DE2102600A1 - Fotografisches Weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

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P 316 ^

OLYMPUS OPTICAL CO., LTD. No.4j5-2, Hatagaya 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo /Japan

Fotografisches Weitwinkelobjektiv

Die Erfindung betrifft ein fotografisches Weitwinkelobjektiv des Retrofokus-Typs mit sechs Linsenelementen, dessen erstes, dem Objekt zugewandtes Element aus einer negativen Meniskuslinse besteht, dessen zweites bis viertes Element aus einer positiven Linse, dessen fünftes Element aus einer negativen Konkav-Konkavlinse und dessen sechstes Element aus zwei miteinander verkitteten Elementen besteht, die als Ganzes positive Brechkraft haben und deren verkittete

Sch/D. ./.

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Flächen zum Objekt hin konvex sind, wobei der hintere Brennpunkt des Gesamtsystems das 0,9 bis l,25fache der Brennweite f des Gesamtsystems beträgt.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein fotografisches Weitwinkelobjektiv des Retrofokus-Typs mit einer relativen Apertur von P 2,8 und einem Feldwinkel von 6jJ°, dessen Aberrationen, d.h. die sphärische Aberration, das Koma, die Verzeichnung und dgl., über das gesamte Gesichtsfeld weitgehend kompensiert sind, so daß eine hohe Auflösekraft erreicht wird, während der hintere Brennpunkt des Objektivs genügend groß gehalten wird.

Bei einer Einlinsen-Reflexkamera ist wegen der mechanischen Konstruktion einer solchen Kamera eine groSe hintere Brennweite erforderlich.

Wenn die Brennweite des fotografischen Objektivs einer konventionellen Kamera klein ist, 1st der hintere Brennpunkt des Objektivs notwendigerweise klein, so dafl er nicht in einer Einllnsen-Kamera verwendet werden kann.

Es ist bereits ein Retrofokus-Objektiv entwickelt worden, das die vorbeschriebenen Schwierigkeiten beheben soll« Das bekannte Retrofokus-Objektiv leidet Jedoch an eine«

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Reflexionsfleck, der in der voll geöffneten Blendenöffnung auftritt, da die sphärische Aberration und das Koma, die durch das konkave Linsenelement hoher Brechkraft, das im allgemeinen auf der vorderen Seite des Objektivs angeordnet ist, entstehen, durch das auf der hinteren Seite des Objektivs angeordnete Linsensystem nicht voll kompensiert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbeschriebenen Nachteile bekannter Retrofokus-Ovjektlve zu vermelden und ein Objektiv zu schaffen, das eine große relative öffnung und einen weiten Peldwinkel aufweist, während der hintere Brennpunkt des Objektivs genügend groß gehalten wird und bei dem die Aberrationen außerordentlich gut Über das gesamte Gesichtsfeld kompensiert sind, so daß eine hohe Auflösungskraft erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Objektiv die folgenden Bedingungen erfüllt:

0,5 |f₁|<f₂<5.0

O,25f< d₂

O,15f <? d^ < O,3f

Jn₆ - n₇|> 0,05

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wobei (jeweils beginnend auf der Objektseite mit i = 1, 2 —)

f. = Brennweite des jeweiligen Linsenelements;

T₁ - Krümmungsradius der Oberflächen des jeweiligen Linsenelements;

d. = Dicke des jeweiligen Linsenelements bzw. des Luftspalts zwischen den Linsenelementen;

η ^ = Brechungsindex des Glases des Jeweiligen Linsenelements bezüglich der d-Linie;

V₁ - Abbe-Zahl des Glases des Jeweiligen Linsenelements.

Durch Befriedigung der vorbeschriebenen Bedingungen wird ein Retrofokus-Objektiv hoher Qualität erhalten.

Wenn die Zerstreuungskraft des ersten Elements groß gemacht wird, wächst die Randlichtmenge in der Randzone des Blickfeldes und der hintere Brennpunkt wird lang. Wenn Jedoch die Zerstreuungskraft zu groß ist, wächst die sphärische Aberration, das Koma, die chromatische Aberration der Vergrößerung und dgl. stark an. Wenn daher die sphärische Aberration kompensiert wird durch das hinter dem ersten Element nahe der Blende des Objektivs angeordnete Linsensystem, steigen die nichtaxialen Aberrationen wie die FeldkrUmmung an. Daher muß die Kompensation bewirkt werden durch

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ein Linsensystem, das nahe der ersten Komponenten angeordnet ist. Wenn jedoch das Kompensationslinsensystem zu nahe dem ersten Element angeordnet ist, wird der Brennpunkt notwendigerweise kurz und die Kompensation für das Koma ist schwierig. Daher muß der Luftspalt d« zwischen dem ersten Element und dem folgenden zweiten Element im Bereich von dp-^ O,25f gehalten werden.

Unter diesen Bedingungen kann die sphärische Aberration für das zweite Element außerordentlich wirksam kompensiert v/erden. Das Koma wird jedoch vom zweiten Element wiederum erzeugt und stört die Qualität des Objektivs. Um diesen Fehler zu vermeiden* muß die Beziehung zwischen der Brechkraft des ersten Elements und der des zweiten Elements in den folgenden Grenzen gehalten werden:

0,5 I f,|<f_? < 5,0 |fj|

Durch Befriedigung der vorgenannten Bedingungen können die sphärische Aberration wie auch das Koma in geeigneter Weise kompensiert werden.

Wenn die Dicke d^, des zweiten Elements zu klein wird, wird der nichtaxiale Astigmatismus groß. Daher muß die

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Dicke cU den folgenden Bedingungen genügen:

O,15f < d₃ <0

Die hintere Fläche des vierten Elements dient der Kompensation des nichtaxialen Astigmatismus. Wenn Jedoch der Krümmungsradius der hinteren Fläche des vierten Elements zu klein wird, wächst das Koma, insbesondere das chromatische Koma, merkbar an. Wenn andererseits der Krümmungsradius der hinteren Fläche des vierten Elements zu groß ist, wächst der Astigmatismus merkbar an. Um das Entstehen des Komas und des Astigmatismus zu unterdrücken, muß der Krümmungsradius rg der hinteren Fläche des vierten Elements den folgenden Bedingungen genügen:

O,5f<|r₈|<2,5f

Das Entstehen des Komas wird unterdrückt, während die Randlichtmenge anwächst, wenn die Luftspalte do und d,_Q klein gemacht werden. Daher ist es erforderlich, daß die Luftespalte dg und d.Q der folgenden Bedingung genügen: .

dg + ⁰Io^ °»^2f

Das vierte bis sechste Element bilden ein sogenanntes Tes sar- Linsensystem. Daher ist der nichtaxiale Astigmatismus

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wirksam kompensiert durch Vergrößerung der Differenz (uf - Uj) zwischen dem Brechungsindex des vorderen Linsenelements der sechs Linserielemente und der des hinteren Linsenelements. Daher ist es erforderlich, daß die Differenz (ng - n~) der folgenden Bedingung genügt:

lⁿ6 -

An Hand der Zeichnung sollen im folgenden bevorzugte AusfUhrungsformen der Erfindung beschrieben werden. Es zeigen :

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Linsenelemente des erfindungsgernäßen Objektivs;

Fig. 2 verschiedene Aberrationskurven des erfindungsgemäßen Objektivs;

Fig. jS verschiedene Aberrationskurven eines anderen erfindungsgemäßen Objektivs.

In Fig. 1 sind die ersten fünf Linsenelemente mit L₁ bis L(- bezeichnet, während das sechste Element aus zwei verkitteten Linsenelementen Lg und L₇ besteht. Die Zeichen r, d, η sowie f und y mit Ihren entsprechenden Indizes

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sind bereits beschrieben worden.

Beispiel	100	I	Peldwinkel 2w =*	di	5	,276
f —	156		,014	d2	35.	,939
rl	44		,446	d3	23:	,430
r2	132		,405	d4	0,	,567
r3	525.	,813	d5	5,	,560
r4	95,	,025	d6	O1	,425
r5	215,	.930	d7	21,	,076
r6	68,	,409	d8	6,	666
r7	-99,	,887	d9	2,	496
r8	-69,	351	dio	6,	808
r9	46,	690	du	2,	496
rl0	1005,	378	d12	12,765
rn	42,	055
r12	-56,	691
r13	Beispiel	II

1,56883 1,61272

1,60717 1,62299 1,66998 1,58144 1,6516

"»4

56,0 58.6

40,3 58,1

39,3 40,7 58,5

f - 100 Peldwinkel 2w « 63⁰ Relative Apertur - 1:2,8

T₁ 252,639

V₂ 45,028

Tj 128,350

Γ4 129,453

5,111 Ti₁ I.56883

35,778 n₂ 1,61772

20,833 n₃ 1,60342

0,444 n₄ 1,62041

56,0 49,8 38,0 60,2

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v_b 96,058 d₅ 5,556 n₅ 1,6727 V₅ 32,1

r₆ 225,911 d₆ 0,417 n₆ I,58l44 V₆ 40,7

V₁ 71,333 d_? 19,917 n_? 1,6516 V₇ 58,5

r₈ -107,814 dg 8,361

r₉ -69,322 d₉ 2,5

r₁₀ 52,258 d₁₀ 5,944

r_n 740,983 d_n 2,5

r₁₂ 218,769 d₁₂ 12,778

r₁₃ -56,236

Pig. 2 zeigt die verschiedenen Aberrationskurven des Beispiels I, während Pig. 3 die verschiedenen Aberrationskurven des Beispiels II zeigt.

Aus den in den Pig. 2 und 3 dargestellten Aberrationskurven geht hervor, daß das· erfindungsgemäße Objektiv einen genligend großen hinteren Brennpunkt in der Größenordnung des 0,9 bis l,25fachen der Brennweite des Objektivs aufweist.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   \\J Fotografisches Weitwinkelobjektiv des Retrofokus-Typs mit sechs Linsenelementen, dessen erstes, dem Objekt zugewandtes Element aus einer negativen Meniskuslinse besteht, dessen zweites bis viertes Element aus einer positiven Linse, dessen fünftes Element aus einer negativen Konkav-Konkavlinse und dessen sechstes Element aus zwei miteinander verkitteten Elementen besteht, die als Ganzes positive Brechkraft haben und deren verkittete Flächen zum Objekt hin konvex sind, wobei der hintere Brennpunkt des Gesamtsystems das 0,9 bis l,25fache der Brennweite f des Gesamtsystems beträgt, gekennzeichnet durch die folgenden Bedingungen:

   0,5

   0,25f -< d₂

   0,15f ^- d₃ -< 0,3f

   O,5f<:|r₈|<2,5f

   dg + d_io<: 0,2f

   Jn₆ - r^J > 0,05

   wobei (Jeweils beginnend auf der Objektseite nit i * 1,2 —) f. *= Brennweite des jeweiligen Linsenelemente; r. = Krümmungsradius der Oberflächen des Jeweiligen Llnsenelenents;

   _P316 109831/1528 _#/#

   d^ β Dicke dee jeweiligen Linsenelements bzw. des Luftspalts zwischen den Linsenelementen j

   n, = Brechungsindex des Glases des jeweiligen Linsenelements bezüglich der d-Liniej

   y. - Abbe-Zahl des Glases des jeweiligen Linsenelement ε.
2. 2. Objektiv nach Anspruch 1 mit den folgenden numerischen Daten:

   f « 100 Feldwinkel 2w - 6?° Relative Apertur ^ 1:2,8

   r_x 156,014 d_x 5.276 η_χ 1,56883 V₁ 56,0

   r₂ 44,446 d₂ 55*939 n₂ 1,61272 ^₂ 58,6

   r₅ 132,405 d_? 23,430 n^ 1,60717 V₅ 40,3

   r₄ 525,813 d₄ 0.567 n₄ 1,62299 V₄ 58,1

   r₅ 95,025 d₅ 5,560 n₅ 1,66998 y₅ 39,3

   r_e 215,930 d₆ 0,425 n₆ 1,58144 V₆ 4o,7

   r_? 66,409 d_? 21,076 O₇ 1,6516 V₇ 58,5

   r_Q -99,887 d_Q 6,666

   r₉ -69,351 d₉ 2,496

   r₁₀ 46,690 d_1Q 6,808

   V_n IOO5.378 d_u 2,496

   r₁₂ 42,055 d₁₂ 12,765

   r₁₅ -56,691

   p 316 ./.

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3. 3. Objektiv nach Anspruch 1 mit den folgenden numerischen Daten:

   f - 100 Feldwinkel 2w - 63° Relative Apertur = 1:2,8

   ^ri 252,659 ^di 5,111 ⁿl 1,56883 V₁ 56,0 ^r2 45,028 ^d2 35,778 ⁿ2 1,61772 y₂ 49,3 ^r5 128,350 ^d3 20,855 ⁿ3 1,60342 V₃ 38,0 ^r4 1299,453 ^d4 0,444 ⁿ4 1,62041 Vj₊ 60,2 ^r5 96,053 ^d5 5,556 ⁿ5 1,6727 ^₅ 32,1 ^r6 225,911 ^d6 0,417 ⁿ6 1,58144 V₆ 40,7 ^r7 71,833 ^d7 19,917 ⁿ7 1,6516 V₇ 58,5 ^r8 -107,814 ^d8 3,361 ^r9 -69,322 ^d9 2,5 ^rio 52,253 ^d10 6,944 ^rn 740,983 ^du 2,5 ^rl2 218,769 ^d12 12,778 ^ri5 -56,256

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