DE2004245C3 - Weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Weitwinkelobjektive vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit - von der Objektscitc her gesehen einer positiven Meniskuslinse mit konvexer Vorderfläche, zwei negativen Meniskuslinsen mit jeweils konvexer Vorderfläche, einer positiven Linse, die eine Kittfläche enthalten kann, einer negativen Linse, einer positiven Meniskuslinse mit konkaver Vorderfläche und einer positiven Linse.

Je größer bei einem solchen Weitwinkelobjektiv der Abstand der ersten Linse von der Blende wird, desto besser können die Linsenfehler auskorrigiert werden. Insbesondere gilt diese Tendenz für den Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung.

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 35-mm-Kamera, entworfenen Objektiv nicht stark störend auswirken, werden sie bei solchen Objektiven für größerformadge Kameras, z. B. des Formates 6x6 oder 6 χ 7 cm zu einem Problem, weil hier der Durchmesser des Linsensystems sowie eines gegebenenfalls vorgesetzten Filters übermäßig hoch sind.

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

Ausgehend von den folgenden allgemeinen Entwurfserwägungen :

ι 0,6/ZlZJZo^/,

II 0,45/Z Σ«/Ζ 0,65/,

III

ά_η + ί/₈ > ί/₅,

IV R₇Z|Rg|,

hierin bedeutet:

/ = die Gesamtbrennweite des Linsensystems,
/j = die Gesamtbrennweite des zerstreuenden Sy-

slemteils (der ersten drei Linsen),
J = die Linsendicken und Luftabstände und
R = den Krümmungsradius,

ist das erfindungsgemäße Objektiv bei einer Gesamtbrennweite / = 100, einem Bildfeldwinkel = 80" und einer relativen Öffnung =1:4, gekennzeichnet durch die im Anspruch 1 angegebenen Fertigungsdaten.

Ein erfindungsgemäßes Objektiv mit der Gesamtbrennweite / = 100, einem Bildfeldwinkel = 76" und einer relativen Öffnung = I : 2,8 ist gekennzeichnet durch die im Anspruch 2 angegebenen Fertigungsdaten.

Die beiden wesentlichen 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 0,6fache des Wertes für ein übliches Linsensystem reduziert werden, das den gleichen Bildfeldwinkel besitzt.

2. Die Bildfeldkrümmung, der Astigmatismus und die Coma sind selbst bei einem Bildfeldwinkel von 80 befriedigend korrigiert, und man erhält ein Linsensystem, das sich insbesondere auch für großformatige einäugige Spiegelreflexkameras eignet.

Die Erfindung ist im folgenden au Hand der Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 die Schnittansicht des Objektivs nach Anspruch 1,

F i 2. 2 den Korrektionszustand des Objektivs nach Fig. 1,

F i g. 3 die Schnittansicht des Objektivs nach Anspruch 2, bei dem statt des gekitteten Linsengliedes L 4 in F i g. 1 eine Einzellinse vorgesehen ist, und

F i g. 4 den Korrektionszustand des Objektivs nach Fig. .3.

Das erfindungsgemäße Linsensystem weist eine positive Meniskuslinse L 1 mit konvexer Vorderfläche auf, gefolgt von einer ersten negativen Meniskuslinse L 2 und einer zweiten negativen Meniskuslinse L 3 mit je konvexer Vorderfläche, einer positiven Linse L 4, die eine Kittfläche enthalten kann, einer negativen Linse L 5, einer positiven Meniskuslinse L 6 mit konkaver Vorderfläche und einer positiven Linse L 7. Das System ist ausgelegt unter Beachtung der folgenden Systembedingungen:

I 0,6 f.Z. Il! 0.9/.

II
III

IV

0,45

ά_η + Jn > d_s.

0,65 /.

Hierin bedeutet:

/ = die Gesamtbrennweite,
/j = die Gesamtbrennweite des zerstreuenden
_w stemteils Li, Ll, L 3,

d = die Linsendicken und den Luftabstand

zwischen den Linsen und
R = den Krümmungsradius der Linsen.

Um ein kompaktes Linsensystem des angegebenen

4) Typs zu erhalten, muß der Abstand zwischen der Frontlinse und der Blende 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 Luftabständc reduziert.

Deshalb hat der zerstreuende Systemteil eine sehr starke Brechkraft (Bedingung I), wodurch die Miniaturisierung und die lange Schnittweite des Objektivs sichergestellt ist. Das Problem ist jedoch hierbei die

>5 Zunahme der negativen Verzeichnung. Zu deren Korrektion wird die positive Meniskuslinse an der ersten Stelle des Linsensystems angeordnet. In dieser Lage hat die positive Meniskuslinse die Tendenz, in ihrem Durchmesser zuzunehmen, so daß, um dieses

fao zu vermeiden, es vorteilhaft ist, daß die gegenüberliegenden Flächen zwischen der positiven Meniskuslinse L 1 und der negativen Meniskuslinse L 2 die folgende Beziehung erfüllen

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

Wenn die Bedingung I nicht erfüllt ist. d. h.. wenn I /j! kleiner als die untere Grenze von 0.6 / ist. dann erhöht sich die negative Verzeichnung. Liegt andererseits I /, | oberhalb der oberen Grenze von 0.9 /. dann reduziert sich die Schnittweile

(1

Wenn die Summe^i/ kleiner als die untere Grenze

der Bedingung II. so reduziert sich die Schnittweite. Ist andererseits der Wert dieser Summcoberhalb der oberen Grenze von 0.65 / gelegen, so kann das Ziel der Erfindung, das Linsensystem zu miniaturisieren, nicht erreicht werden. Der zerstreuende Systemteil, bestehend aus einer positiven und einer negativen Meniskuslinse, ist bekannt, wenn aber bei diesem Systemteil die für die erfindungsgemäßen Objektive 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 im Mittelteil der Bildebene auftritt, wenn das Linsensystem miniaturisiert wird. Die Bedingung IV ist zur

2(1 Erfüllung der Sinusbedingung notwendig, die wcgei der starken Brechkraft des zerstreuenden Systemteil· dazu neigt, in positiver Richtung verschlechtert zi werden. Andererseits erhöht sich die Coma in positive) Richtung durch die oberhalb der Blende schräg ein fallenden Lichtstrahlen stark, was mit der Verschlech toning der Sinusbedingung in der positiven Richtung in Beziehung steht. In diesem Fall wird das Korrigieret der Fehler mit Hilfe der anderen Oberflächen zi schwierig, so daß die Bedingung IV erfüllt sein muß

Das Objektiv nach F i g. 1 hat die im Anspruch i wiedergegebenen numerischen Werte für die einzelner Krümmungsradien Rj. R₂ ■ . .. die axialen Linsen dicken bzw. Luflubständc</,.</-, . . . und die Brcchungs indizes U₁. n₂ .. . sowie Abbezahlen id,, ui-, ... de bentil/ien Glassüiien. sämtlich von der Objeklseiii her fortlaufend durchnumeriert.

F i g. 2 zeigt den Korrektionszustand des Objek tivs nach Fig. 1, nämlich die Coma (A). die sphäri sehe Aberration (B). den Astigmatismus (C), die Vcr zeichnung (D) und den Astigmatismus bei einer Vcr größerung von 1/30 (E).

Die Seideischen Aberrationskoeffizienten für dii brechenden Flächen sind in der nachstehenden Tabelli wiederueücbcn.

Sphär. Aberration

0.041
0.001

0.013

- 6,484
3.972

-26.414

18.965

0.000

6.835

- 7.330

- 3.969
0.001
4.334
0.001

11.187
1.152

Coma

0.052 0.005 0,021 0,419 0.479 1.677 1.549 0,000

-2,166 1.635

-2.101 0.006

-0.673 0.009

-1.082

-0.170

Merid. Bildfeld	Sagitt. BiIdIcId-	Verzeichnung
krümmung	krümmung
0.416	0.285	0,360
-0.002	-0.078	-0,663
0.372	0.308	0.470
-0.906	-0.852	0,055
0.726	0.611	0,074
-1.300	-1,087	0,069
0.903	0,650	0,053
0.000	0.000	0,000
2,491	1,119	-0.355
-1.666	-0.936	0.209
- 3,603	-1.379	-0.730
0.636	0.009	0.439
1,031	0.821	-0.128
0.173	0,054	0,363
0.824	0.614	-0,060
0,095	0,139	0,156

F i g. 3 zeigt die Schnittansicht des Objektivs nach Die F i g. 4 zeigt den Korrektionszustand diese:

Anspruch 2, bei dem das Linsenglied LA als Einzel- Objektivs, nämlich die Coma (A), die sphärische Aber

linse und nicht wie in F i g. 1 als Kittglied ausgebildet 55 ration (B), den Astigmatismus (C) und die Verzeich

ist. nung (D).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Weitwinkelobjektiv, gekennzeichnet durch folgende Daten:

   Gesamtbrennweite / = 180,00 = 100, 183,46 Bildfeldwinkel -80°, H₁ = relative öffnung = / :4 ,J₁ = 58,5 H, = 1,64831 ,-J₁ = 33,8 R₁ = 339,3 d, 356,30 = 9,75 1,6516 R₂ = 140,97 d₂ 141,73 = 0,18 H₂ = ,J₂ = 58,5 H₂ = 1,62041 ,J₁ = 60,3 R₃ = 47,83 J₃ 49,02 = 3,97 1,6516 R₄ = 71,30 d* 78,54 = 13,72 >h = rJj = 58,5 >h = 1,6583 rJj = 57,3 R₅ = 40,25 ds 45,77 = 2,89 1,6516 R₆ = 76,61 de 82,09 = 21,84 H₄ = • cU = 47,2 H₄ -·= 1,6695 ,-J₄ = 51,5 R₇ = -144,40 J₁ -109,25 = 19,86 H₅ = 1,67003 ,J₅ =51,5 R₈ = -92,60 ds - 73,82 = 22,38 1,6695 »6 = 1,74 Ά = 28,2 R₉ = -75,27 do 163,39 = 20,40 «6 = m/₆ = 27,5 Rio ⁼ 161,19 «Ίο -183,07 = 1,8 1,7552 H₇ = 1,62041 ,-J₁ = 60,3 R₁₁ = -124,00 du -57,87 = 3,25 H₇ = ,J₁ = 56,7 R₁₂ = -52,71 dl2 13 780.0 = 5,78 1,60738 "ti = 1,6968 ,J_s = 55,6 R... = 6317,0 du -93,17 = 0,18 H₈ = ,-J₈ = 58,1 R₁₄ = Schnittweite = 138,82: /, = -80, -76,79 du ■- 100, 1 = 6,50 1,6425 R₁₅ = Schnittweite = 136,96; /,, = -69,9;£i/ ^: J_x = 52,35. Bildfeldwinkel 76°, relative öffnung / : 2,8 1
   2. Weitwinkelobjektiv, gekennzeichnet durch folgende Daten: Gesamtbrennweite / = dz = 9,25 R₁ = J₃ = 0,2 R₂ = d. = 3,94 Rj = ds = 13,78 R4 = de = 2,95 R₅ = ''7+ 8 = 26,77 Re — d₉ = 40,55 R₇ = «Ίο = 20,67 R₉ = du = 2,95 Rio = du = 5,9 R₁₁ = d\\ = 6,5 R₁₂ = du = 0.2 R_n = ,56;£</
   I = 6,6 R₁₄ = = 56,89. R₁₅ =