DE2315744A1

DE2315744A1 - Superweitwinkelobjektiv fuer photographische kameras

Info

Publication number: DE2315744A1
Application number: DE2315744A
Authority: DE
Inventors: Masaki Matsubara
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1973-10-11
Also published as: JPS5038935B2; DE2315744C2; JPS4898825A; US3830559A

Description

Kameras

Die Erfindung betrifft Superweitwinkelobjektive für photographische Kameras, insbesondere ein Retrofocus-Weitwinkelobjoktiv für den Gebrauch in einäugigen 35~mm-Spiegelreflex--Kameraü mit optischen Eigenschaften wie beispielsweise einem Aperturverhältnis in der Größenordnung von F/2.0 und einem großen Bildwinkel bis zu 64°.

Im allgemeinen sind Retrofocus-Weitwinkelobjektive dazu bestimmt, mit einer vorgegebenen rückwärtigen Brennweite zu arbeiten. Auf diese Weise muß die Brechkraft der vorderen Lirjsengruppe umso größer sein, je größer der Bildwinkel ist. Das .führt zu großen Aberrationen, die in der vorderen Linsengruppe hervorgerufen werden·, insbesondere werden die sphärische Aberration und der Komafehler eines Objektives mit großem Aperturverhältnis ziemlich groß, wodurch die Korrektur dieser Aberrationen schwierig wird. Zusätzlich v/ird das oben erwähnte Superveitwinkelobjektiv mit einem großen Aperturverhältnis in der Größenordnung von F/2.0 und einem großen Bildwinkel von bis zu 84° in seiner Gesamtlänge langer und im Durchmesser seiner Vorderlinse größer, wodurch das Hantieren mit ihm mühsam v/ird und ein speziell grosser Filter für die Vorderlinse beschafft werden muß, was sehr unvorteilhaft ist. /o

309841/0916 ^h

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Superweitwinkelobjol:tiv für photographische Kameras eu schaffen, das clic oben erwähnten Nachteile, die mit herkömmlichen Weitwinkelobjektiven in Kauf gonommen werden müssen, vermeidet und optische Eigenschaften, wie z.B. ein Aperturverhältnis in der Größenordnung von F/2.0 und einen großen Bildwinkel bis zu 84° aufweist, das einen herkömmlichen Filter mit einem Durchmesser von etwa 55 mm benutzen kann, das klein in seinen Abmessungen und leicht zu handhaben ist, während es über seinen gesamten Aperturbereich und den gesamten Bildwinkel eine hochgradige Korrektur der verschiedenen Aberrationen aufweist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe kann mit einem Superweitv/inkolobjektiv gelöst v/erden, das sechs Linsenglieder und zehn Llnsenelemente aufweist, wobei das erste Linsenglied ein sanuneludes Meniskuslinsenelement ist, das zweite Linsenglied aus 2-wei und drei zerstreuenden Meniskuslinsenelementen besteht, die dritte Κοιϊό;--nente ein sammelndes Doppellinsenelement ist, das vierte Linsenglied ein zerstreuendes Doppellinsenelement, das fünfte Linrendglied ein sammelndes Meniskuslinsenelement und das sechste Linsenglied ein sammelndes Linsenelement ist, v/ob ei die folgeiiden vier Bedingungen erfüllt sind:

(1) 0,45£ < |Σί^|. < O_f7Sf

(2) 0,3f < de+dio < 0,S£

(3) 0,33£ < IRι 3 i < 0,85£

(4) 0_;22i^: < d_l2 + d₁₃ < 0_;7£

wobei bedeuten: f die Gesaratbrennweite des Objektivs, £f. die Summe der Brennweiten der Linsenelemente, die das zweite Linsenglied bilden mit i = 2, 3 und i = 2, 3, 4, von der Objektseite her gezählt, ...

309841/0916

— j) —

a_q, cLq, d₁₂» und d., die axialen Dicken des fünften, sechsten, siebten und achten Linnenelementes, die das dritte bsv.·. vierte Linsenglied bilden,

R₁, den Krümmungsradius der verkitteten Oberfläche des vierten Linsengliedes.

Anhand der folgenden Spezifikationen und der Zeichnungen v/erden v/eitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3a bis 3h graphische Darstellungen der verschiedenen Aberrationen des in Fig. 1 dargestellten Objektivs mit den konstruktiven Daten aus Beispiel 1;

Fig, 4a bis 4d graphische Darstellungen der verschiedenen Aberrationen eines in Fig. 1 dargestellten Objektivs mit den konstruktiven Daten aus Beispiel 2;

Fig. 5a bis 5e graphische Darstellungen von verschiedenen Aberrationen eines Objektivs gemäß Fig. 2 mit den konstruktiven Daten aus Beispiel 3 und

Fig. 6a bis 6e graphische Darstellungen von verschiedenen Aberrationen eines in Fig. 2 dargestellten Objektivs mit den konstruktiven Daten aus Beispiel 4.

Das in Fig. 1 dargestellte vorteilhafte erfindungsgemäße Objektiv v/eist sechs Glieder I bis VI auf und zehn Linsen L₁ bis L₁₀. Das erste Glied I ist eine sammelnde Meniskuslinse L>., die dazu dient, die Verzeichnung und den Kornafehler des Objektivs zu

/4 309841 /091 e

korrigieren. Zusätzlich ist die sammelnde Meniskuslinse L., aus einer Glassorte mit einer zur Korrektur der Vergrößerimgs-chromatischen Aberration geeigenten Abbe-Zahl (V-Wert). Das zweite Glied II besteht aus drei zerstreuenden Meniskuslinsen L_P, L, und L.. Die Summe der negativen Brechkräfte dieser zerstreuenden Meniskuslinsen Lp, L-z und Li ist so groß, daß die rückwärtige Brennweite des Objektivs eine vorgegebene Länge hat. Der Luftraum zwischen benachbarten Linsen des zweiten Linsengliedes II ist so kurz wie möglich gehalten, um angesichts des erwünschten großen Aperturverhältnis des Systems eine Vergrößerung des Durchmessers der Vorderlinse L^ zu vermeiden, wobei der hohe Korrekturgrad in der Krümmung der Bildfläche beibehalten wird. Die oben erwähnten, ersten und zweiten Linsenglieder I und II bilden eine vordere Linsengruppe. Um das Aperturverhältnis des Objektivs groß zu machen, ruft aie vordere Linsengruppe I, II eine erhebliche sphärische Aberration und achsenferne Aberrationen hervor, die nicht ausreichend korrigiert werden könnten. Erfindungsgemäß werden diese Aberrationen durch eine rückwärtige Linsengruppe korrigiert, die aus dem dritten Linsenglied III und folgenden rückwärtigen Gliedern IV, V und VI besteht.

Das dritte Glied III besteht aus der fünften und sechsten Linse Lc und L/-, die aneinander gekittet sind und eine sammelnde Doppellinse mit großer axialer Dicke dg + d,.Q bilden. Zwischen dem dritten und vierten Glied III und IV ist eine Blende D vorgesehen. Das vierte Linsenglied IV besteht aus der siebten und achten Linse L^ und Lg, die aneinander gekittet sind und eine zerstreuende Doppellinse mit ebenfalls großer axialer Dicke d^.p + cL, bilden. Dieses dritte und vierte Glied III und IV dienen dazu, die ^chsenfernen Aberrationen zu korrigieren und die rückwärtige Brennweite des Objektivs groß zu machen. Die gekittete Oberfläche R₁, des vierten Gliedes IV ist sammelnd und stark brechend, damit der sagittale Komafehler und die sphärische Aberration korrigiert werden können, die wegen des großen Aperturverhältnisses vergrößert sind. Das fünfte Linsenglied V ist eine sammelnde Meniskuslinse Lg, das sechste Linsenglied VI ist eine bikonvexe Linse L^q. /5

309841/0916

Diese fünften und sechsten Linsenglieder V und VI dienen dazu, die sphärische Aberration zu korrigieren, die wegen des grossen Aperturverhältnisses des Objektivs entsteht. Zusätzlich sind diese fünften und sechsten Glieder V und VI aus einer Glassorte hergestellt, die eine zur Korrektur der chromatischen Aberration geeignete Abbe-Zahl aufweist.

Damit optimale Eigenschaften erreicht werden, sollten die Summe der Brennweiten 2L^* eier Linsen, die das zweite Linsenglied II mit i = 2, 3 und i = 2, 3, 4, gezählt von der Objektseite her, die Summe der axialen Dicken d« + d^_Q der Linsen L₅ und Lg, der Krümmungsradius R.., der gekitteten Oberfläche des vierten Linsen-^ gliedes IV und die Summe der axialen Dicken d₁₂ + ^ä-j3 der Linsen und Lp die folgenden vier Bedingungen erfüllen: _^

(1) 0.4Sf < IEfJ < 0.75f

h < 0

(2) 0.3f < d,+dio < 0.8f

(3) 0.33f < JR₁,I < 0.85£ Rn < 0

(4) 0.22£ < d,_a*d,, < 0.7f

wobei f die Gesaratbrennweite des Objektivs ist.

Die Gründe, warum die obigen vier Bedingungen (1) bis (4) erfüllt sein sollten, um optimale Eigenschaften zu erreichen, sind die folgenden:

Die Bedingung (1) verhindert, daß der Durchmesser der Frontlinse L₁ vergrößert wird und begrenzt die sphärische Aberration und den achsenfernen Komafehler, der wegen des großen Aperturverhältnisses entsteht, auf den bestmöglichen Wert und stellt eine lange rückwärtige Brennweite sicher. Wenn JS fj » das bedeutet,

/6 309841/0916

|f2 + ίχ + ^a iⁿ der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, die obere Grenze 0,75f der Bedingung (1) überschreitet, wird der Durchmesser der Frontlinse L₁ größer,wodurch kein normalerweise gebräuchlicher Filter benutzt werden könnte.

Zusätzlich könnte die erwünschte große rückwärtige Brennweite nicht erhalten werden und als Folge davon wird es notwendig, den Luftraum zwischen der vorderen und der rückwärtigen Linsengruppe lang zu machen, wodurch das Ziel der Erfindung, die Maße des Objektivs klein zu halten, nicht erreicht werden könnte. Wenn Jf2 + f-z + fr kleiner wird als die untere Grenze O,45f der Bedingung (1), wird die negative Brechkraft der vorderen Linsengruppe wesentlich zu groß. Dadurch v/erden die sphärische Aberration und der achsenferne Komafehler so stark vergrößert, daß diese Aberrationen durch die rückwärtige Linsengruppe III, IV, V, VI nicht korrigiert v/erden könnte.

Die Bedingung (2) dient dazu, die achsenfernen Aberrationen zu korrigieren und stellt eine größere rückwärtige Brennweite sicher. Wenn dg + d^Q kleiner wird als die untere Grenze O,3f, würde der achsenferne Komafehler entarten, und es könnte keine grosse rückwärtige Brennweite erreicht werden. Wenn dg + d_1Q die obere Grenze 0,8f übersteigt, werden die Gesamtlänge des Objektivs und der Durchmesser der Vorderlinse L₁ größer, wodurch das Objektiv in seiner Abmessung nicht verkleinert werden kann und der Astigmatismus so stark vergrößert wird, daß er schwierig mit HJlfe der anderen Linsenglieder zu korrigieren ist.

Die Bedingung (3) dient dazu, der gekitteten Oberfläche R₁^ des vierten Linsengliedes IV eine starke positive Brechkraft zu geben, um den sagittalen Komafehler und die sphärische Aberration, die wegen des großen Aperturverhältnisses entstanden sind, zu korrigieren. Wenn

kleiner als die untere Grenze O,3;5f wird,

entsteht eine stärkere sphärische Aberration, die die optimalen Eigenschaften des Objektivs verschlechtern. Wenn IFl₁-? die obere Grenze 0,85f übersteigt, wird dio Brechkraft der gekitteten Ober-

/7 309841/0916

fläche R₁, verringert, was dazu führt, daß das sagittale Koma und die sphärische Aberration nicht unter günstiger Bedingung gehalten werden können.

Die Bedingung (4) dient dazu, die sphärische Aberration und den Astigmatismus zu korrigieren .Dadurch, daß die Bedingung (4) eine kleine axiale Dicke d^p + d^, des vierten Gliedes IV vorschreibt, stellt sie einen hervorragenden Wert für die sphärische Aberration und den Astigmatismus sicher. Wenn d₁₂ + cL, kleiner wird als die untere Grenze 0,22f, wird die Korrektur der sphärischen Aberration ungenügend. Wenn d^p + d«., die obere Grenze 0,7f übersteigt, v/ird der mittlere Abschnitt der Kurve, die den Astigmatismus darstellt, ziemlich stark gekrümmt, wodurch die vorteilhafte Abflachung des Astigmatismus nicht erreicht v/erden kann.

Bei dieser Art von Retrofocus-Objektiv entarten die Aberrationen des Objektivs in dem Falle, in dem Photographien von Gegenständen, die sich in einer kurzen Entfernung vom Objektiv befinden, gemacht werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann das vierte Glied IV zusammen mit dem fünften Glied V bewegt werden, je nach der Entfernung zwischen den zu photographierenden Objekten und der Vorderlinse L₁. Das bedeutet, daß die Luftspalte d₁₁ und d.^g so geändert werden können, daß d^ + cLg immer konstant bleibt. Dies ermöglicht, eine Entartung der Aberrationen des Systems zu verhindern, wodurch hervorragende optische Eigenschaften aufrechterhalten werden.

Es ist vorteilhaft, das in Fig. 1 dargestellte Objektiv so auszuführen, daß die folgenden fünf Bedingungen erfüllt sind:

(1) 0.45f < |Σ£_{| < 0.75Γ

f_i < 0 i«=2, 3, 4

(2) 0.3£ < d,+d_l0 < 0.8£

(3) 0.33£ < |R_MI < 0.85£

(4) 0.22£ < d_l2+d_ls < 0.7f

(5) 0.15f < d_G+d_e < 0.3Sf _/ß

309841/0916 '

Die letzte Bedingung (5) dient dazu, die Gesamtlänge des Objektivs zu minimalisieren und verhindert gleichzeitig, daß der Durchmesser der Frontlinse L^ vergrößert wird. Wenn dr + d„ die obere Grenze O,35f der Bedingung .(5) überschreitet, ist es unmöglich, das Objektiv zu minimalisieren, wie es erwünscht ist. Im Gegenteil, wenn dg + dg kürzer wird als die untere Grenze O,15f, entarten die verschiedenen Aberrationen so stark, daß eine Korrektur dieser verschiedenen Aberrationen durch die anderen Linsen nicht mehr erreicht werden kann.

In Fig. 2 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs dargestellt» das sechs Liixsengruppen J-bis VI und zehn Linsen L^ bis L^₀ aufweist. Das erste, dritte, vierte, fünfte und sechste Linsenglied I, III, IV, V und VI des Objektivs, das in Fig. 2 dargestellt ist, haben die gleiche Form wie die in Fig. 1 dargestellten.

Das zweite Linsenglied des in Fig. 2 dargestellten Objektivs besteht jedoch aus zwei zerstreuenden Meniskuslinsenelementen Lp und L₇. Zwischen dem zweiten und dem dritten Linsenglied II und III ist eine sammelnde bikonvexe vierte Linse L^ angeordnet, die eine relativ große axiale Dicke ά.-, hat und geeignet ist, die achsenfernen Aberrationen zu korrigieren.

Es ist vorteilhaft, das in Fig. 2 dargestellte Objektiv derart zu gestalten, daß die folgenden fünf Bedingungen erfüllt sind:

(1) 0.45f < |Σ£.[ < 0.7Sf £₍ <■ 0 i*2, 3

(2) 0.3f < d₉+dio < 0.8£

(3) 0.33f < |R_IS| < 0.85f

(4) 0.22£ < d₁₂+d,i < 0.7f

(5) 0.16£ < d₇/(d₉+dio) < 0.3£

/9

309841/0916

Die letzte Bedingung (5) bezieht sich auf die Korrektur des Astigmatismus. Je dünner die axiale Dicke d^.der zusätzlichen bikonvexen Linse L^, umso wirksamer ist die Korrektur des Astigmatismus, genauer, umso wirksamer ist die Korrektur der Krümmung des mittleren Teils der Kurve, die den Astigmatismus darstellt. Jedoch entartet dann die sphärische Aberration. Um diese Entartung der sphärischen Aberration zu verhindern, sollte dy/0g + d^ größer sein als die untere Grenze 0,i6f. Die obere Grenze 0,3f der Bedingung (5) dient dazu, zu verhindern, daß die Gesamtlänge des Objektivs größer wird.

In dem in Fig. 2 dargestellten Objektiv ist es vorteilhaft,. die Summe aus dem Luftspalt d» zwischen der zweiten Linse Lp und der dritten Linse L-, und dem Luftspalt dg zwischen der dritten Linse L-, und der vierten Linse L. durch die Bedingung O.35f ^<\άά + dg^ < 0,45f festzulegen, um die Gesamtlänge des Objektivs zu verringern und zu verhindern, daß der Durchmesser der Frontlinse L^ größer wird, wobei der hohe Korrekturgrad der verschiedenen Aberrationen über das gesamte Aperturverhältnis und über den gesamten Bildwinkel erhalten bleibt.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, die Brechkraft der gekitteten Oberfläche R^₀ des dritten Linsengliedes III ziemlich stark und negativ zu machen und die konkave Wölbung der gekitteten Oberfläche R₁₀ in Richtung auf die Blendenseite zu wenden, um den Komafehler zu korrigieren. Jedoch wird, wenn die negative Brechkraft der Oberfläche R^₀ sehr stark wird, die vergrößerungschromatische Aberration bei einem größeren Bildwinkel entartet, so daß es vorteilhaft ist, die Brechungsindizes n,- und ng der fünften und sechsten Linsen L= und Lg und den Krümmungsradius R₁₀ der gekitteten Oberfläche des dritten Linsengliedes III festzulegen durch

n₅-n₆ > 0.18

0.6f < R₁₀ < 0.7f.

/10 309841/0916

- ίο -

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Objektive, die die oben erwähnten vier Bedingungen (1 bis h) erfüllen und im besonderen die fünf Bedingungen (1 bis 5) und zusätzlich die Linsenoberflächen und die axialen Dicken der und die Lufträume zv/i sehen den aufeinander folgenden Linsen ausreichend gut korrigieren und die aus Glassorten mit geeignetem Brechungsindex und Abbe-Zahlen sind, haben die numerischen Werte, die in den folgenden Beispielen 1 bis 4 aufgezählt sind.

Beispiel 1

100

F/2.0

Bildwinkel

84°

I-t

II-

L₂-[

L₅-[

IV-[

^Kl

R₂
Rs
R-Rs
Re
R₇

Ro
R₉
Rio
Rn
R₁₂

Ru

Riv

[
Rib

171.815

529.963

206.162

73.791

119.366

54.314

91.723

60.836

96.534

56.518

-237.2SO

-442.731

-51.983

229.59

-283.402

-88.571

374.903

-229.223 3

d_x 20.41

d_z 0.82 ds 7.SS

d₅ 6.12

d_c 11.84

d₇ 6.12

d_fl 14.29

d* 6.12

die 46.94 d_xl 9.8

d_l2 42.86 du 6.53 d_lit 9.18

a_l5 11.22 n₉ d_lc 0.82

d_l7 15.51 nio 09841 /0916

1.757

n_? 1.62

na 1.62

1.67

1.773

1.596

1.773
1.689

1.697
1.097

V₁ 47.9

V₂. 60.3

v_s 60.3

v„ 57.3

V₃ 49.6

v_G 39.2

Vy 49.6

V₀ 31.1

v_e 55.6

V₁₀ 55.6

/11

fz+fj + fi, " -63.21

In den Fig. 3a bis 3h sind die verschiedenen Aberrationen, die zur Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Objektivs mit den im Beispiel 1 angegebenen konstruktiven Daten gehören, graphisch dargestellt. Fig. 3a stellt die sphärische Aberration durch eine ausgezogene Linie und die Sinusbedingung durch gestrichelte Linien dar. Fig. 3b stellt den sagittalen Astigmatismus durch eine ausgezogene Linie und den meridionalen Astigmatismus durch gestrichelte Linien dar. Fig. 3c stellt die Verzeichnung dar und Fig. 3d stellt die Komafehler bei den halben Bildwinkeln von 42° bzw. 32 dar. Die Fig. 3e bzw. 3f stellen graphisch die sphärische Aberration und den sagittalen Astigmatismus (ausgezogene Linie) und den meridionalen Astigmatismus (gestrichelte Linie) für den Fall dar, in dem die Luftspalte d^ und d^ nicht verändert werden, wenn Photographien von Gegenständen, die in kurzer Entfernung vor der Frontlinse L,. sind, mit einer photographischen Vergrößerung β = 1/40 aufgenommen werden. Die Fig. 3g und 3h stellen die sphärische Aberration und den sagittalen Astigmatismus (ausgezogene Linie) und den meridionalen Astigmatismus (gestrichelte Linie) für den Fall dar, in dem der Luftspalt d^^ von 9,8 auf 6,65 und der Luftspalt d^g von 0,82 auf 3,97 verändert werden, wenn Photographien unter den oben beschriebenen Bedingungen gemacht werden. V/ie aus den Fig. 3e bis 3h ersichtlich, ist die gemeinsame Bev/egung des vierten Gliedes IV mit dem fünften Glied V in der Lage, die Entartung der Abberationen zu verhindern.

/12 309841/0916

Beispiel

231574Ä

II-

IV-[

V-

f «-- .100

F/

Bildwinkel 84°

L₅-[

U'i

Rc
R₇

Rc

158.829 494.844 211.445 78.389 110.028 54.935 96.345 61.40 3 110.269 R₁₀ 65.073 R₁₁ -291.3S8 R₁₂ -461.690 R₁₉ -55.155 R₁* 253.084 R₁₅ -348.568 R₁₆ -99.139 Rj₇ 498.412

VI-[L₁₀-I

β -175.249

d_v 20.42

d₂ 0.83

dj " 6.67

d_k 7.08

d₅ 6.25

d₆ 13.33

d₇ 6.25

d₀ 13.13

d₉ 4.17

d₁₀ 47.92

d_lx 8.33

diz 53.33

d₁₃ 8.33

d_lk 6.67

d₁₅ 14.17

d_l6 0.83

d₁₇ 16.67

1.735 V₁ 49.S

1.62

ns 1.62

n„ 1.713

1.697

v_£ 60.2

V₅ 60.2

54.0

ns 1.773 V₅ 49,6

n_e 1.603 v_G 38.0

n₇ 1.773 V₇ 49.6

n_c 1.689 V₈ 31.1

H₉ 1.697 V₉ 55.6

55.6

-64.08

In den Fig. 4a bis 4d sind die verschiedenen Aberrationen der in Fig^ 1 dargestellten Ausführungsform des Objektivs mit den in Beispiel 2 gegebenen konstruktiven Daten graphisch dargestellt. Fig. 4a stellt die sphärische Aberration durch eine ausgezogene Linie und die Sinusbedingung durch gestrichelte Linien dar. Fig. 4b stellt den sagittalen Astigmatismus durch eine ausgezogene Linie und den merifidionalen Astigmatismus durch gestrichelte Linien dar. Fig. 4c stellt die Verzeichnung, Fig. 4d stellt die ,^-,

309841/0916

Komafehler bei den halben Bildwinkeln von 42° bzw. 32° dar.

Wie aus den Fig. 3a bis 3h und 4a bis 4d ersichtlich, sind die erfindungsgemäßen, den Beispielen 1 und 2 entsprechenden Aucführungsformen des Objektivs in der Lage, die verschiedenen Aberrationen für ein Aperturverhältnis der Größenordnung von F/2,0 und einem Bildwinkel bis zu 84° wesentlich zu korrigieren. Zusätzlich sind diese Objektive in ihrer Gesamtlänge kurz, leicht zu handhaben und ihre Frontlinse L^ weist einen Durchmesser von 55 mm auf, wodurch der Gebrauch herkömmlicher Filter ermöglicht wird.

Beispiel 3

I-[ L₁-[

II-

t-[

f « 100 F/2.0 Bildwinkel R₁ 204.057 R₂ 626.767 R, 138.494 52.127

R«, R₅

R₆

R7

R·

R»
Rio

Rn
Ris

Ri τ
Ri.

d₁ 18.27 d₂ 0.82 d₃ 7.35 d_H 26.12 d₅ 6.12 d₆ 12.24 d₇ 9.8 d_e 0.82 d, 6.12 d₁₀ 44.08 du 10.61 d₁₂ 32.24 du 8.16 d_lH 12.25 d_ls 12.25 d₁₆ 0.82

d₁₇ 15.51 -239.616

309841 /0916

84'

1.744 v_x 44.8

n₂ 1.603 V₂ 60.7

67.098

233.682

-633.159

111.159

64.249

-316.204

-2,779.380

-55.363

175.571

-246.812

-88.820

339.233

ηι 1.603 V₈ 60.7 1.516 v„ 56.8

n₅ 1.773
n₆ 1.603

n₇ 1.773
n_e 1.699

V₅ 49.6 v_e 38.0

v, 49.6 v_e 30.1

n₉ 1.697 v, 55.6

n₁₀ 1.67 V₁₀ 57.3

/14

-56.57

Die Seidel-Koeffizienten der gegenwärtigen Ausführungsform, ausgedrückt durch Berek, die folgenden:

Λν

10
11
12
13
14
15
16
17
18
Σ

0.028 0.001 0.001

-2.965

0.042

■10.659

3.747

-0.391 5.653

-2.395 0.002 0.001 1.828

-1.684 0.001 4.081

-0.004 3.355 0.643

0.044 0.154 0.005

-0.056 0.173 0.000 0.168

-0.261 0.183

-0.006 0.009 0.063 0.001

-0.683 0.144 0.018 0.034 0.044

•0.034

0.035 -0.013

0.003

0.409

0.085 -0.035

0.795 -0.319

1.017 -0.121 -0.004

0.009 -0.042 -1.073 -0.009 -0.272 -0.011 -0.385

0.068 0.314 -0.978 0.463 0.107

0.349 -0.002 0.067 -0.170 0.103 -0.005 -0.308 0.341 •0.001 -0.584 0.333 ■0.032 0.255 -0.024 0.230

	Pv
0	.209
-0	.068
0	.272
-0	.721
0	.000
-0	.5607
0	.145
0	.054
0	.392
-0	.092
0	.119
-0	.016
0	.044
-0	.234
-0	.166
0	.462
0	.118
0	.167
0	.124

Das gemäß dem Beispiel 3 konstruierte Objektiv ist in Fig.2 dargestellt. Die sphärische Aberration ist in Fig. 5a durch eine ausgezogene Linie und die Sinusbedingung durch gestrichelte Linien dargestellt. Der sagittale Astigmatismus ist durch eine ausgezogene Linie und der meridionale Astigmatismus durch gestrichelte Linien in Fig. 5d dargestellt. Die Verzeichnung ist in Fig. 5c graphisch dargestellt. Fig. 5d stellt den Astigmatismus für den Fall dar, in dem das vierte und fünfte Linsenglied IV und V gemeinsam in dem Fall bewegt werden, in dem Photographien von in kurzer Entfernung von dem Objektiv befindlichen Objekten mit einer photographischen Vergrößerung β = 1/40 gemacht v/erden. Der· sagittale Astigmatismus ist graphisch durch eine ausgezogene Linie und der meridionale Astigmatismus durch gestrichelte Linien in Fig. 5-d dargestellt. Fig. 5e stellt die Komafehler bei den halben Bildwinkeln von 42° bzw. 32° dar.

/16 309841/0916

Beispiel A

100

16 -

F/2.0

Bildwinkel ι 84'

II-

L₂-E

Ls-E

τ _ r
j., ι» L

L₅-E Lc-E

R₁ 204.533 R₂ 588.8364 Rs 142.018 R* 51.466 R₅ 1,137.947 R₆ 68.333 R₇ 237.882 R₀ -803.859 R₃ 112.074 67.165

Rio

K₁₁ -273.857

R₁₂ -581.727 L₇-E
IV-E R₁₅ -55.105

Le-E

R₁^ 193.177

V-E L₉-E

R₁₅ -285.105

VI-[L₁₀-E

Ric
Ri₇

f₂+f

-92.058

361.523

-233.838

ι - -58.74

di 20.41 d₂ 0.82 d_s 7.35 d* 23.67 d₅ 6.12 d₆ 10.2
d₇ 14.29 d_e 0.82 d₉ 6.12 dio 44.9
du 10.2
dia 32.65 d_ls 8.16 d_x* 11.43 dxs 13.06 die 0.82 d_I7 15.51

1.762 ν» 40.2

n₂ 1.603 V₂ 60.7

n₃ 1.603 V₉ 60.7

n„ 1.518

n₅ 1.773
nc 1.603

n₇ 1.773
n₀ 1.699

n_l0 1.697

v^ 58.9

V₅ 49.7 V₆ 38.0

V₇ 49.7 Ve 30.1

n₉ 1.697 V₉ 55.6

55.6

Die zu dem im Beispiel 4 beschriebenen Objektiv^ gehrjrende sphärische Aberration ist in Fig. 6a durch eine ausgezogene Linie und die Sinusbedingung durch gestrichelte Linien graphisch dargestellt. Der sagittale Astigmatismus ist graphisch durch eine ausgezogene Linie und der meridionale Astigmatismus durch

/17

309841 /09 1 B

gestrichelte Linien in Fig. 6b dargestellt. Die Verzeichnung ist in Fig. 6c dargestellt. Der Astigmatismus des- im Beispiel 4 beschriebenen Objektivs ist in Fig. 6d für den Fall dargestellt, daß das vierte und fünfte Linsenglied IV und V zusammen bewegt werden bei einer photographischen Vergrößerung ρ = 1/40. Die Komafehler bei den halben Bildwinkeln 42° bzw. 32° sind in Fig.6e dargestellt. Wie aus den Fig. 5a bis 5e und 6a bis 6e ersichtlich, sind auch die den Beispielen 3 und 4 entsprechenden erfindungsgemäßen Objektive in der Lage, die verschiedenen Aberrationen für ein öffnungsverhältnis in der Größenordnung F/2,0 und einen Bildwinkel bis zu 84 wesentlich zu korrigieren. Zusätzlich sind diese Objektive in ihrer Gesamtlänge kurz, leicht zu handhaben und der Durchmesser der Frontlinse L₁ ist 55 mm, so daß herkömmliche Filter benutzt werden können.

Ansprüche:

309841/0916

Claims

Μ·/ Superweitwinkelobjektiv, das sechs LinsengTieder und zehn Linsenelementc aufweist, wobei das erste Linsenglied eine saranelrsde Meniskuslinse ist, das zweite Linsenglied aus zwei und drei zerstreuenden Meniskuslinsenelementen besteht, das dritte Linsenglied ein sammelndes Doppellinsenelement ist, das vierte Linaenglied ein zerstreuendes Doppellinsenelernent, das fünfte Linsenglied ein sammelndes Meniskuslinsenelement und das sechste Lirisonglied ein sammelndes Linsenelement ist, dadurch gekennzeichnet , daß die folgenden vier Bedingungen erfüll-^ sind:

(1) 0.4Sf < |Ef.| < 0.7Sf

(2) f
O . < O
χ.
.3f < ds+t .8f (3) O .33f < jRj .85£ R is < O (4) O . 2 2 f < cl χ j 0.7 iio < O L3 J < O i+dis <

wobei bedeuten: f die Gesamtbrennweite des Objektivs, Xf. die Summe der Brennweiten der Linsenelemente, die das zwei te Linsenglied bilden mit i = 2, 3 und i = 2, 3, 4, von (Ilt Ob jektseite her gezählt,

dg, d-jQ, d₁₂ und d^, die axialen Dicken des fünften, sechsterij siebten und achten Linsenelementes, die das dritte bzw. vierte Linsenglied bilden,

R₁* den Krümmungsradius der gekitteten überfläche des vierten Linsengliedes.

309841/0916

2. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Linsenglied IV geraeinsam mit dem fünften Linsenglied V in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen den zu photographierenden Objekten und dem Frontlinsenelement L₁ derart bev/egt wird, daß die Summe aus dem Luftspalt d^ zwischen dem dritten und vierten Linsenglied III und IV und dem Luftspalt d^g zwischen dem fünften und sechsten Linseneiement Lq und L^₀ immer konstant bleibt.

3. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras, das sechs Linsenglieder und zehn Linsenelemente aufweist, wobei das erste Linsenglied ein sammelndes Meniskuslinsenelement ist, das zweite Linsenglied aus drei zerstreuenden Meniskuslinsenelementen besteht, das dritte Linsenglied ein sammelndes Doppellinsenelement ist, das vierte Linsenglied ein zerstreuendes Doppellinsenelement, das fünfte Linsenglied ein sammelndes Meniskuslinsenelement und das sechste Linsenglied ein sammelndes Linseneiement ist, dadurch gekennzeichnet , daß die folgenden fünf Bedingungen erfüllt sind:

(1) 0.45f < jZf₁ 1 < 0.75f £_i < 0

(2) 0.3£ < d₉+d,o < 0.8£

(3) 0.33f < |R_l3| < 0.85£ Ria < 0

(4) 0.22f < d_l2+dis < 0.7£

(5) 0.15f < d_e*d₈ < 0.35f

wobei bedeuten: f die Gesamtbrennweite des Objektivs, If. die Summe der Brennweiten der Linsenelemente, die das zweite Linsenglied bilden mit i = 2, 3, ^, gezählt von der Objektseite

dr und dy den Luftspalt zwischen dem dritten und vierten Linsen-

309841/0916

element bzw. den Luftspalt zwischen dem vierten und fünften Linsenelement,

dg, U₁Q, dv|2 ^und d-i-7 die axialen Dicken des fünften, sechsten, siebten und achten Linsenelementes, die das dritte bzw. vierte Linsenglied bilden,

R^₇ den Krümmungsradius der gekitteten Oberfläche des vierten Linsenelementes.

4. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras nach Anspruch 3, mit einer Gesamtbrennweite f = 100 mm, einem Aperturverhältnis von F/2,0 und einem Bildwinkel von 84 , dadurch g ekennzeichnet , daß die Krümmungsradien R_-, bis R.g, die axialen Dicken und Luftspalte d^ bis d^₇ die Brechungsindizes n^ bis n₁₀ und die Abbe-Zahlen V^ bis V₁₀ der Linsenelemente L^ bis L₁₀, von der Vorderseite des Objektivs zur Rückseite hin

gezählt, durch die folgenden Werte festgelegt sind: R₁ 171.815

nj 1.757 V₁ 47.9 R₂ 529.963

L₂-[

L.-C

U-[

R₈

R₅
Rc

dj 20.41

d₂ 0.82

d₃ 7.35

d„ 8.16

d₅ 6.12

d_c 11.84

d₇ 6.12

d_e 14.29

d₉ 6.12

d_l0 46.94

du

d_X2 42.86

d_ls 6.53

du 9.18 R₁₅ -283.402

V-[ L,-[ d_l5 11.22

R₁₆ -88.571

d_le 0.82 R₁₇ 374.903

Ls-[

U-I

I*7-[
Le-[

206.162 73.791

119.366 54.314 91.723 60.836 96.534 56.518 -237.280 R₁₂ -442.731

-51.983

229.59

R₈

Ri

n₂ 1.62
n_s 1.62
IH 1.67

n₅ 1.773
n₆ 1.596

n₇ 1.773
n_e 1.689

V₂ 60.3 V₉ CO.3 v* 57.3

V₅ 49.6 V₆ 39.2

V₇ 49.6 V₀ 31.1

n₉ 1.697 V₉ 55.6

R₁₈ -229.2

d₁₇ 15.51 H₁₀ 1.697 V₁₀ 55.6 841/0916

-»-Si

5. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras nach Anspruch 3 mit einer Gesamtbrennweite von f = 100 mm, einem Aperturverhältnis von F/2,0 und einem Bildwinkel von 84°, dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmungsradien R^ bis R^₈, die axialen Dicken und Luftspalte d.. bis d₁₇, die Brechungsindizes n^ bis n^Q und die Abbe-Zahlen V₁ bis V^q der Linsenelemente L₁ bis L-jλ» gezählt von der Vorderseite des Objektivs zur Rückseite, durch die folgenden Werte festgelegt sind:

I-

II-

Ill-

IV-

V-

VI-

Ri [ Lj- [ R₂ f L₂- [ R* L₈-[ Ri₂ L₇- [ [Li.-[ Ri· 158.829 di 20.42 - n₂ 1.735 V₂ 49.8 [ Rio [ Ris 13.13 Rs R₅ L₆-[ 494.844 d₂ 0.83 Ri k 4.17 R₆ 211.445 d, 6.67 η 3 1.62 Vj 60.2 Ris 47.92 R₇ 78.389 di» 7.08 Ri· 8.33 Re 110.028 d₅ 6.25 nt» 1.62 Vi, 60.2 Rl7 53.33 R» 54.935 de 13.33 8.33 96.345 d₇ 6.25 n₅ 1.713 Vs 54.0 6.67 61.403 de IU Vc 14.17 110.269 d, 1.773 49.6 0.83 65.073 dio n₇ 1.603 V₇ 38.0 16.67 -291.388 du n_e Ve -461.690 d_t2 1.773 49.6 -S5.155 dis n» 1.689 V₉ 31.1 253.084 di* -348.568 dis Πιο 1.697 VlC 55.6 -99.139 die 498.412 di₇ 1.697 55.6 -175.249

309841/0916

6. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras, das sechs Linsenglieder und zehn Linsenelemente aufweist, wobei das erste Linsenglied eine sammelnde Meniskuslinse ist, das zweite Linsenglied aus zwei zerstreuenden Meniskuslinseneiementen besteht und ihm ein sammelndes Linsenelement nachgeschaltet ist, das dritte Linsenglied ein sammelndes Doppellinsenelement ist, das vierte Linsenglied ein zerstreuendes Doppellinsenelement, das fünfte Linsenglied ein sammelndes Meniskuslinsenelement und das sechste Linsenglied ein sammelndes Linsenclement ist, dadurch gekennzeichnet , daß die folgenden fünf Bedingungen erfüllt sind:

(1) 0.45£ < |Σ£.| < 0.75f

(2) 0.3£ < dg+dio < 0.8£

(3) 0.33£ < 1 R-x a I < 0.85£ R₁, < 0

(4) 0.22f < d_l2+di3 < 0.7£

(S) 0.16£ < _TT4?_T-~y < 0.3£

wobei bedeuten: f die Gecamtbrennv/eite des Systems, £f. die Summe der Brennweiten der Linsenelemente, die das zweite Linsenglied bilden mit i =■- 2, 3. gezählt von der Objekt^seite :.-.-r, dy, dg, d>|Q, d^p die axialen Dicken des vierten, fünften, see-'· sten, siebten bzw. achten Linsenelementes, wobei das fünfte, reellste, siebte und achte Linsenelement das dritte bzw. vierte Linsenglied bilden,

R,., den Krümmungsradius der gekitteten Oberfläche des vierten Linsengliedes.

7. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dai3 die Summe aus dem Luftspalt d^ zwischen dem zweiten Linsenelement

309841/0918 ^/ö

23157U

dritten Linsenelement L, und dem vierten Linsenelement L. fest-

und dem dritten Linsenelement und dem Luftspalt d,- zwischen dem dritten Linsenelei
gelegt ist durch:

0.35f < d„+d₆ < 0.45f.

8. Superweitv/inkelobjektiv für photographische Kameras nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Brechungsindizes n,- und n^ des fünften und sechsten Linsenelernentes Lc und Lg und der Krümmungsradius PLq der gekitteten Oberfläche des dritten Linsengliedes III gegeben sind durch:

n₅-ne > 0.18
0.6f < Rjo < 0.7f.

9. Superweitwinkelobjektiv für photographische Kameras nach Anspruch 6 mit einer Gesamtbrennweite von f = 100 mm, einem Öffnungsverhältnis von F/2,0 und einem Bildv/inkel von 84°, dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmungsradien R₁ bis R^o, die axialen Dicken und Luftspalte d^ bis d^₇, die Brechungsindizes n>. bis n^₀ und die Abbe-Zahlen V₁ bis ^₁₀ der Linsenelemente L^ bis L₁Q, von der Vorderseite des Objektivs zur Rückseite gezählt, durch die folgenden Werte festgelegt sind:

/7 309841/0916

I-

II-

*" L

L₂-[

R₂
Rs

R₅
R₆
R₇
R₈
R₉

L₅-[

ΠΙ-[ Rio

L₆-[
Rn

L₇-[
IV-[ Ri a

204.057

626.767

138.494

52.127

OO

V-[ L₃-[

Ris

VI-[L₁

Ri₆

Ri₇ Ri β

67.098 233.682 -633.159 111.159 64.249 -316.204 -2,779.380 -55.363 175.571 -246.812 -88.820 339.233 -239.616

di .18.27 d₂ 0.82 d₃ 7.35 d*-26.12 ds 6.12 d₆ 12.24 d₇ 9.8

d_e 0.82 d₉ 6.12

dio 44.08 d_lx 10.61 d_i2 32.24 d_ls 8.16 d_1H 12.2S die 12 .2 Γ> die 0.82 di7 15.51

1.744

44.8

n₂ 1.603 V₂ 60.7

n₃ 1.603

60.7

Rn 1.516 ν* 56.8

n₅ 1.773 V₅ 49.6

nc 1.603 V₆ 38.0

n₇ 1.773 V₇ 49.6

n₀ 1.699 V₀ 50.1

n_s 1.697 V₉ 55.6

io 1.67 V₁₀ 57.3

10. Superweitv/inkelobjektlv für photographische Kameras nach

Anspruch 6"rait einer Gesamtbrennweite von f = 1OO mm, einem Öffnungsverhältnis von F/2,0 und einem Bildwinkel von 84 , dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmungsradien R., bis R₁₈, die axialen Dicken und Luftspalte d^ bis d₁₇, die Brechungsindizes n., bis n_1Q und die Abbe-Zahlen V ₁ bis V₁Q der Linsenelemente L₁ bis L₁₀, gezählt von der Vorderseite des Objektivs zur Rückseite hin, durch die folgenden Werte gegeben sind:

309841/0916 ^/8

-•-IS"

II-

t-[

IH-[

L₅-[
L₆-[

Rl 204.533

R₂ 588.8364

Rj 142.018

Ri, 51.466

R₅ 1,137.947

Re 68.333

R₇ 237.882

R₈ -803.859

R₉ 112.074

L₇-[

IV-[ R₁₃

VI-[L₁,-

Rio 67.165

R₁₁ -273.857

R₁₂ -581.727 -55.105

R₁* 193.177

Ris -285.105

R₁₆ -92.058

Ri₇ 361.523

R₁₆ -233.838

d» 20.41

d₂ 0.82

d, 7.35

di».23.67

d₅ 6.12

d₆ 10.2

d₇ 14.29

d₀ 0.82

d₉ 6.12

d_l0 44.9

dxi 10.2

di2 32.65

d_ls 8.16

d^ 11.43

d₁₅ 13.06

die 0.82

d_l7 15.51

U₁ 1.762 V₁ 40.2

n₂ 1.603 V₂ 60.7

n_s 1.603 v_s 60.7

n* 1.518 ν·» 58.9

n₅ 1.773 V₅ 49.7

n₆ 1.603 v_e 38.0

n₇ 1.773 V₇ 49.7

n₈ 1.699 V₆ 30.1

n₀ 1.697 V₉ 55.6

n_l0 1.697 V₁₀ 55.6

67.?/»

309841 /0916