DE2043126C3 - Weitwinkelobjektiv vom umgekehrten Teleobjektiv-Typ - Google Patents

Description

'^22 "I' ''2.1 + ^(Ι2Λ < du,·

R₄

1,2R₄ < R., < 2R₄. 1,3 < '.⁴ < 2,5. 1.2R₈ < R₇ < 2R₈, 0,7 < -? < 1,2.

1.2 R₁,, < Rc, < 2R₁₀, 0,7 < ^" < 1.2.

daß ferner die zweite sammelnde Komponente (L₁₁) den vorliegenden Bedingungen genügt:

'It, > "v

V₁ < l'„.

(I_n+ rf, 3 > d,,.

daß die quasisymmetrische Gruppe (L7 bis LIl) den folgenden Bedingungen genügt:

0,4 < --^ < 0,7, 2R₁₍, < R₁₅ < 3K_lh. und daß die auf die quasisymmetrische Gruppe folgende Sammellinse (L₁₂) der folgenden Bedingung genügt:

0,4/ < (I₂₁, < 0,7/.

rf|8

i/₂₂ + (I₂) + i/24 < rf2f,<

und daß die auf die quasisymmetrische Gruppe folgende Sammellinse (L 12) der folgenden Bedingung genügt:

0,4/< (I₂₁, < OJ f.

8. Weitwinkelobjektiv nach den Ansprüchen 1 und 5 und 6. dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar zerstreuender Komponenten (L₁. L₂) und die zweite Zerstreuungskomponente aus einer einzigen Meniskuslinse (L₄) des Vorderteils des Linsensystems den folgenden Bedingungen genügen _R

1.2R₂ < R, < 2R₂, 1,3 < ~ < 2.5,

1,2R₄

₃ <2R₄,

1,5R₈, < R₇, < 2,5R₈,, 0,6 < -^- < 0.8,

daß ferner die zweite sammelnde Komponente (L_h,) den folgenden Bedingungen genügt:

daß die quasisymmetrische Gruppe (L₇, L₈,, L₉,, Die Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkelobjektiv vom umgekehrten Teleobjektiv-Typ mit einem Feldwinkel (Bildwinkel) von mehr als 100" und mit vergrößerter Schnittweite zur Verwendung in einäugigen Spiegelreflexkameras.

Bei derartigen Weitwinkelobjektiven stellt der Aufbau der den Vorderteil des Linsensystems bildenden Zerstreuungs-Linsengruppe einen entscheidenden Faktor zur Erziehung eines superweiten Feldwinkels dar. Insbesondere ist die vorderste Linse der Zerstreuungs-Linsengruppe für die Leistung des ganzen Linsensystems von entscheidender Bedeutung.

Wird beispielsweise eine sammelnde Linse als vorderstes Glied der Zerstreuungs-Linsengruppe verwendet (britische Patentschrift 978 797, deutsches Gebrauchsmuster 1804 888), so verläßt selbstverständlich ein auf die sammelnde Linse schräg (windschief) einfallendes Strahlenbündel diese in einem Austrittswinkel, der größer ist als der Einfallswinkel, wodurch die Aberration des schrägen Lichtstrahlenbündels oder die Krümmung der Bildschale des meridionalen Schnitts vergrößert wird. Pine solche Aberration führt zu einer Uberkorrektion im Randbereich des Bildfeldes und zu einer Unterkorrektion in der Nachbarschaft von 80% des Bildfeldes. Der Grund dafür ist, daß beim Weitwinkelobjektiv vom umgekehrten Teleobjektiv-Typ ein Lichtstrahlenbündel mit größerem Einfallswinkel, welches an ein .'in von der optischen Achse ferner liegenden Punkt einlallt, eine größere Strahlenbrechung im Randbereich dei positiven Linse erfährt.

Bekannte Objektive dieser Art weisen deshalb einer Feldwinkel bis zu 93° (britische Patentschrift 978 797 bzw. 95,84° (deutsches Gebrauchsmuster 6 604 637 oder 100° (deutsches Gebrauchsmuster 1804 888 auf. Feldwinkel über 100° zu erzielen, ist hierbe offenbar ziemlich schwierig.

Wird eine zerstreuende Linse als vorderstes Gliec der Zerstreuungs-Linsengruppe (ohne positives Glied verwendet, so verringert sich die Krümmung der Bild schale des meridionalen Schnittes im Randbereicl des Bildfeldes, während die negative Verzeichnungs aberration steigt. Das sogenannte Fischaugenobjekti\ das ein typisches Superweitwinkelobjektiv ist, ha z. B. einen etwa 180° großen Feldwinkel, wobei jedoc dieses Objektiv naturgemäß keine Korrektion de Verzeichnungsaberration erfordert und die Krürr mung der Bildsohale des meridionalen Schnittes ir

lanzen Bildfeld klein ist. Bei dem Superweitwinkelibjektiv als gewöhnliches photographisches Objektiv nuß jedoch die Verzeichnungsaberration korrigiert werden, wozu erforderlich ist. daß eine sammelnde Linse zur Korrektur der negativen Verzeichnungsaberration dem Linsensystem und insbesondere der seinen Vorderteil bildenden Zerstreuungs-Linsengruppe zugefügt wird (britische Patentschrift 874 086. französische Patentschrift 1 145 025). Die eingangs beschriebene Tendenz zur Aberration besteht auch in dem nunmehr erörterten Fall, in welchem die Zerstreuungs-Linsengruppe des Linsensystems eine zwischen zwei Miniskuslinsen angeordnete, sammelnde Linse aufweist. Zur Erzielung eines superweiten Feldwinkels muß die Brechkraft der Zerstreuungs-Linsengruppe beträchtlich groß sein, wodurch wiederum die eingefügte sammelnde Linse eine große Brechkraft haben muß. Es wird also immer schwieriger, eine gut ausgebildete Bildschale des meridionalen Schnittes zu erhalten. Der bekannte Stand der Technik Ibritische Patentschrift X74 086. französische Patentschrift 1 145 025) zeigt keinen Weg auf. diesem Dilemma zu entgehen, und praktisch werden nur Feldwinkel von 82 "bzw. 80 erzielt.

3ei den oben beschriebenen Systemen nach dem Stand der Technik tritt ein weiteres Problem auf. Um die Schnittweite des Weitwinkelobjektivs zu vergrößern, wird gewöhnlich die Brechkruft der Zerstreuungs-Linsengruppe möglichst groß gewählt, die vor der rückwärtigen sammelnden Linsengruppe angeordnet ist. Dies kann jedoch zu einer größeren negativen Verzeichnungsaberration — wie oben beschrieben -- führen, wodurch die Notwendigkeit entsteht, diese Verzeichnungsaberration sowie die Krümmung der Bildschale des meridionalen Schnittes zu korrigieren, die aus der Korrektion dieser Verzeichnungsaberration resultiert. Es ist also schwierig, einfach die angeführte Methode anzuwenden.

Das Weitwinkelobjektiv vom umgekehrten Teleobjektiv-Typ, insbesondere mit langer Schnittweite. zeigt ferner die Tendenz, Koma verschiedener Art im Rand- und Mittelbereich des Bildfeldes zu bilden. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß der Randbereich des Bildfeldes durch die Bildschale des meridionalen Schnittes stark beeinträchtigt ist. während für den Mittelbereich die Erfüllung der Sinusbedingung Kummer bereitet.

Wird darüber hinaus die Verkleinerung der Vignettierung gewünscht, damit eine größere Lichtmenge den Randbereich des Bildfeldes erreicht, so muß zugelassen werden, daß ein dickeres schräges Lichtbündel in die Blende über den Randbereich der Zerstreuungs-Linsengruppe eintritt, aber wenn es in dieser Zerstreuungs-Linsengruppe gebrochen wird, sind die Austrittswinkel der beiden äußeren Strahlen in der Nähe des Randes der Blende asymmetrisch zum Hauptstrahl durch die Mitte der Blende, wobei die Koma verschlechtert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkelobjektiv der eingangs ange- (10 gebenen Art zu schaffen, bei welchem ein Feklwinkel im Bereich von 100 bis 1 K)" und eine relative öffnung oder ein öffnungsverhältnis von mindestens F, 5.6 erzielt wird.

Die Lösung der Aufgabe gelingt auf Grund der in (>.s den Ansprüchen angeführten Merkmale. Mit der Erfindung wird ein Objektiv geschaffen, dessen Schnittweite etwa 2- bis 2.5mal größer als seine Brennweite ist.

Das neue Objektiv weist eine größere Helligkeit im Randbereich des Bildfeldes auf. und die Koma ist im ganzen Bildfeld zufriedenstellend korrigiert.

Das erfindungsgemäße Objektiv zur Verwendung bei einäugigen Spiegelreflexkameras weist eine den Vorderteil" des Linsensystems bildende Zerstreuungs-Linsengruppe. auf die eine sammelnde Komponente und eine quasisymmelrische Gruppe folgen, die hinter der Zerstreuungs-Linsengruppe angeordnet sind, sowie eine Sammellinse auf. die den bildseitig letzten Teil des Linsensystems bildet.

Es wird sowohl eine zufriedenstellende Korrektur der dem Weitwinkelobjektiv umgekehrten Teleobjektiv-Typ innewohnenden negativen Verzeichnungsaberration als auch der Krümmung der Bildschale des meridionalen Schnittes gemacht, die aus der Korrektur der negativen Verzeichnungsnberration resultiert, wobei ein Feldwinkel von 100 bis 110 und eine relative öffnung von l· 5.6 oder sogar größere Helligkeit erhalten wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen: darin zeigt

Fig. ! einen Längsschnitt des Linsen\\stems nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht des hinteren TeiN des in F i g. 1 gezeigten Linsens> stems.

F i g. 3 und 4 die verschiedenen Aberrationskurven für / = 15,4 nach Beispiel 1. wobei (a) die sphärische Aberration und die Abweichung gegen die Sinusbedingung, (b) den Astigmatismus, (c) die Verzeichnungsaberration, (d) den Astigmatismus für ,; = 1 30 und (4) die Koma zeigt.

Fig. 5 einen Längsschnitt des Linsensystems nach Beispiel II der vorliegenden Erfindung.

F i g. 6 die verschiedenen Aberraiionskurven für / = 15,4 nach Beispiel II, wobei (a) die sphärische Aberration und die Abweichung gegen die Sinusbedingung, (b) den Astigmatismus, (c) die Verzeichnungsaberration und (d) die Koma zeigt,

F i g. 7 einen Längsschnitt des Linsensystems nach Beispiel III der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 die verschiedenen Aberrationskurven für ./' = 16.4 nach Beispiel III. wobei (a) die sphärische Aberration und die Abweichung gegen die Sinusbedingung, (b) den Astigmatismus, (c) die Verzeichnungsaberration und (d) die Koma zeigt.

F i g. 9 einen Längsquerschnitt des Linsensystems nach Beispiel IV der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht des hinteren Teils des in Fig. 9 gezeigten Linsensystem^,

F i g. 11 die verschiedenen Aberrationskurven für / = 18.4 im Beispiel IV, wobei (a) die sphärische Aberration und die Abweichung gegen die Sinusbedingung, (b) den Astigmatismus, (c) die Verzeichnungsaberration, (d) den Astigmatismus für ή = 1 .10 und (c) die Koma zeigt,

F i g. 12 einen Längsschnitt des Linsensystems nach Beispiel V der vorliegenden Erfindung.

F ig. 13 die verschiedenen Aberrationskurven für / = 18,4 im Beispiel V. wobei Ui) die sphärische Aberration und die Abweichung gegen die Sinushedingung. (b) den Astigmatismus, (c) die Verzcichnungsabcrralion und (d) die Koma zeigt, und

F i g. 14 verschiedene Aberrationen für / = 16.4

Nunmehr werden verschiedene crfindungsgemäl.k Ausfiihrungsbcispiclc beschrieben, wobei die folgenden Zeichen verwendet werden:

Brennweite des ganzen Linsensystems, Krümmungsradius jeder Linsenfläche oder jeder Kittfläche,

Mittendicke jeder Linse und Luftabstand zwischen benachbarten Linsen.

Brechungsindex jeder Linse für die Helium- »d«-Linie,

Dispersionskraft jeder Linse für die Helium- »d«-Linie.

Die Suffixzahlen dieser Zeichen stellen die Reihenfolge, in der Einfallsrichtung gesehen, dar, in der die Glieder angeordnet sind.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen als Beispiel I der vorliegenden Erfindung ein Objektiv mit einem Feldwinkel von 110 und einer relativen öffnung von F: 5. Dieses Linsensystem weist ein erstes Paar Zerstreuungskomponenten L₁ und L₂ auf, wovon jede ein zerstreuende einzelne Meniskuslinse mit konvexer Vorderfläche darstellt. An diese Zerstreuungskomponente schließt sich als erste sammelnde Komponente eine einzelne sammelnde Meniskuslinse L₃ mit konvexer Yorderfläche sowie eine zweite Zerstreuungskomponente aus zwei zerstreuenden Meniskuslinsen L₄ und L₅ mit konvexer Vorderfläche und schließlich als weitere sammelnde Komponente eine verkittete Meniskuslinsenanordnung L₆ aus drei Linsen an, die aus einer voRieren bikonkaven Linse, einer mittleren bikonvexen Linse und einer hinteren zerstreuenden Meniskuslinse mit konkaver Vorderfläche besteht. Die verkittete Meniskuslinsenanordnung L₆ hat eine konkave Vorderfläche. Eine nachfolgende Zerstreuungskomponente L₇ besteht aus einer einzigen zerstreuenden Meniskuslinse mit konvexer Vorderfläche. Daran schließt direkt vor der Blende D eine dritte sammelnde Komponente L₈ mit konvexer Vorderfläche an, die aus einer bikonvexen Linse und einer zerstreuenden Linse besteht, die miteinander verkittet sind. Direkt hinter der Blende D kommt eine vierte sammelnde Komponente Lq, die aus einer einzigen plankonvexen sammelnden Linse mit konvexer rückwärtiger Fläche besteht. Hinter dieser Komponente L₉ ist eine vierte Zerstreuungskomponente L₁₀ angeordnet, die aus einer bikonkaven Linse besteht. Eine fünfte sammelnde Komponente L₁₁ besteht aus einer einzigen sammelnden Meniskuslinse mit einer konkaven Vorderfläche. Eine weitere Sammellinsengruppe L₁₂ weist mindestens eine einzige sammelnde Linse mit einer konvexen rückwärtigen Fläche auf und schließt das Linsensystem ab.

Funktionell bilden die Komponenten L₁ bis L₆ eine Zerstreuungslinsengruppe, die Komponenten L₇ bis L_n eine quasisymmetrische Gruppe relativ zur Blende D und die letzte Komponente L₁₂ eine Sammellinse. 5i>

Die Werte von R₁ und R₂ der Komponente L₁, und Rj, und R₄ der Komponente L₂ stehen in folgendem Verhältnis zueinander:

beugen, die aus der Brechung durch die in der Zerstreuungs-Linsengruppe enthaltenen Linsen resultiert Um einen superweiten Feldwinkel zu erhalten, ist es unvermeidlich, daß die Brechkraft der Zerstreuungs-Linsengruppe — wie oben beschrieben __ oeträchtlich ist, wogegen die aus einer solchen Dispersion resultierende negative Verzeichnungsaberration wiederum auf ein Minimum herabgesetzt werden muß Zu diesem Zweck wird erfindungsgemaß die erste Hälfte der Zerstreuungs-Linsengruppe in zwei Zerstreuungskomponenten L₁ und L₂ geteilt wobei die Krümmuns der vorderen konvexen Oberflächen K₁ und R₃ vergrößert ist, so daß der Krümmungsunterschied zwischen den Einfalls- und den Austrittsoberflächen möglichst klein ist und geduldet werden kann, daß ein einfallendes Lichtstrahlenbündel mit einem großen Neieuneswinkel auf die entsprechenden Komponenten L₁ und L₂ einfällt. Durch die ausgeführte Ausbildung wird die negative Verzeichnungsaberration jeder dieser Komponenten herabgemindert, was es wiederum möglich macht, die sammelnde Komponente L₃, die zur Korrektur der negativen Verzeichnunasaberration benötigt wird, mit verhältnismäßig kleiner Brechkraft auszubilden, so daU der Verschlechterung der Bildschale gemäß mendionalem Schnitt bis zu einem gewissen Grad vorgebeugt wird. R, und R₈ der Komponente L₄ und R₉ und R₁₀ der Komponente L₅ stehen im folgenden Verhältnis:

1.3 < ■ < 2,5, 1.2R₂ < R₁ < 2R₂. (I)

1.3 < ^Hf < 2,5, 1,2R₄ < R, < 2R₄. (II)

Diese beiden Bedingungen sollen bis zu einem gewissen Grad der Verschlechterung der Ausbildung der Bildschale gemäß des meridionalen Schnitts vor-0.7 < ¹H < 1,2, 1,2R₈ < R₇ < 2R₈, (III) 0.7 < --'i' < 1,2. 1,2R₁₀ < R₉ < 2R₁₀. (IV)

Wegen diesen beiden Bedingungen wird die letzte Hälfte der Zerstreuungs-Linsengruppe in zwei negative Komponenten L₄, L₅ aufgeteilt, um somit die Krümmung der Bildschale gemäß meridionalem Schnitt und die Verzeichnungsaberration, die bis zu einem gewissen Grad durch die vprher gezeigten Bedingungen (I) und (II) bereits korrigiert worden sind, weiter zu verbessern.

Die Bedeutung der Bedingungen (III) und (IV) ist genau dieselbe wie jene der Bedingungen (I) und (II). Hierbei ist zu beachten, daß die Zahlenwerte in den Bedingungen (III) und (IV) auf etwa die Hälfte derjenigen in den Bedingungen (I) und (II) reduziert wurden, und zwar deswegen, weil das einfallende Strahlenbündel durch die sammelnde Komponente L₃, welche die erste sammelnde Komponente zwischen der Zerstreuungs-Linsengruppe darstellt, zur optischen Achse hin gebrochen wird, wodurch der Krümmungsradius der Komponenten L₄ und L₅ zwangläufig kleiner als jener der ersten Hälfte der Zerstreuungs-Linsengruppe wird.

Auf diese Weise wird die negative Brechkraft aufgeteilt und insgesamt vermindert, so daß die sammelnde Komponente mit einer verhältnismäßig

kleinen Brechkraft auskommt. Somit kann die Krümmung der Bildschale gemäß der meridionalen Ebene verkleinert werden.

Werden unter den Bedingungen (I) bis (IV) die auf den Krümmungsunterschied bezogenen Unglei-

''S chungen (die auf der rechten Seite der Bedingungen stehen) nicht eingehalten, so wird offensichtlich die negative Brechkraft größer, wodurch die negative Verzeichnungsaberration vergrößert wird, was wieder-

um besagt, daß es notwendig ist, die Brechkraft der sammelnden Komponente zu vergrößern, um die vergrößerte negative Verzeichnungsaberration auszugleichen. Durch einen solchen Circulus vitiosus können die oben beschriebenen guten Ergebnisse nicht erzielt werden. Werden die sich auf die Innenflächen der Meniskuslinsen beziehenden Ungleichungen nicht erfüllt, so kann eine vorbestimmte Schnittweite in einem Weitwinkelobjektiv vom umgekehrten Teleobjektiv-Typ — was gerade das Ziel der vorliegenden Erfindung ist — nicht erhalten werden.

Um eine große Schnittweite zu erhalten, ist die Komponente L₆ aus einer verkitteten Linsenanordnung gebildet, wobei das Verhältnis zwischen dem Brechungsindex /I₆ und dem Brechungsindex /i₇ beiderseitig der vorderen Kittfläche R₁₂ und das Verhältnis zwischen den Mittendicken zueinander wie folgt ist:

falls sogar die negative Brechkraft der Komponente L-vergrößert wird. Selbstverständlich wird die Bedingung (VII) auch die Schnittweite vergrößern. Die' Zahlen werte in der Bedingung (VII) betragen etwa die Hälfte derjenigen des letzteren Teils der Zerstreuungs-Linsengruppe, da die Einfallspunkte noch näher an der optisehen Achse liegen.

Die Koma im Randbereich des Bildleides ist verbessert, da die Bildschale gemäß meridionalem Schnitt

,o durch die Bedingungen (I) bis' (VIl) verbessert ist. während die Koma im Miltelbereich und in den anderen Bereichen im allgemeinen im positiven Sinne vorliegen, da sie — wie schon erwähnt — mit der Erfüllung der Sinusbedingung in Zusammenhang

stehen. Aus diesem Grund ist die Mittendicke d_ln der hintersten Komponente L₁₂ — wie unten gezeigt — äußerst eroß aemacht:

"h

(Vl)

Das Verhältnis zwischen R₁₅ und R₁,, der Komponente L₁ ist wie folgt:

0.4 < -^P- < 0.7, 2R₁₆ < R₁₅ < 3R₁₁₁. (VII)

Somit kann eine große Schnittweite erhalten werden.

Er ist beabsichtigt, durch die Bedingungen (V) und (VI) eine positive breciikraft in der Komponente Lf, als Ganzes aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Licht durch die Komponente im Sinne der Zerstreuungsrichtung zu schicken, damit das Strahlenbündel diese Komponente von der optischen Achse entfernt verlassen kann. Insbesondere ist die Bedingung (V) von Nutzen, das Licht (in der Zeichnung) mehr in der Aufwärtsrichtung zu richten, ohne die Krümmung der Kittfläche R₁₂ vergrößern zu müssen. Durch Ausnutzung des Brechungsindexunterschiedes zwischen den Linsen der Komponente L,, kann der schlechte Einfluß beseitigt werden, der aus einer großen Krümmung resultiert. Darüber hinaus führt die Bedingung (VI) zu einem großen Wert von c/_l2 + d_n, so daß das Strahlenbündel von der optischen Achse entfernt austritt. Der Grund da^rür ist, daß, falls die Einfallspunkte höher als die Austrittspunkte liegen, die Schnittweite vergrößert werden kann, als ob eine Zerstreuungskomponente verwendet worden wäre.

Es ist ferner beabsichtigt, durch die Bedingung (VII) die negative Brechkraft der Zerstreuungs-Linsengruppe L₁ bis L,, teilweise auszugleichen, da die dicht an der Blende D liegende Komponente L₇ die Verzeichnungsaberration nicht bedeutend beeinträchtigt. 0.4/<</,„< 0,7/.

(VIII)

:o Die Sinusbedingung wird also verbessert erfüllt. Die Koma kann also im ganzen Bildfeld zufriedenstellend korrigiert werden; man muß aber bei der Wahl des Wertes der Mittendicke d_lb vorsichtig sein, da ein zu großer Wert für die Mittendicke J_:,, bewirkt, daß die Verzeichnungsaberration im negativen Sinn erfolgt.

Auf diese Weise kann bei verbesserter Koma die Menge des einfallenden Lichtes beträchtlich vergrößert werden, wobei sie etwa 190°/o der öffnung.

ίο gemessen nach der cos-4-Theorie, beträgt.

Der übermäßig weite Feldv,inkel führt auch ^u einer Liberkorrektur der Bildschale gemäß sagittalem Schnitt im Randbereich des Bildfeldes. Daher sind in der quasisymmetrischen Gruppe die Bedingungen zur Verbesserung der Bildschale gemäß sagittalem Schnitt wie folgt:

d₂₀

Zur Korrektion der außeraxialen chromatischen Aberration (Farbfehler) ist die Dispersionskraft an entgegengesetzten Seiten der liinteren Kittfläche R₁, der Komponente L₀, wie folgt:

und die gleichen Faktoren an den entgegengesetzten Seiten der Kittfläche R₁₈ der Komponente L;, sind wie folgt:

Eine gute Korrektur einer derartigen chromatischer Aberration kann also erzielt werden.

Die Daten des Beispiels I sind im Anspruch '. tabellarisch erfaßt.

Seidclschc Abcrrationskoeffizienlen im Beispiel I

Oriiniings-Nr.
der l.jnscntliichc

Sphärische
Aberration

0,009
-0,065

0,037
-0,144

0.084

Koma
Il

0.009
0.010
0,024
-0.003
0.045

Krümmung des
Tangentialschnitles

III
0,167

-0,216
0.197

-0.213
0.212

Krümmung des
sagiltalen Schnittes

IV

0,150
0,212
0,165
-0,213
0,163

Vcr/eichmingsaberralion

0,146
0.034
0,109
- 0,004
0.087

Ordnungs-Nr.
der Linsenfiäche

7
8
9
10
II
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

Sphärische Aberration

0,000

0,083

-1,080

0,665

- 3,092 0.222

- 8,299 0,007 0.724 5.431

-144,916

95.385

-0,090

-0.015

0.015

98,553

- 68,738

-16.792

1.331

21.626

0,002

21,331

2.274

2 043 126 ή	tvoma	Krümmung des	I* 20	Verzeichnun
Fortsetzung	Il	j Tangenlialschnittes		aberration
	-0,001	I III	Krümmung des	V
+ 0,048	-0,052	sagittalen Schnittes	-0.529
0.104	0,374	IV	0.184
0,115	-0,502	-0,031	0.046
0,287	0,396	0,318	0,062
0,204	-0,587	-0,483	0,050
0,658	0.539	0,356	0.149
-0,002	-0,290	-0,533	0,015
-0,309	0,002	0,161	0.000
0,848	0.680	-0,186	-o.m
- 2,066	0.713	-0,00;	0.070
4,675	-0,832	0.417	-(U)Il
0,010	1.129	0.44*	0.033
-0,028	-0.005	-0.774	0.003
0,028	-0.161	0.671	-0.102
- 3,203	0.162	-0.002	0.102
2,043	0,780	-0.054	-0,019
-4,430	-0.698	0,054	0.017
0,724	-3,714	0.571	- 0.363
-0,237	1,121	-0.577	0.181
0,006	0,448	-1.377	-0.005
0,470	0,071	0.332	0.100
0,029	0,299	0.442	0.006
0.020	0,031	0.183
0,278
0,114 I

Hie Fig. 5 und 6 zeigen Beispiel II der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel ist die im vorhergehenden

3; «spiel I vorhandene Verzeichnungsa' ^:~- ---'-- ' · " ■· ...·_·.■: _i_ :_--7...:....l„_u„,„;„u ,w n;i,-i_

cides verbleibt, weiter behoben. I icnssymmetrische Oberfläche mit •ihellarisch erfaßt.

spiel II der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel ist die im vorhergehenden nungsaberration. insbesondere jene, die womöglich im Zwischenbereich des BiIdi. Die konvexe Oberfläche R, der Komponente L₁ ist eine nichlsphärische rotanit einem Nennradius von R₁ = 46,0. Die Konstruktionsarten sind im Anspruch 3

Ausbildung der Oberfläche R₁

Entfernung von der optischen Achse

	Z
	0.000
0	0.0033
5	0.0090
10	0.0028
chse 15	-0 0030
20	- 0.0900
25	-0.1700
30	-0.2290
35

Z = Größe der Abweichung von einer
sphärischen Oberfläche von 46.0

Die F i g. 7 und 8 zeigen Beispiel III der vorliegcnen Erfindung, worin die Verzeichnungsaberration τι Beispiel I ohne Verwendung der nichlsphärischen )berfläche weiter verbessert ist. Der Feldwinkel ist uf 106 geringfügig herabgemindert. Die Konstrukonsdaten sind in Anspruch 4 aufgeführt.

In den Beispielen IV und V ist, wie in den Fig. is 13 gezeigt, die Anzahl der verwendeten Linsen us wirtschaftlichen und fertigungstechnischen Grünen verringert worlen. In den beiden Beispielen abcn die Objektive eine hohe Leistung, wie einen cldwinkel von 100 und eine relative öffnung im icrcich von /73,5 bis FiA. Im Vergleich mit den in den g. I bis 6 gezeigten Beispielen I bis III ist in diesen Itcrnativcn Beispielen die Anzahl der Linsen in der letzteren Hälfte der Zerstreuungs-Linsengruppe und in der quasisymmetrischen Gruppe vei ringer!.

Insbesondere ist die letztere Hiiifle der Zerstreuungs-Linsengruppe in den Beispielen IV und V aus zwei Komponenten zusammengesetzt, d. h. einer Komponente L^, die aus einer einzigen negativen Mcniskuslinse mit ein-jr konvexen Vorderfläche besieht, und einer Komponente L,,', die aus einer bikonvexen Linse zusammengekittet ist, wobei das Kittglicd eine konkave Vorderfläche besitzt.

Die ZerstreuLings-Linscngruppen nach den Bcispielen IV und V unterscheiden sich von jenen nach den Beispielen I bis III dadurch, daß die Komponente L₅ Uiid die hintere Meniskuslinse in der Komponente L. entfällt.

Die quasisymmcirischc Gruppe nach den Heispielen IV und V ist aus einer Komponente I^ und einer Komponente I^ und einer /wischen ihnen angeordnctiii Blende I) zusammengesetzt, wobei die Kompo lente /.„ aus einer einzigen sammelnden I insc mn kc ivexei Vordcrlläche und die Komponente U, aus jiner ein/igen sammelnden Linse mit einer konvexen rückwärtigen 1 lache besteht.

Im Vergleich mit den Beispielen 1 bis 111 unterscheidet sich die quasisymmetrische Gruppe nach Beispiel IV bzw. V dadurch, daß die hintere zerstreuende Linse in der Komponente JL« entfallt.

Bei einem solchen Linsensystem kann eine lange Schnittweite kaum erhalten werden, indem einfach die vierte und fünfte Komponente L₄ bzw. L₅ der Beispiele 1 bis 111 durch eine einzige Komponente ersetzt sind. Daher müssen R-, und R„ der Komponente L₄ jeweils die nachfolgende Bedingung erfüllen:

0,6 <

./■

< 0.8. 1.5 Κ« < Κ; < 2,5 Κ«.

Auf diese Weise wird die negative Brechkraft vergrößert, wobei der Umstand ausgenutzt wird, daß der Feldwinkel kleiner als jener in den Beispielen I bis III ist, so daß eine kleinere außenaxiale chromatische Aberration stattfindet. Hierdurch wird ermöglicht, daß die achromatischen Kittflächen der Komponenten L,, bzw. L₈, die in den Beispielen I bis II benutzt werden, entfallen können.

Die Konstruktionsdaten der Beispiele IV und \ sind im einzelnen in den Ansprüchen 5 und 6 ange führt.

Seideische Aberrationskoeffizienten im Beispiel IV

()i ilnuni'.s-Nr.	Sphärische
ei I iMsciillik'hc	Aberration I
1	0,020
. 2	-0,155
3	0,089
4	-0,400
5	0,213
6	-0,001
T	0,178
8'	-3,780
9 (enträlH)
10 (entfallt)
Π	0,102
Ι 2'	-4,585
LV	0,055
14 (entfällt)
15	2,883
16	-68,879
17'	40,836
18'	-0,029
19 (entfällt)
20'	+ 0,029
21'	42,921
22	-30,000
23	-6,425
24	0,091
25	13.209
26	0,000
27	18,215
Σ	4,587

m	Krnmmung Oex	Krümmung lies	Ver/cicliniiiiL
	laiiiienlialschniUcs	MijMltalcn Schnitte»	aberration
Il	III	IV	V
0,018	0,229	0.196	0.177
0,004	- 0,271	-0,271	0,007
0,042	0,259	0,219	0,103
0,018	-0,299	-0,297	0,014
0,078	0,263	0,205	0,075
0,CO6	-0,139	-0,065	-0,436
0,079	0,414	0,342	0,153
0,660	-0,955	-0,725	0,127
0,137	0.513	0,144	0,194
0,530	-0,282	-0,159	0,018
0.047	0,361	0,283	-0,238
0.619	0,709	0,443	0,095
1,036	-0,778	-0,747	-0.011
2,856	1,014	0,614	0,043
0.050	-0,253	-0,084	-0,144
0.050	0,256	0,085	0,146
4,353	1,797	0,914	-0,093
2,199	-1,067	-0,744	0,055
2,685	-3,533	-1,290	-0,539
0,166	0,745	0,140	0,255
0,011	υ,532	0,532	0,000
0,000	0,002	-0,007	0,145
1,202	0,579	0,420	0,028
0,471	0,096	0,148	0,174

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Weitwinkelobjektiv vom umgekehrten Teleobjektiv-Typ mit einem Feldwinkel (Bildwinkel) von mehr als 100 und mit vergrößerter Schnittweite zur Verwendung in einäugigen Spiegelreflexkameras, gekennzeichnet durch die Kombination

I. einer den Vorderteil des Linsensystems bildenden Zerstreuungs-Linsengruppe (L₁ bis L₅). die folgende Komponenten aufweist:

a) ein erstes Paar am vordersten Ende des Linsensystems angeordneter Zerstreuungskomponenten (L₁, L₁). wovon jede aus einer einzigen zerstreuenden Meniskuslin.>i. mit konvexer Vorderfläche besteht.

b) eine erste, hinter dem ernten Paar von Zerstreuungskomponenten angeordnete sam- :o melnde Komponente (L₃). die aus einer einzigen Meniskuslinse mit konvexer Vorderfläche besteht,

c) eine zweite, hinter der ersten sammelnden Komponente angeordnete Zerstreuungskomponente, die aus mindestens einer (L₄), vorzugsweise aus zwei negativen Me.Mskuslinsen (L₄. L₅) mit konvexer Vorderfläche besteht.

i°

II. einer hinter der vorderen zerstreuenden Linsengruppe.(L₁ bis L₅) angeordneten sammelnden Komponente (L₆, L^ ), die aus mindestens zwei, vorzugsweise aus drei miteinander verkitteten Linsen besteht, und zwar aus einer vorderen bikonkaven Linse, einer mittleren bikonvexen Linse und gegebenenfalls einer hinteren negativen Meniskuslinse.
III. einer zu einer Blende (D) quasisymmetrischen Gruppe, die hinter der sammelnden Komponente (L₆, L^ ) angeordnet ist und die folgenden Gruppen aufweist:

d) eine dritte, den vorderen Teil der quasisymmetrischen Gruppe bildende Zer-

./■ = 15.4 B.f.= 38,06 F/5 Feldwinkel: 110 R₁ = 46.0 J₁ = 3,1 "1 = 1,732 Vd₁ R₂ = 30,9 J₂ = 7.4 R₃ - 43,6 4. = 2,0 "2 = 1.732 vd₂ «4 = 30.6 J₄ = 4.8 «5 = 45.6 d_s = 7.6 »3 = 1.7 «•«/3 K(, = 310.5 du = 0.1 K₇ = 24.2 J- = 1.0 H₄ = 1.841! V(U K₈ = 14,9 d* = 3.0 R₉ — 20,9 d* = 1.0 »5 = 1,8411 Vd₅ K(o ~ 13,9 d_w = 6.6 Km = -255,0

Streuungskomponente (L_n), die aus einer einzigen Meniskuslinse mit konvexer Vorderfiäche besteht,

e) eine dritte, im wesentlichen plankonvexe sammelnde Komponente ILj₁). die hinter der dritten Zerstreuungskomponente (L₇) direkt vor der Blende (D) angeordnet ist und aus einer Einzellinse (L₅; ). vorzugsweise aus zwei verkitteten Linsen besteht, und zwar aus einer vorderen bikonvexen und einer hinteren, im wesentlichen plankonvexen Zerstreuungslinse,

f) eine direkte, hinter der Blende (D) angeordnete vierte, im wesentlichen plankonvexe Komponente (Lg). die aus einer einzigen Linse besteht, deren bildseitige konvexe Fläche zur objektseitigen. konvexen Fläche der dritten sammelnden Komponente (L„) in bezug auf die Blende (D) im wesentlichen symmetrisch angeordnet ist.

g) eine hinter der vierten sammelnden Komponente (L₄) angeordnete vierte Zustreuungskomponente (L₁,,), die aus einer bikonkaven Linse besteht, und

h) eine fünfte sammelnde Komponente (L₁₁). die hinter der vierten Zerstreuungskomponente (Lj₀) angeordnet ist und aus einet einzigen Meniskuslinse besteht, deren bildseitige konvexe Fläche zur objektseitigen konvexen Fläche der dritten Zerstreuungskomponente (L₇) in bezug auf die Blende (D) im wesentlichen symmetrisch angeordnet ist.

IV. einer Sammellinsengruppe (L₁₂). die den bildseitig letzten Teil des Linsensystems bildel und zumindest eine Komponente aufweist die aus einer einzigen sammelnden Linse mit bildseitiger konvexer Fläche besteht.

2. Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch die folgenden Kenndaten:

= 53,2

= 53,2

= 47,9

= 43,3

= 43,5

Ί 4

J₁, = 2,8 η,, = 1,8411 ι·«/,, = 43.3

ί τ = 12 ^Ί

J₁₁ = 10.0 H₇ = 1.54072 νά_η = 47,2

H_n lo.s

J₁, = 2.0 /i_H = 1.5399ft vik = 59.7

K₁₄ = -18.9

J₁₄ = 0.2
K₁, = 20.0

</,, = 1.0 ii, = 1.6968 i< = -^¹

Ru, = «·5

du, = 2.3
R - = ! ^ 8

J_n = 3.S /i_lfl = 1,58065 *Α> = 37,1

'* ~ ₍/_ls = 1.0 H₁₁ = 1.58313 .·</„ = 59.3

^₁C = Ϊ

«/,,, = 5.62 /I₁: = I-5SO65 .·</,, - 37.1

d-, - 2.3
K,, = -ils

,/,, = 0.65 /I₁., = 1,86074 r<7,3 = 23.1

R_v, = 34.3

J₂₃ = 0.65

~ ~ " ₍/,₄ = 2.0 n_w = 1-44628 nl_u = 67.2

R₁, = -10.8

i/„ = 0.1

₍/_1(i = 7.6 H₁₅ = 1.-12 r(/_l3 = 70,1

R₂. = -19.679

3. Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch die folgenden ^K.ombinationsdaien: j■ _{= 154} ei· ₌ 3S04. /-5 6. Feldwinkel: 110 . R₁ = rotationssymmetrische nichtsphansche ObLrtlache mit folgenden Abweichungen von einer sphärischen Oberfläche von 46.0 (erste Ziffer Entfernung zur optischen '\ehse zweite Ziffer Abweichungsvvert):

30.9 0 0,000 : 3.1 20 -0.0030 5 0.0033 25 -0.0960 43,6 10 0.0090 = 7.4 30 -0.1700 15 0.0028 35 -0.2290 30.6 J, = = 2.0 H₁ = 1.732 R₂ = 45.6 J₂ = = 4.8 Rj = 310.5 4. = = 7.6 H₂ = 1.732 R₄ = 24.2 = 0.1 R₅ - 14.9 = 1.0 J₅ = ».1 = 1.7 R,, = 34.65 = 3.0 4 = R^ = - 75.1) J- = = 0.7 'U = 1.8411 R_H = -10.75 f/„ = _ Ί 2 R₂J = 466.0 J₂J = - 0.1 R₂₄ = - 7.0 Ί» - "u = 1.44628 ) J₂₅ : R;,, - J,„ /I₁₅ - 1.52

■■(/, = 53.2

.■</, = 53.2

.'J, = 47.9

= 43.3

.'J₁₄ - 67.2

J₂,, - 7.0 ,_IS 1.52 ,J,_s - 70.0

R,- --- 20.584

4. Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch die folgenden Kenmkiten: / 16.4 Ii.I. - 41.3 /5.6 IcUhvmkel: 106

R₁ 39.7

</, 2.65 n, 1.732 ,,/, ■ 53.2

R₂ 26.S

(L 6.(S

Ry - 37.1

(/, - 2.3 /I₂ = 1.732 Vd₁ = -53.2

R₄ = 25.9

* = ^4I'⁹ _A = 6.3 ,,., = 1.732 rrf, = 53,2

it, - 1.0

'<» ^{= 20}·⁹ , _ in _/u = 1.8411 vd₅ = 43.3

«'" = ^1M „,„ = 5.6

*" " ' J₀ = 1.2 /-,, = 1.51743

^R'> ^r^ ²'⁵-° ,, ^ M n = 1.8411 rdu = 43.3

'Ι

«- = ^l2·⁶⁵ _{Ji2 = H)}.o „₇ . 1,54072 rrf, = 47.2

*■■' ⁼ "^l0·⁸ j, = 2.0 /,s = 1.53996 .·,/„ = 59.7

^R» = -^IWI .4 ^ 0.2

^K" = ²"-° ,1 = 10 n- 1.69S8 '* = ⁵⁵-⁶

^Rl" - ⁸·⁵. *! - 2J

^R'^{7 = l2}"⁷' ₍/, = 3.8 n,n = ''58065 rrf,„ = 37.1

= -14,0

■Ίκ

rf„ = 1-2 = f.

«,, = 1.58313 r d„ = 59,3

',„ = 6,4 /I₁₂ = 1-58065 vd_n = 37,1

^ = -¹²·¹² _in = 2.2

^R" - -¹³·⁹ _{(/22 =} ,., „₁₃ = 1.86074 vd_l3 = 23,1

R, = 409.0

4 = 0·¹

^{Rl =} . ²⁴"⁴⁵ ₍/₇ = 1,05 'U = 1-8411 "4 = 43.3

R_s = 15.05

rf₈ = 2.6

** ^{= 21}"³ ei, = 1,4 "₅ = 1-8411 ^d₅ = 43,3

d_w = 6.0

^Rn = -¹⁷⁰·⁰ _{rfn =} ,,.ο „₇ = 1.58065 rrf₇ = 37.1

^Κ·3 = ^I3J _{rfp =} ,,.ο /i. = 1,58065 -t/g = 59.3

^R'^{3 =} ~¹³"⁷ ^₁₃ = 1.0 zi_s = 1-58313 vd₈ = 59.3

π — _ 19 ">">

^{Rl5 = 211} ^₁₅ = 0.6 ih = 1-6969 rd, = 55.6

R = 9-45

</,„ = 2.55

7 13,95 ,I₁ ■ / = 18,4 BJ 2 043 126 ----- i .58065 Γ' J '''A(I - 37.1 Vd_x = 55,6 42,0 «,7 22,0 </|K di - 1.5X313 «1 - 59.3 27,9 4.1 »Ml «IH 1470.0 </,„ d> ν di = 55,6 37,8 1.0 "ll K₁., 7355.0 ,I₂,, d₃ -- 1.5X065 »2 rd_u ·---■: 37,1 25,5 1.4 = -12.4 '/2. d* vd$ = 60,3 40,0 5.9 'hl «21 = -13,6 d_s = 1.86074 "3 '■du = 23,1 = 250,0 il =. 0.6 vd£ = 55,6 «22 41,4 '/23 24,6 "f> di = 3.0 »13 «23 = - 60,0 «/» 12,4 = 1.51 I 18 = 50,9 Vd₅ (entfallt) di = 0.7 «24 = -11,1 dj* (enfällt) do lh (entfällt) = 2.5 »14 «25 = 1160,0 d_lh d\o = 1.52 '•''|5 = 70,0 vdi = 49,5 = -200,0 ^ 0.1 vdi = 48,6 «2<. = -24,75 5. Weitwinkelobjektiv nach Anspruch du I. gekennzeichnet durch die K folgenden Konstruktionsdate = 12,3 d;₂ = 9,5 »15 = 57.52 "7 \ Fcldwinkel: 100 «27 «ι = -28,0 du = 2.0 = 1,6968 vdg (entfällt) «2 (entfällt) du - 4.5 »8 Vd₉ = 57,5 «3 23,8 d_i5 = 1.8 "9 = 1.6968 «4 10,1 rdio = 37,1 = 4,5 «5 = 16,3 d[i »ίο = OC d_a = 5.0 = 1.62041 vd_u (entfällt) «β (entfällt) = 0.1 vd_u = 37,1 «7 d_iq «11 = OO dia = 1,0 "ά = 1.6968 «8 = 7.0 R₉ (entfällt) (entfällt) «10 (entfällt) «l'l = 2,0 = 1,77279 *12 = 12.0 = 1,589 (entfällt) H₁* = 0.1 (entfällt) *15 = 1,0 = 1,67025 i „, = 2,6 I *Ι7
to' = 5.95 = 1.58065 «18 (entfällt) to ' = 1.5 (entfällt) «20 = 2,0 = 1.58065

If' — —141

Λ, = 4,6

10

«j ι

14.6 50.7 38.5 ILS

,1»

I .S 6074 1.51823

- 23.1

.■ί/,4 - 59.0

f/₂„ = 8.5 H₁₅ = 1,55671 ι·ί/₁₅ = 58,5

R₁₁ = -19,337

Ί. Weitwinkelobjektiv nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch die folgenden Konstruktionsdi

/ = 18,4 BJ. = 37.54 /73,5 Feldwinkcl: 100"

K, = 42,0 ₅ = -11,78 Ά ■ * = 8,5 H, - Vd₁ = 50,6 , (entfällt) K₂ 28,0 j [1 = 37,1 R_2h = -550,0 d₂ K., 37,8 R- d₃ H₂ = Vd₂ = 55,6 K₄ 25,5 ,-, = -19,27 ₁₃ = 23,1 ''4 K₅ 40,0 d_s »Λ ^: '•d₃ = 57,5 K„ 280,0 ,4 = 59,0 </„ K₇' 24,6 '/7 »4 -'/4 = 55,6 Ks 12,4 '/« f₁₅ = 58,5 R, (entfällt) 'k »5 ! >-d_s (entfällt) K₁₁, (entfällt) 'Ad Ru = -200,0 ΆΊ yd,[ = 49,5 R^2 12,6 dn »7' = 46,5 R₁', = -27,8 1 .1 '/U K₁₄ (entfällt) du »8 ν dt, (entfällt) K₁₅ 23,8 'As lh = 57,5 K,, 10,1 *Mn Ά* = 16,3 d[i »in vd'_w = 37,1 Λ18 = QC> d\s "l9 , (entfällt) d\9 »11 Vd₁ «ir , = GO di\ n'\i vd Ä?'l = -14,3 di\ R_{2 2} = -14,6 di, »13 vd «2 51,4 di. R₂₄ = -38,5 d,. »14 vd R₂ = 2,0 »lf rc = 3.8 = 1.8 = 1,6935 = 4.5 = 5.0 = 1,6968 = 0.1 = 1.0 = 1.62041 η (entfällt) = 1,6968 (entfällt) ₌ 2 entfällt) = 12,0 (entfällt) = 1.77279 = 0.1 = 1,58267 = 1.0 = 2.55 (entfällt) = 5.7 = 1,67025 (entfällt) = 1-5 , = 2,45 = 1.58065 = 4,4 (entfällt) ₂ = 3,2 = 1,58065 3 = 0.95 4 = 2-4 = 1,86074 d₂₅ = 0,1 di = 1,51823 : = 1,55671

7. Weitwinkelobjektiv nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das erste I'aar zerstreuender Komponenten (/.,, L₂) und die beiden zerstreuenden Mcniskuslinscn C₄. L₅) des Vorderteils des Linsensystems den liegenden Bc- .s dingungen genügen:

1,2K₂ < K₁ < 2K₂, 1.3 < ^R:

2 5

L|„und L_n) den folgenden Bedingungen gcnügi: 2R₁,, < R₁₅ < 3R,„, 0,4-' ^Λ|" < 0.7
(In, "-' rf,» ^< dsi'·