Abstand zunimmt, muß der Durchmesser der ersten Linse erhöht werden, so daß auch der Durchmesser eines, diesem System vorgeschalteten Filters unvermeidlich wächst.

Während diese Eigenschaften sich bei einem für Kleinbildkameras, z.B. eine 35mm-Kamera, entworfenen Objektiv nicht stark störend auswirken, werden sie bei solchen Objektiven für größerformatige Kameras, z.B. des Formates βκβ oder 6x7 cm zu einem Problem, weil feier der Durchmesser des Linsensystems sowie eines ggf. vorgesetzten Filters Übermäßig hoch sind.

Demgemäß ist' es hauptsächlich Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Retrofolus-Weitwinkellinsensystem bereitzustellen, das die vorstehenden Nachteile nicht besitzt, im Aufbau kompakt ist und bei dem die Aberrationen auf ein Minimum, reduziert sind.

00983^/1275 ' · i

Das erfindungsgemäße Retrofokus-Weitwinkellinsensystem ist von der Objektieite her gesehen - gekennzeichnet durch eine positive Meniskuslinse mit konveker Vorderfläche, zwei negative Meniskuslinsen mit Je konvexer Vorderfläche, eine positive Linse, eine negative Linse, eine positive Meniskuslinse mit konkaver Vorderfläche und eine positive Linse, sowie durch die folgenden Systembedingungen

0,6f l_ If^ \J_ O,9f
0,45 1 L. £ d l_ 0,65f

in

iv R₇ L I

hierin bedeuten:

f = die Gesamtbrennweite des Linsensystems f^= die Gesambrennweite des zerstreuenden Systemteils

(der ersten drei Linsen)
d « die Ltisendicken und Luftabstände und R » den Krümmungsradius

Die beiden wesentlichsten Vorteile des erfindungsgemäßen Objektivs sind die folgenden:

(1) Die Durchmesser des Linsensystems ebenso der beigegebenen Filter können beachtlich reduziert werden. Beispielsweise kann der Durchmesser des Filters auf etwa das O,6fache des Wertes für ein übliches Linsensystem reduziert werden, das An gleichen Bildfeldwinkel besitzt*

(2) Die Bildfeldkrümmung, der Astigmatismus und die Coma sind selbst bei einem Bildfeldwinkel von 80° befriedigend korrigiert., u.;d man erhält ein Linsensystem, das sich insbesondere

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- 3 -V · ■'..■ . .·. auch für großformatige einäugige Spiegelreflexkameras eignet.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung haben eine .F-Zahl von 4 bzw. 2,8 und einen Bildfeldwinkel von 80° bzw. 76°, und haben Schnittweiten, die mehr als das,1,3fache der jeweiligen Systembrennweite ist. ...... -

Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausfhrungsformen im einzelnen erläutert; es zeigent

Fig. 1 die Schnittansicht der ersten Ausführungsform, Fig. 2 den Korrektionszustand des Objektivs nach Fig. 1, Fig. 3 die Schnittansicht der zweiten Ausführungsform, bei der statt des gekitteten Linsengliedes L4 in Fig. 1

eine Einzellinse vorgesehen ist, und Fig. 4 den Korrektionszustand des Objektivs nach Fig. 3.

Entsprechend Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes Retrofokus-Linsensystem eine positive Miniskuslinse L1 mit konvexer Vorderfläche auf , gefolgt von einer ersten negativen Meniskuslinse L2 und einer zweiten negativen Meniskuslinse L3 mit je konvexer Vorderfläche> einer positiven Linse L4, einer negativen Linse L5» einer positiven Meniskuslinse L6 mit konkaver Vorderfläche und einer positiven Linse L7. Das System erfüllt dabei die folgenden Systembedingungen:

II O,45f L·^ ^d L· O»65f

III d_? + d₈ > d₅

IV R₇ L. (R₉I 009836/1275

Hierin bedeutet:

f die Gesamtbrennweite

fx die Gesamtbrennweite des zerstreuenden Systemteils LI, L2, L3

d die Linsendicken und den Luftabstand zwischen den Linsen und R den Krümmungsradius der Linsen

Um ein kompaktes Retrofokus-Linsensystem zu erhalten, muß der fe Abstand zwischen der Frontblende und der Blendenlage verringert werden. Zu diesem Zweck ist es die beste Methode, die Luftabstände zu reduzieren, jedoch erhält man nicht eine gewünschte Schnittweite, wenn man nur die Luftabstände reduziert.

Deshalb hat gemäß der Erfindung der zerstreuende Systemteil eine sehr starke Brennkraft (Bedingung I), wodurch die Miniaturisierung und die lange Schuttweite des Objektivs sichergestellt ist. Das Problem ist jedoch hierbei die Zunahme der negativen Verzeichnung. Zu deren Korrektion wird die positive Meniskuslinse an der äußersten oder ersten Stellung des liisensystems entsprechend der Erfindung angeordnet. In dieser Lage hat die positive Meniskuslinse die Tendenz, in ihrem Durchmesser zuzunehmen, so daß, um dieses zu vermeiden, es vorteilhaft ist, daß die gegenüberliegenden Flächen zwischen der positiven Meniskuslinse L1 und der negativen Meniskuslinse L2 die folgende Beziehung erfüllen

1,8 l_ R₂/R₃ l_ 2,8

wodurch der Luftabstand zwischen diesen Linsen am Umfang derselben nicht zu groß wird.

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: - 5 - "·■·■■'.

Wenn die Bedingung I nicht erfüllt ist, d.h. wenn (f^l kleiner als die untere Grenze von O,6f ist, dann erhöht sich die negative Verzeichnung. Liegt andererseits if/\) oberhalb der oberen Grenze von O,9f, dann reduziert sich die Schnittweite.

Wenn die Summe yd kleiner ist als die untere Grenze der Bedin-

4* . ' ' -■■■■■■■.■'
gung II, so reduziert sich die Schnittweite. Ist andererseits der Wert dieser Summe oberhalb der oberen Grenze von O,65f gelegen, so kann das Ziel der Erfindung, das Linsensystem zu j miniaturisieren, nicht erreicht werden. Der zerstreuende Systemteil, bestehend aus einer positiven und einer negativen Meniskuslinse, ist bekannt, wenn aber bei diesem Systemteil die erfindungsgemäß vorgesehenen Bedingungen erfüllt werden,müssen, muß der Krümmungsradius der konkaven Fläche des negativen Meniskus ausgesprochen klein gemacht werden, wodurch die sphärische Aberration und die Coma stark erhöht werden. Deshalb muß der divergierende Systemteil zumindest zwei negative Meniskuslinsen aufweisen. Die Bedingung III dient zur Eliminierung des restlichen Astigmatismus, der dazu neigt, im Mittelteil ™ der Bildebene aufzutreten, wenn das Linsensystem miniaturisiert wird. Die Bedingung IV ist zur Erfüllung der Sinusbedingung notwendig, die dazu neigt, in positiver Richtung wegen der starken Brechnngskraft des zerstreuenden Systemteils verschlechtert zu werden. Andererseits erhöht sich die Coma in positiver Richtung durch die oberhalb der Blendenlage schräg einfallenden Lichtstrahlen stark, was mit der Verschlechterung der Sinusbedingung in der positiven Richtung in Beziehung steht. In diesem Fall wird das Korrigieren der Fehler mit Hilfe der anderen Oberflächen zu schwierig, so daß die Bedingung IV erfüllt sein muß. 00 9 8 367 127 5

- 6 —

Ein durchgerechnetes Ausführungsbeispiel des Objektivs nach Fig. 1 hat die im .Anspruch 2 wiedergegebenen numerischen Werte für die einzelnen Krümmungsradien FL, I^...» die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände d.., dp ... und die Brechungsindices η_Λ, n_o ... sowie Abbezahlen vd , vd_o ... der benutzten Glassorten, sämtlich von der Objekt/seite her fortlaufend durchnummeriert.

Fig. 2 zeigt den Korrektionszustand dieses Objektivs, nämlich die Coma (A), die sphärische Aberration (B), den Astigmatismus (O), die Verzeichnung (D) und den Astigmatismus bei einer Vergrößerung von 1/30 (E).

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Die Seidel* sehen Aberrationsfcoeffizienten für die brechenden Flächen isind in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben.

	Sphär. Aberration	Göma	Merid.Bild-. feldkrlimniung	Sagitt.Bildfeld krümmung	Verzeich nung
1	0,041	0,052	0,416	0,285	0,360
2	0,001	0,005	-0,002	-0,078	-0,663
3	0,01$	0,021	0,572;;	0,308'	0,470
4	-6,484	0,419	-0,906	-0,852	0,055
VJl	3,972	0,479	0,726	0,611	0,074
6	-26,414	1,677 .	-1,300	-1,087	0,069
7	18,965	1,549	0,903	0,650	0,053
8	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000
9	6,835	-2,166	2,491	1,119	-0,355
10	-7,330	1,635	-1,666	-0,936	0,209
11	-3,969	-2,101	-3,603	-1,379	-0,730
12	0,001	0,006	0,636	0,009	0,439
13	4,334	-0,673	1,031	Q,821	-0,128
14	0,001	0,009	0,173	0,054	0,363
15	11,187	-1,082	0,884	0,614	-0,06p
	1,152	-0,170	0,095	.0,139	0,156

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Fig. 3 zeigt die Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform, bei der das Linsenglied LA als Einzellinse und nicht wie in Fig. 1 als Kittglied ausgebildet ist. Ein durchgerechnetes Ausführungsbeispiel hat die im Anspruch 3 wiedergegebenen numerischen Werte, deren Bedeutung die gleiche ist, wie vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel definiert, jedoch sind hier die Werte für Rg, n, und vd,- weggelassen, weil das Glied IA als Einzellinse ausgebildet ist.

Die Fig. 4 zeigt den Korrektionszustand dieses Objektivs, nämlich die Coma (A), die sphärische Aberration (B), den Astigmatismus (C) und die Verzeichnung (D).

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Claims (3)

- 9 Patentansprüche

1. Retrofokus-Weitwinkellinsensystem gekennzeichnet - von der Objektseite her gesehen - durch eine positive Meniskuslinse (11) mit konvexer Vorderfläche, negative Meniskuslinsen (L2, L3) mit je konvexer Vorderfläche, eine positive Linse (IA)-, eine negative Linse (13), eine positive Meniskuslinse mit konkaver Vorderfläche (L6) und eine positive Linse (L7)sowie durch die folgenden Systembedingungen I O,6f υ |f_ΔI /_ O.,9f

O,45f i_V^d L· 0,

III d_{7 +} d_8>d₆

IV

worin bedeuten:

f die Gesamtbrennweite des Linsensystems f^die Gesamtbrennweite des zerstreuenden Systemteils (bestehend aus L1, L2, L3-)

d die axiale Linsendicken und Luftabstände und R den Krümmungsradius.

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2. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:

Gesamtbrennweite f = 100, Bildfeldwinkel -80°, relative Öffnung β f:4

R₁ a 180,00

^I Cl₁ = 9,75 U₁ a 1,6516 Vd₁ = 58,5 R₉ a 339,3 ^Ί

* d₉ = 0,18

R = 140,97

^ cU a 3,97 n₉ a 1,6516 Vd₉ = 58,5

Ra = 47,83 ■ ^D * *

⁴ d, = 13,72
R a 71 HO

⁵ ' d- a 2,89 n, a 1,6516 vd, = 58,5 Rf- = 40,25 ? O 1

^b cL· a 21,84

R = 76,61 °

' d7 = 19,86 n, = 1,67003 vd. = 47,2

R = -144,40 ' HH

⁰ do = 22,38 n_R = 1,6695 vd_R = 5iQi5

Rq a - 92,60 ο 3 ?

^y d_Q = 20,40

R₁₀ = - 75,27 ^y

^Ίυ d_in =1,8 Uf- = 1,7552 vd_fi = 27,5

R₁₁ = 161,19 ^{10 6 6}

^II d = 3,25
R₁₀ = -124,00 ^Ί '

^ltL d₁₉ = 5,78 XiT₇ a 1,60738 Vd₇ = 56,7

R₁, = - 52,71 ¹^ ' · ⁽

⁰ d., = 0,18

R₁A = 6317,0 ^Ί0

¹⁴ d_1/t = 6,50 n_ft a 1,6425 vd_ft = 58,1

R₁₅ a - 76,79 14 β ö

Schnittweite = 136,96 ί_Δ a -69,9

I d » 52,35

0 0 9836/1275

3. Objektiv nach Anspruch T, gekennzeichnet" durch folgende Daten:

Gesamtbrennweite\f = 1OO> Bildfeldwinkel 76°, relative Öffnung f:2,8

R₂ =
^R3 ⁼

^R5 =

^R6 ■■
R₇ =

183,46

356,30

141,73

49,02

78,54

45,77

82,09

= -109,25

R₁₀ = ;-■■- 73,82 R₁₁ = 163,39 R₁₂ = -183,07 R₁₃ = - 57,87 R₁₄ =13780,0 R₁₅ =—93,17

^d4 =

^d5 * ^d6 = ^d7+8⁼

^d9 >. ^d10 ■

U₁₂ = d₁₃ =

9,25

0,2

3,94 13,78-

2,95 26,77 #0,55 20,67

2,95

5,9

6,5

0,2

6,6 -H₁ = 1,6483.1 Vd₁ = 33,8 n₂ = 1,62041

Schnittweite ■ - 138,82 f_Ä «480,56

?d = 56,89

= 60,3

Xi₃- ^ 1,6583 Vd₃ = 57,3 n.= 1,6695 vd- = 51,5

I₆ = 1>74 Vd₆ = 28,2

1,62041 Vd₇ = 60,3

1,6968 Vd₈ = 55,6

98 36/ 127

Leerseite