DE2413472A1 - Retrofokus-weitwinkel-aufnahmeobjektiv - Google Patents

Retrofokus-weitwinkel-aufnahmeobjektiv

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DE2413472A1 DE2413472A DE2413472A DE2413472A1 DE 2413472 A1 DE2413472 A1 DE 2413472A1 DE 2413472 A DE2413472 A DE 2413472A DE 2413472 A DE2413472 A DE 2413472A DE 2413472 A1 DE2413472 A1 DE 2413472A1
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Description

Olympus Optical Co. Limited oot 74oo
Tokyo-To/JAPAN . - 2o. März 1974
SK/
Ret rof okus -WeltwihkeX-Aufnahmeob j ektiv .
Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufnähmeobjektiv uns insbesondere auf ein Retrofokus-Weitwinkel-Aufnahmeobjektiv zur Korrektur von Aberrationen, die bei einer Fokusierung auf ein in kurzer Entfernung befindliches Objekt ungünstig werden.
Als Weitwinkel-Aufnahmeobjektivanordnungen haben sich Retrofoküs-Weitwinkel-Aufnahmeobjektivanordnungen mit einer negativen Linsengruppe als vordere Linsengruppe und einer positiven Linsengruppe als rückwärtige Linsengruppe weit verbreitet3 da die hintere Brennweite groß gemacht werden kann, ein
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ORIGINAL INSPECTED
«r Ο ' —
flaches: Bild über einen weiten Feldwihkel erhalten werden kann usw. Jedoch aufgrund der Tatsache, daß Aufnahme-Objektxvanordnungen im allgemeinen derart aufgebaut sind, daß Aberrationen für ein in unendlicher Entfernung befindliches Objekt günstig korrigiert werden, werden Aberrationen vom Feldmittelpunkt in Richtung auf den Randabschnitt merklich ungünstig, wenn die vorerwähnte Retrofokus-Objektivanordnung auf ein Objekt mit kurzer Entfernung durch Vorbewegung der Objektivanordnung als Ganzes in der gleichen Weise fokusiert wird, wie es im allgemeinen beim Fokusieren der Fall ist.
In dem vorstehenden Fall besteht die nachfolgend näher erläuterte Tendenz,' wenn Aberrationen ungünstig werden. Insbesondere wird der sagittale Astigmatismus überkorrigiert,: der meridionale Astigmatismus wird beträchtlich überkorrigiert und die sphärische Aberration ist unterkorrigiert. Zur Korrektur von ungünstigen Aberrationen, die auftreten, wenn ein Retrofoküs-Objektivsystem mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften auf ein in kurzer Entfernung befindliches Objekt fokusiert wird, sind die folgenden Möglichkeiten bzw.: Verfahren bekannt. Bei einer Möglichkeit wird das Objektivsystem in zwei Gruppen unterteilt, wobei die Fokusierungen dureh Vorwärtsbewegung bzw. Verstellung des Objektivsystems als
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Ganzem durch Reduzierung des Luftspaltes zwischen den beiden Linsengruppen erfolgt. Bei einer anderen·Möglichkeit wird die Pokusierung durch Bewegung einer vorbestimmten Linse des Obj'ektivsystems zur gleichen Zeit ausgeführt, wenn das Objektivsystem als Ganzes vorwärts: bewegt bzw. verstellt wird. Diejenigen Objektivanordnungen, für die die vorerwähnten Korrektureinrichtungen ausgelegt sind, haben noch die Nachteile,' daß der Aufbau der Pokusierungseinrichtung im Vergleich mit der Poküsiereinrichtung allgemeiner Objektiv- bzw.: Linsensysteme sehr kompliziert werden und der Auße.ndurchmesser der Objektivfassung groß wird, da diese Objektive gleichzeitig eine Bewegungseinrichtung zur Verstellung der Obj'ektivanordnung als Ganzes wie auch eine Einrichtung zur Bewegung eines Teils der Linsen in dem Objektivsystem benötigen, wel ches mit der ersten Bewegungseinrichtung zur Verstellung bzw. Vorbewegung des Objektivs als Ganzem zusammenwirkt.'
Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde,'. eine Hetrofokus-Weitwinkel-Aufnahmeobjektiv mit einem vorbestimmten Luftspalt in der Linsenanordnung zu schaffen, welches eine vordere und rückwärtige Linsengruppe bzw. Objektivgruppe aufweist, die durch den Luftspalt getrennt sind und zur Pokusierung auf eine Nahaufnahme angeordnet sind, wobei
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zur gleichen Zeit die Aberrationen durch Bewegung der vorderen Linsengruppe in Richtung auf die rückwärtige Linsengruppe korrigiert werden; das Weitwinkelobjektiv soll ferner derartigen Aufbau besitzen, daß die Aberrationen zum Zeitpunkt der Nahaufnahme über den ganzen Feldwinkel günstig zu solchen Bedingungen korrigiert werden, die denjenigen im Falle einer Aufnahme bzw. Photographic eines Objekts in unendlicher Entfernung nahekommen.
Berücksichtigt man die Tatsache, daß bei Retrofokus-Objektiven der meridionale Astigmatismus stark erhöht wird, wenn das Objektiv auf ein Objekt in kurzer Entfernung fokusiert wird, so weist das erfindungsgemäße Objektiv eine Anordnung auf, in der die Luftpsalte zwischen den Linsen an solchen Luftspalten festgelegt werden, an denen die sphärische Aberration (Öffnungsfehler) und der sagittale Astigmatismus der Objektivanordnung bei einer Änderung der Luftspalte zwischen den Linsen im Vergleich zu jenen Aberrationen für ein Objekt in unendlicher Entfernung kaum vergrößert werden und außerdem die obenerwähnte Vergrößerung bzw. Erhöhung des meridionalen Astigmatismus sehr günstig korrigiert werden kann.
Der Betrag der Erhöhung bzw. Vergrößerung des meri-
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dionalen Astigmatismus im Randbereich ergibt sieh wie nachstehend erläutert. Im Falle einer Retrofokus-Obj!ekt±vanordnung besteht die Tendenz, daß der meridionale Astigmatismus in der obenbesebriebeneri Weise überkorrigiert wird. Wird der meridionale Astigmatismus bei einer Nahaufnahme durch (ASM)CL und der meridionale Astigmatismus bei der Aufnahme bzw." der Photographic eines Objektes in unendlicher Entfernung durch (AS..) ^ .bezeichnet
, läßt sich der zuvor genannte. Betrag der Erhöhung bzw.! Vergrößerung des meridionalen Astigmatismus durch nachstehende Gleichung ausdrücken:
Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv wird die vordere Linsengruppe in Richtung auf die rückwärtige Linserigruppe bewegt, was der Vorbewegung der Objektivanordnung als Ganzes entspricht. Der Luftspalt wird daher geändert, damit er kleiner wird und dementsprechend wird der Betrag der Änderung des Luftspaltes zu einem negativen Wert. Unter der Voraussetzung, daß der Betrag der Änderung der Aberration bei der Luftspaltänderung um einen Einheitsbetrag als Korrekturkoeffizient bezeichnet wird, so wird die erfindungsgemäße Objektivanordnung durch Festlegung des Luftspalts an demjenigen
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Luftspalt angeordnet, an dem [(asm)Ct ~ (AS-,) ^l i und dessen Korrekturkoeffizient das gleiche positive oder negative Vorzeichen hat,- da die Korrekt'urkoeffizienteri für die sphärische Aberration und den sagittaleri Astigmatismus klein und der Korrekturkoeffizient für den meridionalen Astigmatismus groß sind.
Weiterhin ist es wünschenswert,, den Luftspalt an der Stelle bzw.; dem Luftspalt zu wählen, an dem der Quotizient, der sich aus der Division von I(ASM)Ck - (ASjJ00] durch den Änderungsbeträg des Luftspalts ergibt, nahezu gleich dem vorgenannten Korrekturkoeffizienten des meridionalen Astigmatismus ist.
Es ist weiterhin wünschenswert, daß die vordere Linsengruppe jeweils wenigstens eine konvexe und konkave Linse als Linsen-Einheiten in der divergierenden Linsengruppe des Retrofokus-Objektiv aufweist. Der Grund dafür, daß eine Linsengruppe mit wenigstens einer konvexen Linse in der divergenten Linsengruppe beweglich angeordnet ist, liegt darin, daß die Schwankung der Verzerrung der Objektivanordnung als Ganzes verhindert werden soll, wenn die Linsengruppe bzw. die Objektivgruppe bewegt wird. Die Aberrationen bei Nahaufnahmen können beispielsweise
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durch Bewegung nur einer der Konkavlinsen korrigiert werden. In diesem Fall wird jedoch die Verzerrung der Linse selbst, die bewegt wird, nicht korrigiert. Daher wird die'Verzerrung der Objektivanordnung als Ganzes sehwanken, wenn die Linse bewegt wird. Im Gegensatz, dazu ist es möglich, die Verzerrung der vorderen Linsengruppe selbst zu korrigieren, wenn die zu bewegende Linsengruppe eine Konvexlinse umfaßt, wobei diese vordere Linsengruppe zusammen mit der Konkavlinse bewegt wird. Demzufolge wird die Verzerrung der Objektivanordnung als Ganzes durch die Bewegung nicht schwanken. Insbesondere wenn die Beziehung
erfüllt ist - die Gesamtbrennweite der vorderen, zu bewegenden Linsengruppe ist hierbei mit fMo„ und die Brennweite der gesamten Objektivanordnung mit f bezeichnet - kann der meridionale Astigmatismus zufrie denstellend korrigiert werden und gleichzeitig können die sphärische Aberration (öffnungsfehler) und der sagittale Astigmatismus äußerst günstig korrigiert werden.
Es ist weiterhin wünschenswerter, daß die Linsenoberflächen gerade vor und hinter dem zu ändernden
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Luftspalt als gegenüber dem Objekt konvexe Flächen angeordnet sind. Wenn darüber hinaus der Wert des Luftspalts bei der Photographie eines Objekts in unendlicher Entfernung mit D00 und der Abstand zwischen der Lage der Eintrittsöffnung der hinteren Linsengruppe und der ersten Oberfläche der Linsen der hinteren Linsengruppe (die am nächsten am Objekt gelegene Oberfläche) mit DR bezeichnet werden, ist es wünschenswert, daß D +D0 einen Wert annimmt, der größer ist als der Absolutwert [rp| des Krümmungsradius der letzten Fläche der Linsen in der vorderen Linsengruppej (d.h. die Fläche, die gegenüber dem Bild am nächsten liegt). Ferner ist es äußerst wünschenswert, daß D00 + 'D^ einen Wert annimmt, der geringfügig größer als r™ ist. Wenn der Krümmungsradius der letzten Oberfläche der Linsen in der vorderen Linsengruppe und andere Werte in der obenbeschriebenen Weise festgelegt werden, wird der Winkel zwischen dem aus der letzten Oberfläche der Linsen in der vorderen Linsengruppe austretenden Licht und der Normalen dieser Oberfläche etwa gleich dem Winkel zwischen dem in die erste Oberfläche der Linsen in der rückwärtigen Linsengruppe einfallenden Licht und der Nornalen dieser ersten Fläche. Wenn der Luftspalt variiert wird, ist daher der Einfluß der Aberrationen sehr klein.
409839/081 U
Im folgenden wird eine "bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ' einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Retrofokus-Weitwinkel-Aufnahmeobjektivanordnung gemäß der Erfindung, und
Fig. 2Ä, 2B, jeweils graphische Darstellungen
3Ä, 3BS 4A ·
und 4b . zur Veranschaulichung der Aberrationsbedingungen der Ausführungsform gemäß Fig. 1."
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt; die numerischen Werte sind nachfolgend angegeben.
f=-100-
d± = '24,59 U1 = 1,6779 V1= 55,33 r2 =-352,41·
d2 = .0,55
V3 = .122,79
d3 =8,20 n2 ="1,7859 V2= '44,24
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- IQ -
r^ = 61,26
djj = variabel Vx- =110", 06
Ci5 = 8,20 n3 = "1,7-859 . V3 = 44,24 r6 . = 59,59
dg = 10,93 V7 = 110,79
d7 =5,46 n4 = 1,7859 v4x 44,24 r8 = 58,86
d8 = 10,93 V9 = 164,65
d9 = 19,60 n5 = 1,57501 V5= 41,49 v1Q -=-932,08
d10 = 0,82 V11 = 172,18
d±1 = 5,46 ng =1,6968 V6= 55j62 r12 = 47,67
d12 = 38,40 n7 = 1,5927 V7= 35,54 r13 = -76,78
d13 = 8,74 rl4 = -140,15
diit = 35,78 ng = 1,8044 vg= 39,62 V15 = -71,22
d15 = 5,46 ng = 1,84666 vg= 23,88 rl6 = 340,15
4O'i839/O8U
= -266 ,73 ,59
dl7 = 14
= -76, 40 82
dl8. = ο,
= -547 ,36 ,57
d19 = 15
= -111 ,26
V1O= 63'38
= 1,618 V11= 63,38
V1 bis r„Q stellen den Krümmungsradius der jeweiligen Linsenoberflächen, d1 bis d^ die Dicken der jeweiligen Linsen und die Luftspalten zwischen den Linsen, n1 bis U^1 die Brechungsindizes der d-Linie der zugeordneten Linsen und V1 bis V11 die Abbe'sehen Zahlen der zugeordneten Linsen dar.
Die Anordnung der vorstehenden Ausführungsform wird durch Festlegung des Luft spalt s dj, als denjenigen, obenerwähnten Luftspalt getroffen, der geändert werden soll. Wenn der Abstand zum Objekt unendlich groß ist, beträgt der Luftspalt d^ = 35,08. Wenn der Abstand zum Objekt 1 m beträgt (ß = -0,095), dann beträgt der· Luftspalt d^ = 24,77 und der Betrag der Vor stellung der Objektivanordnung als Ganzes hierzu 11,59. Die Fig. 2A und 2B der Aberrationskurven zeigen Kurven, bei denen der Abstand zum Objekt unendlich groß ist; die Fig. 3A und 3B zeigen die Kurven, bei denen der Abstand zum Objekt 1 m be-
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trägt und die Objektivanordnung als Ganzes vorbewegt bzw. vorgestellt wird; die ]?ig. 4A und 4b zeigen die Kurven- bei denen der Abstand zum Objekt ebenfalls 1 m beträgt und die vordere Linsengruppe in Richtung auf die rückwärtige Linsengruppe zugleich mit der Vorstellung der Objektivanordnung als Ganzes bewegt wird.
Die vorstehend erläuterte Ausführungsform und deren Aberrationskurven ergeben offensichtlich, daß die erfindungsgemäße. Objektivanordnung frei von jeglicher Vergrößerung bzw. Verstärkung der sphärischen Aberration (öffnungsfehler) oder des sagittalen Astigmatismus ist. Darüber hinaus wird der meridionale Astigmatismus rehr günstig bei der Bewegung der vorderen Linsengruppe in Richtung auf die rückwärtige Linsengruppe gemäß Fig. 4B im Vergleich zu dem Fall korrigiert, wenn nur die Objektivanordnung als Ganzes vorgestellt wird, wie dies in Fig. 3B veranschaulicht ist. Vergleicht man darüber hinaus die Fig. 2Ä und 2E mit d; ι i>ig. 4A und 4B3 so ergibt sich offensichtlich, daß die Aberrationskurven in beiden Fällen eine sehr ähnliehe Tendenz zeigen. Dies bedeutet, daß bei der erfindungsgemäßen Objektivanordnung Aberrationen bei Nahaufnahmen im Zonenbereich des Feldes wie auch in den Randbereichen des Feldes günstig bis zu dem gleichen Grad korrigiert werden, wie es bei der Pho-
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tographie eines Objektes mit unendlicher Entfernung der Fall ist. Im allgemeinen weYden bei konventionellen Objektivanordnungeri mit einer Anordnung zur Korrektur der Aberrationen bei Nahäufnahmen aufgrund der Verschiebung einer! vorbestimmten Linse Aberrationen im zonalen Bereich des Feldes in den meisten Fällen nicht zufriedenstellend korrigiert 3 selbst wenn die Aberrationen im Randbereieh günstig korrigiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Obj'ektivanordnung werden'jedoch die Aberrationen über den ganzen Feldwinkel sehr günstig korrigiert, wie es vorstehend beschrieben ist.
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Claims (8)

  1. oot 74oo IT 2o. März 1974
    Pa f e η t a η 's ρ r ü c h" e \
    SK/
    Retro fokus -Weitwinkel- Auf nahmeobjektiv, dadurch g e k e η η ζ 'e i c h η e t 3 daß eine vordere Linsengruppe und eine rückwärtige Linsengruppe beidseitig eines beliebigen Luft spalt s in einer, divergierenden Linserigruppe bzw. Zerstreuungslinsen-Gruppe vorgesehen sind, daß die vordere Linserigruppe objektseitig des Luftspalts und die rückwärtige Linserigruppe beidseitig des Luftspalts angeordnet sind, und
    daß das Retrofokus-Weitwinkel·-Aufnahmeobj'ektiv derart angeordnet ist, daß eine Pokusierung bei einer Nahaufnahme sowie eine Korrektur der Aberrationen gleichzeitig durch; Bewegung der vorderen Linsengruppe in Richtung auf die rückwärtige Linsengruppe gleichzeitig mit der Vorstellung des Objektivs als Ganzes: erhalten wird.
  2. 2.. Weitwinke !-Objektiv nach Anspruch I3. dadurch gekennzeichnet,, daß der Luftspalt derart festgelegt ist,, daß die Korrekturkoeffizienten für sphärische Aberration und den sagittalen Astigmatismus bei. einer Bewegung der. vorderen Linsen-
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    gruppe in Richtung auf die rückwärtige ■Linsengruppe hei gleichzeitiger Vorstellung des Objektivs als Ganzes klein sind und der' Korrekturkoeffizient, für den meridionaleri Astigmatismus groß ist.
  3. 3.' Weitwihkel-Obj'ektiv nach Anspruch 1,'. dadurch gekennzeichnetV daß der Luftspalt derart bestimmt ist,: daß der Korrekturkoeffizient für den meridionaleri Astigmatismus bei einer Bewegung der" vorderen Linsengruppe in- Richtung auf die rückwärtige Linsengruppe unter gleieh- : zeitiger Vorstellung des Objektivs als Ganzes etwa gleich dem Quotienten ist,, der sich aus der" Division des' Vergröße.rungsbetrags des meridionaleri Astigmatismus durch den Änderungsbe- ■ trag des" Luft Spalts, ergibt'..
  4. 4. weitwihkel-Objektiv nach Anspruch 1·,. dadurch gekennzeichnetν daß die Gleichung
    erfüllt ist,: wobei die Brennweite, des Objektivs als Garize's" mit' f und die Ge samtb rerinweit e der vorderen; Linsengruppe mit ίΜον bezeichnet sind,
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  5. 5. Weitwinkel-Objektiv nach Anspruch 1,' dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Linsen vor und hinter dem Luftspalt jeweils als gegenüber dem Objekt konvexe Flächen angeordnet sind.
  6. 6. Weitwihkel-Obj'ektiv nach Anspruch 5S dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aus dem Betrag des Luftspalts bei auf ein Objekt mit unendlicher Entfernung fokusiertem Objektiv und
    dem Wert des Ab stands von der ersten Oberfläche der Linsen der rückwärtigen Linsengruppe zu der Lage der Eintrittsöffnung der rückwärtigen Linsengruppe größer als der Krümmungsradius der letzten Oberfläche der Linsen der vorderen Linsengruppe ist.
  7. 7. Weitwinkel-Ob j ektiv nach Anspruch I3. dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Linsengruppe wenigstens eine positive Linsen-Einheit enthält.
  8. 8. Weitwinkel-Objektiv nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet,, daß neun Linsen-Einheiten vorgesehen sind, daß die erste Linsen-Einheit ein
    positiver Meniskus, die zweite, dritte und
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    vierte Linsen-Einheit jeweils negative Menisken, die fünfte Linsen-Einheit eine positive Linse, die sechste Linsen-Einheit eine gekittete, positive 'zweiteilige Linse, die siebte Linsen-Einheit eine gekittete negative zweiteilige Linse und die achte und neunte Linsen-Einheit jeweils positive Linsen sind, daß das Objektiv derart angeordnet ist, daß eine vordere,' aus der ersten und zweiten Linsen-Einheit bes'tehende Linsengruppe in Richtung auf eine aus der dritten bis neunten Linsen-Einheit bestehende rückwärtige Linsengruppe gleichzeitig mit der Vorstellung des Objektivs als Ganzes bewegbar ist' und die Daten
    "193,18.
    d± . = '24,59 . H1 . = "1,6779 v±=· '55,33
    ■352,41·
    d2 - = 0,55
    ■122,79
    d3 " =8,20 n2 . = 1,7859 . V2= '44,24
    61,26
    dj, = variabel
    110,06
    d5 = .8,20. n3 ='1,7859 V3= '44,24
    409839/08U
    r6 = 593 59 V = '1,7859 V4= 44,24 d6 = '10,93. r7 = iio ,79 V = 5,46 V = 58, 86 % = 1,57501: v"= 41,49
    5         = "10,93. V = 164 ,65 = 19,60 ri0. = -932 ,08 dio = 0,82 '
    = 172,18
    ...= '5,46 η = 1,6968 ν = 55,62
    X O D
    P12= .47,67
    = 38,40 η7 =1,5927. ν = 35,54
    = -76,78
    d13 = 8, 74 n8 • ri4 = -14.0 ,15 di4 = 35 ,78 n9 = .1,8044 V8= 39,62 ri5 = -71, 22 di5 = -5, 46 = .1,84666 v = 23,88 rl6. = -340, 15 dl6 = 4, 37 n10 ri7.= -266 ,73 dl7 = Ί4 ,59 = 1,618 V10= 63,38 rl8 = -76, 40 dl8 = 0, 82 r19 = -547 ,36
    = 15,57 n1± = '1,618. V11 = .63,38 409839/0814
    = -111,26.
    aufweist..
    409839/0814
DE2413472A 1973-03-20 1974-03-20 Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive Expired DE2413472C2 (de)

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JP48032214A JPS5847683B2 (ja) 1973-03-20 1973-03-20 前群発散系において近写性能を補正する広角レンズ

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