DE2328558C3

DE2328558C3 - Fotografisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive

Info

Publication number: DE2328558C3
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: 1980-01-03
Also published as: FR2188178B1; DE2328558B2; GB1422743A; JPS536853B2; JPS4917724A; US3874770A; DE2328558A1; FR2188178A1

Description

mit R - Krümmungsradius der Linsenfläche, </ = Dicke der Linse oder LuCtabstand benachbarter Linsen.« - Brechungsindex und rd — Abbe-Zahl.

Die Erfindung betrifft ein photographisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolg» von der Objektseite her besteht aus einer negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsciifiadic, eiiiei Sammellinse, ciiicf 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 36 06 524 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 1497 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 Büdfeldwinkel 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 Schnittweit:, die größer als die Brennweite des Objektiv·; 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 Sammellirse und der bikonvexen Linse ist. Die bildseitige Linsenfläche der ersten Sammellinse hat eine kleinere

50

60

65 Brcchkraft als diejenige der objektscitigen Linsenflächc der bikonvexen Linse. Die objektscilige Linsenfläche der ersten Sammellinse hat einen Krümmungsradius, der größer ist als der Krümmungsradius einer dpläiüi'iiSCucM FiäCiic Mi u€7.üg auf Schräg Ciiifüilci'iuc 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 Schnittweite, einen großen Büdfeldwinkel und gut korrigierte Aberrationen. Die erfindungsgemäßen Objektive weisen eine große Lichtstärke auf.

Die erfvidungsgemäßen Objektive bestehen maximal aus 7 Linsen und haben bei einem Büdfeldwinkel von ungefähr 62° eine relative Öffnung von I : 2. Bei einem Büdfeldwinkel von 74° haben das dritte und das vierte erfindungsgemäße Objektiv eint- relative Öffnung von 1 :2,8.

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

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigen

Fig. I, 3, 5 und 7 Schnittbilder der erfindungsgemäßen Objektive und

F i B. 2. 4. 6 und 8 prafkehe Darstellungen des Verlaufs der Aberrationswerte bei den erfindungsgemäßen Objektiven.

In F i g. 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 A, 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 Büdfeldwinkel.

Der Abstand zwischen der Sammellinse E und der bikonvexen Linse A beträgt weniger als '/3 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 sic einen Beitrag zur Brechkraft mit der bikonvexen Lins;: A liefern. Hierdurch wird die Lichtstärke des Objektivs vergrößert. Die Brechkraft der bildseitigen Linsenfiächc der Sammellinse E ist nicht größer als die Brechkraft der objektseitigen Linsen- ■■» flach·: der bikonvexen Linse A. Da die Blende hinter der bikonvexen Linse A angeordnet ist, werden schräg einfallende, durch die Sammellinse £ hindurchgehende Strahlen stärker durch die bildseitige Linsenfläche der Sammellinse £ gebrochen. Dies wirkt sich m hei der Korrektur der Verzeichnung aus. [-'alls jedoch die Brechkraft dieser Linsenliäehc 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 r, nicht mehr korrigiert werden kann. Andererseits freien n:ir;illel 7iir optischen Achse einfallende Strahlen durch die Sammellinse E divergierend hindurch. Deshalb ist die bildseitigc Linsenfläche der Sammellinse £. 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 Brechkrafl der bildseitigen Linsenfläche der Sammellinse E nicht größer als die Brechkraft der objektseitigen Linsenfläche der hike -,vexcn Linse A ist. Fener ist die in der Mitte gemessene Dicke der Sammellinse E größer als das m Doppelte der in der Mitte gemessenen Dicke der Meniskuslinse F. In dem Fall, in dem statt der Meniskuslinse F Meniskuslinsen F' und F" vorgesehen sind, ist für diesen Dickenwert die Summe der in der Mitte gemessenen Dickenwerte dieser Linsen zu r> nehmen.

Die objektseitige Linsenfläche der Sammellinse £ hat einen Krümmungsradius, der größer als der Krümmungsradius ist. bei dem ein aplanatisches Verhältnis in bezug auf schräg einfallende, durch -»0 die negative Meniskuslinse F hindurchtretende 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 Sirahlen derart gebrochen, daß sie ziemlich parallel zu der optischen Achse verlaufen, nachdem 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 £ negativ ist. Wenn jedoch die Sammellinse £ durch eine Zerstreuungslinse ersetzt wird, wird eine kissenförmige Verzeichnung und eine starke Krümmung der Bildebene in der positiven Richtung hervorgerufen. Demnach muß die Linse £ 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 Rl gleich oder kleiner als 0.8mal der Brennweite / ist. Beim zweiten erfindungsgemäßen Objektiv ist dieser Wert gleich oder kleiner als 1,1.

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 (/-Linie und mit ii/ die Abbezahl des Glases angegeben. Mit s' ist die bildseitise Schnittweite bezeichnet.

R]

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

RIO

RW

R12

Objektiv I (Fig. 1 und 2)

Brennweite f = 100: s' = 107.289: relative öffnung 1 :2.8: Bildfeldwinkel 62

+133.333

d 1 = 5.556

+ 42.083 -258.333 -233.333

+ 73.056 -133.889

-59.028 +116.667 -123.611

-49.167

+nun

-188.669

dl = 22.222

i/3 = 27.778

i/4 = 0.278

d5 = 37.500

d6 = 17.222

dl = 4.167

d% = 3.750

d9 = 7.500 £/10= 0.278

JIl = 6.944

/il = 1.51454

/i2 = 1.51680

»3 = 1.71300

„4 = 1.71736

„5 = 1.74443

«6 = 1.62041

d = 54.6

rd = 64.2

= 53.9

■·</ = 29.5

it/ = 49.5

d = 60.3

Objektiv Il (Fig. 3 bis 4)

Brennweite f = 100: s' = 107.7; relative öffnung I :2; Bildfeldwinkel 62'

Rl =	+ 186.111	i/l	= 8.333	/il =	1.51680	Ii/ = 64.2

R2 =	+ 48.889	,12	= 23.611

R 3 =	-240.833	t/3	= 30.000	»2 =	1.63854	vd = 55.5

R4 =	-174.167	₍/4	= 0.278

R 5 =	+ 81 ΤΠ	i/5	= 31.944	π 3 =	1.7I3OO	rtl = 53.9

R6 =	-61.111	.-.'6	— !2.222	«4 -	1.62012	..// = 49.8

R7 =	- 283.333	i/7	= 18.056

RS =	-65.694	i/8	= 5.000	»5 =	1.71736	,■ti = 29.5

R9 =	+ 131.944	i/9	= 6.944

RIO =	- 176.389	t/10	=' 8.333	/i6 =	1.71300 .	ι·ί/ = 53.9

RII =	-61.111	i/ll	= 0.278

R12 =	+ 472.222	i/12	= 7.778	H 7 =	1.62041	id = 60.3

R 13 =	- 111.708

Objektiv III (Fig. 5 und 6)

Brennweite / = 100; s' = 130,9; relative öffnung 1 :2,8; Bildfeldwinkel 74,4

Rl =	+ 94.312	dl =	6.971	Hl = 1.62041	id = 60.3

R2 =	+ 52.618	i/2 =	13.942

R 3 =	+ 121.721	t/3 =	5.228	π 2 = 1.62041	rd = 60.3

R4 =	+ 60.662	i/4 =	19.170

R5 =	+ 1081.053	i/5 =	34.855	»3 = 1.51680	vd = 64.2

Rb =	-396.420	i/6 =	0.350

R7 =	+ 105.863	J7 =	40.083	«4 - 1.71300	vd = 53.9

R8 =	-124.726	i/8 =	20.223

R9 =	-68.067	i/9 =	4.880	π 5 = 1.68893	vd = 31.1

RIO =	+ 142.987	d\0 =	4.880

RII =	-181.617	i/11 =	8.714	/16= 1.62041	vd = 60.3

R12 =	-62.060	d\'2 =	0.350

R13 =	-1595.545	«Π3 =	10.108	π 7 = 1.62041	vd = 60.3

R14 =	-85.403

Objektiv IV (Fig. 7 und 8)

Brennweite/ = 100; s' = 131,5; relative öfinung 1 :2,8; Bildieldwinkel 74,4

Rl =	+ 125.874	(/I =	= 9.09	Ml =	1.62280	vd = 56.9

R2 =	+ 64.685	dl --	= 15.035

R3 =	+ 1 50.350	</3 =	= 6.294	»2 =	1.62280	,·(/ = 56.9

R4 =	+ 70.979	</4 =	= 18.182

R5 =	- 2844.06	</5 =	= 56.643	/ι 3 =	1.51680	vtl = 64.2

R6 =	-258.741	</6 --	= 0.350

«7 =	+ i i 3.986	dl =	= 54.195	»4 =	I.7I7OO	vtl = 47.9

R8 =	- 150.350	i/8 =	= 24.126

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

RIO =	+ 186.713	i/10 =	= 5.245

RIl =	-174.825	i/11 =	= 9.441	/i6 =	1.62041	vd = 60.3

RI2 =	-64.685	i/12 =	= 0.350

R13 =	+ 1748.252	i/13 =	= 7.343	»ι 7 =	1.62041	vtl = 60.3

RI4 =	-91.928	1 Iiei/u		4 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 23 28 558
2 dl = 5.556 besteht aus Linse, einer Blende, einer bikonkaven Linse, einer Patentansprüche; positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer 1, Photographisches Weitwinkelobjektiv von dl = 22.222 d\ = e.333 Linsenfläche und einer Sammellinse, gekenn der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Rei zeichnet durch folgenden Konstruktions henfolge von der Objektseite her besteht aus einer 5 d3 = 27.778 dl = 23.611 daten: negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsenfläche, einer Sammellinse, einer bikonvexen dA = 0.278 rf3 = 30.000 /il = 1.51454 vd = 54.6 Rl = +133.333 d5 = 37.500 dA = 0.278 R2 = +42.083 d6 = 17.222 dS = 31.944 nl = 1.51680 rd = 642 R 3 = -258.333 dl = 4.167 d6 = 12.222 R4 = -233.333 dS = 3.750 dl = 18.056 «3 = 1.71300 vd = 53.9 R5 = +73.056 d9 = 7.500 di = 5.000 R6 = -133.889 dlO = 0.278 d9 = 6.944 n4 = 1.71736 vd = 29.5 R7 = -59.028 dU = 6.944 d\0 = 8.333 RS = +116.667 Jnsen fläche, d\l = 0.278 «5 = 1.7444? vd = 49.5 R9 = -123.611 d = Dicke der Linse oder L .nabstand benach barter Linsen, π = Brechungsindex und vd = Abbe- 35 d\l = 7.778 RIO = -49.167 Zahl.
2. Photographisches Weitwinkelobjektiv von
der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her Linsenfläche, d nd = 1.62041 vd = 603 RIl= +277.778 Rl = +186.111 •d = Abbe- Zahl. einer negativen Meniskuslinse mit objektseitig R12 = -188.669 R 2 = +48.889 konvexer Linsenfläche, einer Sammellinse, einer mit R = Krümmungsradius der I als Kittglied ausgebildeten bikonvexen Linse, einer R 3 = -240.833 Blende, einer bikonkaven Linse, einer positiven
Meniskuslinse mit bildseitig konvexer Linsenfläche
und einer Sammellinse, geke;mzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten: R4 = -174.167 «1 = 1.51680 pd = 64.2 R 5 = +83.333 ß6 = -61.111 η 2 = 1.63854 vd = 55.5 R 7 = -283.333 • R 8 = -65.694 «3 = 1.71300 vd = 53.9 R9 = +131.944 «4 = 1.62012 vd = 49.8 Λ10 = -176.389 I · I KIl = -61.111 nS = 1.71736 vd = 29.5 I «12 = +472.222 I; Λ13 = -111.708 ί
I mit R = Krümmungsradius der «6 = 1.71300 vd = 53.9 \ barter Linsen, η = Brechungsindex und «7 = 1.62041 ,d = 60.3 = Dicke der Linse oder Luftabstand bcnach-

3, PhotQgraphi'sches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her besteht aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsenfläche, einer zweiten negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsen-

Rl = +94.312

R2 = +52.618

R3 = +121.721 R4 = +60.662

R5 = +1081.053

R6 = -396.420

R7 = +105.863

R 8 = -124.726

R9 = -68.067

RIO = +142.987

RIl = -181.617

R12= -62060

R13 = -1595.545

R14= -85.403

dl = 6.971 dl = 13.942 d3 = 5.228 </4 = 19.170 d5 = 34.855 d6 = 0350 41 = 40.083 dS = 20.223 d9 = 4.880 JlO = 4.880 d\\ = 8.714 d\2 = 0.350 <*I3 = 10.108 fläche, einer Sammellinse, einer bikonvexen Linse, einer ölende, einer bikonkaven Linse, einer positiven Meniskuslinse mit bildseitig konvexer Linsenfläche und einer Sammellinse, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

nl = 1.62041

nl = t.62041

π3 = 1.51680

n4 = 1.71300

/i5 = 1.68893

/i6 = 1.62041

«7 = 1.62041

60.3

vd = 60.3

vd = 64.2

vd = 53.9

vd = 31.1

vd = 60.3

vd = 60.3

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

4. Photographisches Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her besteht aus einer ersten negativen Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Linsenfläche, einer zweiten 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, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Rl = + 125.874 d\ = 9.09 «1 = 1.62280 vd = 56.9 R2 = + 64.685 dl = 15.035 R3 = + 150.350 J3 = 6.294 nl = 1.62280 vd = 56.9 R4 = +70.979 J4 = 18.182 R5 = -2844.06 d5 = 56.643 /i3 = 1.51680 vd = 64.2 R6 = -258.741 </6 = 0.350 R7 = + 111986 di = 54.195 ' «4 = 1.71700 vd = 47.9 R8 = -150.350 d% = 24.126 R9 = -65.909 </9 = 6.294 η 5 = 1.728~5 vd = 28.3 RIO = + 186.713 JIO = 5.245 RIl = -174.825 d\\ = 9.441 η 6 = 1.62041 vd = 60.3

«12 = -64.685
Λ 13 = +1748.252
R14= -91.928

ί/12 = 0.350 ί/13 = 7.343 π 7 = 1.62041

.·</ = 60.3