DE2328558B2

DE2328558B2 - Fotografisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive

Info

Publication number: DE2328558B2
Application number: DE2328558A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kawasaki Kanagawa Shimizu (Japan)
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1972-06-07
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2188178B1; GB1422743A; JPS536853B2; JPS4917724A; US3874770A; DE2328558A1; FR2188178A1; DE2328558C3

Description

mit R = Krümmungsradius der Linsenfiachc, d = Dicke der Linse oder Luftabstand benachbarter Linsen,/! = Brechungsindex und id = Abbe-Zahl.

Die Erfindung betrifft ein photographisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her besteht aus einer negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsenfläehe, einer Sammellinse, einer bikonvexen Linse, einer Blende, einer bikonkaven Linse, einer positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer Linsenfläche und einer Sammellinse.

Ein Objektiv, das im wesentlichen diesen Aufbau zeigt, ist aus der US-PS 3606 524 bekannt. Dieses bekannte Objektiv ist nicht sehr lichtstark, denn bei einem Bildfeldwinkel von 76° hat seine relative Öffnung einen Wert von 1 :3,5. Seine bildseitige Schnittweite beträgt 1,28.

Aus der DE-OS 14 97 540 ist ein photographisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive mit großer bildseitiger Schnittweite bekannt, welches einen Aufbau aufweist, der dem obengenannten ähnlich ist. Statt einer einzelnen negativen Meniskuslinse als Frontlinse sind zwei negative Meniskuslinsen vorgesehen. Die bikonvexe Linse ist als ein Kittgled ausgebildet. Die Abbildungsfehler sind bei diesem bekannten Objektiv allgemein gut korrigiert, wobei jedoch die Korrektur der Bildverzeichnung zu wünschen übrig läßt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein leichtes und lichtstarkes Weitwinkelobjektiv mit kurzer Baulänge von der Art umgekehrter Teleobjektive zu schaffen, welches eine große bildseitige Schnittweite, einen großen Bildfeldwinkel und eine gute Korrektur der Aberrationen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch Ausbildung der Objektive der eingangs genannten Art gemäß einer der in den Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 4 aufgeführten Datentabellen gelöst.

Die erfindungsgemäßen Objektive haben eine bildseitige Schnittweite, die größer als die Brennweite des Objektivs ist.

Die erfindungsgemäßen Objektive bestehen in der Reihenfolge von der Objektseite her jeweils grundsätzlich aus einer negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsenfläche, einer Sammellinse, einer bikonvexen Linse, einer Blende, einer bikonkaven Linse, einer positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer Linsenfläche und einer Sammellinse. Der Begriff Linse ist hier weit gefaßt und dahingehend zu verstehen, daß auch eine Zusammensetzung aus zwei oder mehreren Linsen, wie z. B. eine Doppellinse, eingeschlossen wird.

Die hinter der negativen Meniskuslinse stehende Sammellinse hat in der Mitte eine Dicke, die größer als das Doppelte der entsprechenden Dicke der negativen Meniskuslinse und die größer als das Dreifache des Luftabstandes zwischen dieser Sammellinse und der bikonvexen Linse ist Die bildseitige Linsenfläehe der ersten Sammellinse hat eine kleinere Brechkraft als diejenige der objektseitigen Linsenfläche der bikonvexen Linse. Die objektseitige Linsenfläche der ersten Sammellinse hat einen Krümmungsradius, der größer ist als der Krümmungsradius einer apiatanischen Fläche in bezug auf schräg einfallende Strahlen, die durch die negative Meniskuslinse hindurchgetreten sind.

Die erfindungsgemäßen Objektive zeichnen sich dadurch aus, daß sie leicht sind und eine kurze Baulänge aufweisen. Ferner haben sie eine große bildseitige Schnitlweite, einen großen Bildfeidwinkel und gut korrigierte Aberrationen. Die erfindungsgemäßen

2"> Objektive weisen eine große Lichtstärke auf.

Die erfindungsgemäßen Objektive bestehen maximal aus 7 Linsen und haben bei einem Bildfeldwinkel von ungefähr 62" eine relative Öffnung von 1 : 2. Bei einem Bildfeldwinkel von 74° haben das dritte und das vierte

st) erfindungsgemäße Objektiv eine relative Öffnung von 1 :2,8.

Das erste erfindungsgemäßc Objektiv enthält nur 6 Linsen, wobei es bei einem Bildfeldwinkel von ungefähr 60° eine relative Öffnung von 1 :2,8 auf-

jj weist.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1, 3, 5 und 7 Schnittbilder der erfindungsgemäßen Objektive und

4(i F i g. 2, 4, 6 und 8 grafische Darstellungen des Verlaufs der Aberrationswerte bei den erfindungsgemäßen Objektiven.

!n Fig. 1 ist das Schnittbild des ersten erfindungsgemäßen Objektivs dargestellt, wobei in der Reihenfolge von der Objektseite her gezeigt sind: Eine negative Meniskuslinse F mit objektseitig konvexer Linsenfläche, eine Sammellinse E, eine bikonvexe Linse /4, eine Blende, eine bikonkave Linse B, eine positive Meniskuslinse C mit bildseitig konvexer Linsenfläche und eine Sammellinse D. Die bikonvexe Linse A kann auch als ein Kittglied ausgebildet sein, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Die Verwendung eines Kittgliedes ermöglicht, daß das Objektiv eine große relative Öffnung aufweist. Dies trifft auch für die anderen Linsen B, C, D, E, F zu. Die Meniskuslinse F ist bei den in den F i g. 5 und 7 dargestellten erfindungsgemäßen Objektiven als zwei getrennte, negative Meniskuslinsen F' und F" ausgebildet, wobei deren konvexe Linsenflächen objektseitig angeordnet sind. Diese Verwendung von zwei Meniskuslinsen ermöglicht große Bildfeldwinkel.

Der Abstand zwischen der Sammellinse E und der bikonvexen Linse A beträgt weniger als ¹Z₃ der längs der optischen Achse gemessenen Dicke der Sammellinse E. Dies bedeutet, daß die Sammellinse E und die bikonvexe Linse A mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind und daß die bildseitige Linsenfläche der Sammellinse E eine positive Brechkraft hat

Daher kann sie einen Beitrag zur Brechkraft mit der bikonvexen Linse A liefern. Hierdurch wird die Lichtstärke des Objektivs vergrößert. Die Brechkraft der bildseitigen Linsenfläche der Sammellinse E ist nicht größer als die Brechkrafl der objektseitigen Linsenfläche der bikonvexen Linse A. Da die Blende hinter der bikonvexen Linse A angeordnet ist, werden schräg einfallende, durch die Sammellinse E hindurchgehende Strahlen stärker durch die bildseitige Linsenfläche der Sammellinse E gebrochen. Dies wirkt sich bei der Korrektur der Verzeichnung aus. Falls jedoch die Brechkraft dieser Linsenflache der Sammellinse E größer ist als diejenige der objektseitigen Linsenfläche der Sammellinse A, ergibt sich eine so starke Krümmung der Bildebene in negativer Richtung, daß sie nicht mehr korrigiert werden kann. Andererseits treten parallel zur optischen Achse einfallende Strahlen durch die Sammellinse E divergierend hindurch. Deshalb ist die bildseitige Linsenfläche der Sammellinse E, die für diese Strahlen mehr aplanatisch ist, für die Korrektur von sphärischen Aberrationen höherer Ordnung nicht wirksam und die objektseitige Linsenfläche der bikonvexen Linse A ist in höherem Ausmaß für die Korrektur von sphärischen Aberrationen höherer Ordnung wirksam. Aus diesen Gründen ist es deshalb erforderlich, daß die Brechkraft der bildseitigen Linsenflächc der Sammellinse E nicht größer als die Brechkraft der objektseitigen Linsenfläche der bikonvexen Linse A ist. Fener ist die in der Mitte gemessene Dicke der Sammellinse E größer als das Doppeitc der in der Mitte gemessenen Dicke der Meniskuslinse F. In dem Fall, in dem statt der Meniskuslinse F Mcniskuslinsen F' und F" vorgesehen sind, ist für diesen Dickenwert die Summe der in der Mitte gemessenen Dicken werte dieser Linsen
nehmen.

Die objektseitige Linsenfläche der Sammellinse E hat einen Krümmungsradius, der größer als der Krümmungsradius ist, bei dem ein aplanatisches Verhältnis in bezug auf schräg einfallende, durch die negative Meniskuslinse F hindurchtretendc Strahlen vorhanden ist. Wenn ein Objektiv mit kleinen Abmessungen gewünscht ist, ist ein negativer Krümmungsradius zu bevorzugen. Aufgrund des angegebenen Krümmungsradius der objektseitigen Linsenfläche der Sammellinse E werden die schräg einfallenden, durch die negative Meniskuslinse F hindurchgetretenen Strahlen derart gebrochen, daß sie ziemlich parallel zu der optischen Achse verlaufen, nachdem

ίο sie in die Sammellinse E eingetreten sind. Da die Dicke der Sammellinse E längs der optischen Achse mehr als zweimal so groß ist wie die Dicke der negativen Meniskuslinse F, vergrößern sich für diejenigen Strahlen, die nahe der optischen Achse verlaufen, deren Abstände von der optischen Achse, wenn sie durch die Sammellinse £ hindurchtreten. Hierdurch wird eine Vergrößerung des Brennpunktabstandes von der Linsenrückseite bewirkt, wobei die effektive Apertur zu einem Minimum gemacht wird. Diese Tendenz wird stärker, wenn der Krümmungsradius der objektseitigen Linsenfläche der Sammellinse E negativ ist. Wenn jedoch die Sammellinse E durch eine Zerstreuungslinse ersetzt wird, wird eine kissenförmige Verzeichnung und eine starke Krümmung der BiIdebene in der positiven Richtung hervorgerufen. Demnach muß die Linse E eine Sammellinse sein.

Nachfolgend werden die Konstruktionsdaten für die erfindungsgemäßen Objektive angegeben. Es wird darauf hingewiesen, daß bei dem ersten erfindungsgemäßen Objektiv I der wirksame Apertur-Durchmesser bei einem Krümmungsradius R 1 gleich oder kleiner als 0,8mal der Brennweite / ist. Beim zweiten erfindungsgemäßen Objektiv ist dieser Wert gleich oder kleiner als 1,1.

zu 35 In den nachfolgenden Tabellen wird mit R der Krümmungsradius, mit d die Linsendicke oder der Abstand zwischen den Linsen, mit η der Brechungsindex des Glases der Linse für die d-Linie und mit rd die Abbezahl des Glases angegeben. Mit s' ist die bildseitige Schnittweite bezeichnet.

	Objektiv I (Fig.	f = 100;	*d\ =*	1 und 2)	*rd =*	54.6
	Brennweite	relative öffnung 1 :2,8;		s' = 107,289;
	+ 133.333	*dl =*	Bildfeldwinkel 62°
Rl =
	+ 42.083	*dl =*	nl = 1.51454	*rd =*	64.2
Λ2 =
	-258.333	*dA =*
R3 =
	-233.333	*dS =*	/j 2 = 1.51680	*rd =*	53.9
*R4 =*
	+ 73.056	d6 =
*R5 =*
	-133.889	dl =	n3 = 1.71300	rd =	29.5
*R6 =*
	-59.028	*dS =*
*Rl =*
	+ 116.667	d9 . =	„4 = 1.71736	rd =	49.5
R8 =
	-123.611	diO =
R9 =
	-49.167	*■dU =*	„5 = 1.74443	*rd =*	60.3
RIO =
	+ 277.778
RIl =		= 5.556
	-188.669		ti6 = 1.62041
Λ12 =		= 22.222

= 27.778

= 0.278

= 37.500

= 17.222

= 4.167

= 3.750

= 7.500

= 0.278

= 6.944

.9

23 28 558

3 bis

4)

d\ =

i/1 =

8.333

/il

= 1.51680

n\ ■■

10

64.2

107,7;

relative Öffnung 1 :2; Bildfeldwinkel 62°

dl =

dl =

23.611

Objektiv II (Fig.

= +186.111

Brennweite

t/3 =

dl =

30.000

«2

= 1.63854

nl --

55.5

Rl

■ /' = 100;

= +48.889

Γί/ =

Λ4 =

i/4 =

0.278

Rl

= -240.833

i/5 =

</5 =

31.944

«3

= 1.71300

/l3 :

53.9

R3

= -174.167

vd =

t/6 =

d6 =

12.222

π 4

= 1.62012

49.8

R4

= +83.333

dl =

dl =

18.056

n4 =

R5

- -61.111

i'd =

d& =

i/8 =

5.000

71 5

= 1.71736

29.5

Rb

= -283.333

rd =

i/9 =

d'9 =

6.944

n5 =

Rl

= -65.694

i/10 =

dlO =

8.333

η 6

= 1.71300

53.9

RS

= +131.944

i'd =

i/11 =

dl\ =

0.278

«6 =

R9

= -176.389

d\l =

dl2 =

7.778

nl

= 1.62041

60.3

RlO

= -61.111

rd =

Objektiv

d\3 =

III (Fig.

5 unc

16)

n7 =

RW

= +472.222

Brennweite

/ = 100;

s' =

130,9;

relative Öffnung

1 : 2,8; Bildfeldwinkel 74,4"

R12

= -111.708

= +94.312

= 1.62041

I'd =

6.971

60.3

R\3

= +52.618

13.942

= +121.721

= 1.62041

5.228

60.3

R]

= +60.662

id =

19.170

Rl

= +1081.053

= 1.51680

34.855

64.2

«3

= -396.420

rd =

0.350

R4

= +105.863

= 1.71300

40.083

53.9

RS

= -124.726

I'd =

20223

R6

= -68.067

= 1.68893

4.880

31.1

Rl

= +142.987

,d =

4.880

RS

= -181.617

= 1.62041

8.714

60.3

R9

= -62,060

vd =

0.350

RlO

= -1595.545

= 1.62041

10.108

60.3

RIl

= -85.403

vd =

£12

J?13

vd =

R14

Objektiv IV (Fig. 7 und 8)

Brennweite/ = 100; s' = 131,5; relative öffnung 1 :2,8; Bildfeldwinkel 74,4"

Rl =	+ 125.874	i/l =	= 9.09	/il =	1.62280	vd = 56.9

Rl =	+ 64.685	i/2 =	= 15.035

R3 =	+ 150.350	i/3 =	= 6.294	H 2 =	1.62280	vd = 56.9

RA =	+ 70.979	i/4 =	= 18.182

R5 =	-2844.06	t/5 =	= 56.643	;i3 =	1.51680	vd = 64.2

R6 =	-258.741	i/6 =	= 0.350

Rl =	+ 113.986	i/7 =	= 54.195	#i4 =	1.71700	vd = 47.9

R8 =	-150.350	i/8 =	= 24.126

R9 =	-65.909	i/9 =	= 6.294	H 5 =	1.72825	vd = 28.3

RIO =	+ 186.713	i/10 =	= 5.245

RIl =	-174.825	i/11 =	= 9.441	»6 =	1.62041	vd = 60.3

R12 =	-64.685	t/12 =	= 0.350

R13 =	+ 1748.252	t/13 =	= 7.343	nl =	1.62041	vd = 60.3

R14 =	-91.928	Hierzu		4 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Photographisches Weitwinkelobjektiv von , Linse, einer Blende, einer bikonkaven Linse, einer der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Rei- positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer

henfolge von der Objektseite her besteht aus einer negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsenfläche, einer Sammellinse, einer bikonvexen Linsenfläche und einer Sammellinse, gekennzeichnet durch folgenden Konstruktionsdaten:

Kl = +133.333 R2 = +42.083 R 3 = -258.333 A4 = -233.333 R 5 = +73.056 R6 = -133.889 R7 = -59.028 RS = +116.667 R9 = -123.611 RlO= -49.167 RIl = +277.778 R12 = -188.669

dl = 5.556

dl = 22.222

dl = 27.778

d4 = 0.278

d5 = 37.500

d6 = 17.222

dl = 4.167

dS = 3.750

d9 = 7.500

d\0 = 0.278

du = 6.944

mit R = Krümmungsradius der Linsenfläche, d = Dicke der Linse oder Luftabstand benachbarter Linsen, η = Brechungsindex und vd = Abbe-Zahl.

2. Photographisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her besteht aus

Rl = +186.111 Rl = +48.889 R3 = -240.833 R4 = -174.167 RS = +83.333 R6 = -61.111 R 7 = -283.333 R 8 = -65.694 R9 = +131.944 RIO = -176.389 RIl = -61.111 R12 = +472.222 R13 = -111.708

dl = 8.333

dl = 23.611

dl = 30.000

</4 = 0.278

dS = 31.944

d6 = 12.222

dl = 18.056

i/8 = 5.000

i/9 = 6.944

c/10 = 8.333

i/11 = 0.278

dl 2 = 7.778

wl = 1.51454

«2 = 1.51680

/i3 = 1.71300

ii4 = 1.71736

„5 = 1.74443

«6 = 1.62041

vd = 54.6

vd = 64.2

vd = 53.9

vd = 29.5

.·</ = 49.5

vd = 60.3

einer negativen Meniskuslinse mit c'jjeklseitig konvexer Linsenfläche, einer Sammellinse, einer als Kittglied ausgebildeten bikonvexen Linse, einer Blende, einer bikonkaven Linse, einer positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer Linsenfläche und einer Sammellinse, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

n\ = 1.51680

«2 = 1.63854

/i3 = 1.71300

«4 = 1.62012

η 5 = 1.71736

;i6 = 1.71300

«7 = 1.62041

vd = 64.2

vd = 55.5

vd = 53.9

vd = 49.8

vd = 29.5

vd = 53.9

vd = 60.3

mit R = Krümmungsradius der Linsenfläche, d = Dicke der Linse oder Luftabstand benachbarter Linsen, η = Brechungsindex und vd = Abbe- Zahl.

I 3 23 28 558 der Reihen- objektseitig dl = 6.971 oder Luftabstand benach- vd = Abbc- 40 5 Weitwinkelobjektiv von Meniskuslinse das in der fläche 4 einer Blende, einer bikonkaven Linse, einer = 1.62280 vd = 56.9 1
JJt folge von der Objektseite her besteht aus einer konvexer Linsenfläche, einer zweiten negativen 5 barter Linsen,« = Brechungsindex und Teleobjektive, = +125.874 besteht aus einer , einer Sammellinse, einer bikonvexen Linse, positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer \ 3. Photographisches Weitwinkelobjektiv von der ersten negativen Meniskuslinse mit -f Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsen- dl = 13.942 Zahl. Reihenfolge von der Objektseite her mit objekt- tiven '. Blende, einer bikonkaven Linse, einer posi- Linsenfläche und einer Sammellinse, gekennzeich ) Art umgekehrter Teleobjektive, das in Rl = 4. Photographische einer ersten negativen = +64.685 fläche vleniskuslinse mit bildseitig konvexer Linsen- net durch folgende Konstruktionsdaten: i/3 = 5.228 der Art umgekehrter Rl d I = 9.09 durch und einer Sammellinse, gekennzeichnet = 1.62280 vd = 56.9 R2 = = +150.350 folgende Konstruktionsdaten: t/4 = 19.170 R2 t/2 = 15.035 /il R3 = = +70.979 nl t/5 = 34.855 R3 t/3 = 6.294 = 1.62041 vd = 60.3 = 1.51680 vd = 64.2 R4 = = -2844.06 i/6 = 0.350 R4 dA = 18.182 nl R5 = = -258.741 nl dl = 40.083 R5 t/5 = 56.643 = 1.62041 vd = 60.3 = 1.71700 vd = 47.9 R6 = = +113.986 i/8 = 20.223 R6 t/6 = 0.350 113 R7 = = -150.350 »i3 t/9 = 4.880 R7 = dl = 54.195 = 1.51680 vd = 64.2 = 1.72825 vd = 28.3 R8 = = -65.909 JlO = 4.880 R8 = t/8 = 24.126 «4 R9 = = +186.713 /14 t/11 = 8.714 R9 = t/9 = 6.294 = 1.71300 vd = 53.9 = 1.62041 vd = 60.3 RlO = = -174.825 t/12 = 0.350 RIO = i/10 = 5.245 /j 5 RIl = η 5 t/13 = 10.108 RIl = i/11 = 9.441 = 1.68893 ,d = 31.1 R12 = mit R = Krümmungsradius der Linsenfläche, 116 R13 = d = Dicke der Linse «6 = 1.62041 vd = 60.3 RI4 = = +94.312 nl = +52.618 = 1.62041 vd = 60.3 seitig = +121.721 tiven konvexer Linsenfläche, einer zweiten nega- Meniskuslinse mit objektseitig konvexer = +60.662 Linsenfläche, einer Sammellinse, einer bikonvexen Linse, = +1081.053 = -396.420 = +105.863 = -124.726 = -68.067 = +142.987 = -181.617 = -62.060 = -1595.545 = -85.403

R 12 = -64.685
R 13 = +1748.252
R14= -91.928

ί/12 = 0.350 ί/13 = 7.343 »7= 1.62041

id = 60.3