DE2436444C2

DE2436444C2 - Lichtstarkes photographisches Objektiv mit großem Bildwinkel

Info

Publication number: DE2436444C2
Application number: DE19742436444
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr. 7920 Heidenheim Glatzel
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1974-07-29
Filing date: 1974-07-29
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE2436444A1

Description

bination fZJeingeschlossenen Linsenteilgliedes (II) kann derart bemessen sein, daß seine GARDNERsche Durchbiegungszahl

σ,, = (R₂ ¹+ R₂)Z(R₂' -R₂)

(R₂ = objektseitiger Radius, R₂ = bildseitiger Radius des Linsengliedes II) so bemessen ist, daß sie zwischen — 6.8 und —11.4 Hegt, wobei das negative Vorzeichen dieser Bemessung nach dem ersten Unteranspruch (Anspruch 2) besagt, daß die im Sinne der Lichtrichtung to hinten und damit dem Bildzugekehrte rückseitige Außenfläche mit einer viel tieferen Krümmung bemessen ist als die vordere Außenfläche.

irv den Datentafeln sind sechs Beispiele zur vorliegenden Erfindung gegeben, die sämtlich auf die Äquivalent- brennweite (F) als Längeneinheit bezogen und wobei die Krümmungsradien (R) der Linsenflächen in fortlaufender Linsen-Bezifferung von der Frontfläche in Richtung zum Bilde hin bezeichnet sind. In dergleichen Nummerierungsfolge sind die längs der optischen Achse gemessenen Linsendicken mit d und die Luftäbsiände zwischen den axialen Scheiteln der einzelnen Linsenteile mit e in der gleichen Weise bezeichnet wie in den beifolgenden schematisierten Schnitten des Linsenaufbaues. Die Brechzahlen der verwendeten Gläser sind mit η in der bekannten Weise und in der gleichen Anordnung gemäß der konventionellen Lichtrichtung von der längeren zur kürzeren Konjugierten hin für jede Linse angegeben.

Sofern diese Objektive in Übereinstimmung mit den vorgesehenen Arbeitsaufgaben nur für einen sehr schmalen Spektralbereich verwendet werden sollen, bezieht sich die genannte Brechzahl auf eben diesen schmalen Spektralbereich. Im Falle des Einsatzes der neuen Objektive für Abbildungsaufgaben, die einen Spektralbereich von endlicher Breite zu Oberdecken haben, ist statt der sogenannten monochromatischen Bildfehlerkorrektion eine Achromasie über den dann geforderten breiten Spektralbereich herbeizuführen, wozu in an sich bekannter Weise die Gläser derart festgelegt werden, daß durch ihre jeweiligen Nu-Werte (ABBEsche Zahl v) die mitgeteilte Farbdispersion der benutzten Gläser dann zur Behebung der in Frage kommenden wellenlängenbedingten chromatischen Abweichungen dient

Im Zuge der Erfindung wurde dabei bestätigend gefunden, daß bei der Entwicklung der sogenannten Ausgangsformen (Vorform) für die vorliegenden erfindungsgemäßen Objektive dann im Verlauf der anschließenden technischen Rohgestaltung (Rohform) in bekannter Weise mit der dabei normalüblichen Erstkorrektion im SEIDELschen Bereich (3^tCT Ordnung) die Verwendung einer der Standardbrechzahlen — z. B. für die d-Linie des sichtbaren Helium-Spektrums mit Ärf=5876 AE Wellenlänge —, wie sie aus den Glas-Kaulogen der Herstellerfirmen optischer Gläser jederzeit zu entnehmen sind, in routinemäßiger Handhabung erfolgen kann.

Von der im Hauptpatent gezeigten Aufspaltung der mit römischen Ziffern bezeichneten Linsenteilglieder (I bis VII bzw. VIII) kann auch bei der vorliegenden Zusatzerfindung Gebrauch gemacht werden, wie die nachfolgenden Datentafeln und zugeordneten Abbildungen exemplifizieren. Zur Vervollständigung der Offenbarung sind im Anschluß an die Beispiels-Tafeln außerdem zwei numerische Zusammenstellungen der einzelnen Teil-Merkmale zur Erfindung angegeben.

Tabelle der Brechzahlen

	Beispiel 1	Beispiel	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
	/i, =1.63408	Linse	n, =1.66787	/i, =1.60680	/i, =1.621
	/I₂ = 1.66735	L\	/I₂ =1.57810	/I₂ -1.58011	/I₂ »1.688
	/I₃ =1.47624	L₁	/I₃ =1.74400	/I₃ =1.74400	/I₃ =1.785
	n_4e = 1.74265	L,	/I₄, = 1.74367	/I₄. = 1.74065	/I₄. = 1.744
	n_4t= 1.67291		/I₄₄= 1.68135	/I₄₄ = 1.67899	/I₄₄ =1.744
	/I₅ =1.46415	L₄!	/I₅ = 1.48842	/I₅ =1.49124	/I₄, = 1.640
	n_6a = 1.80292	/I₆, = 1.80031	/I₆.= 1.80512	/I₅ =1.691
	/I₆₄ = 1.47489	/I₆₄ =1.51009	/I₆₄ = 1.51009	/I₆ - 1.847
	/I₇ =1.74334	/I₇ = 1.71470	/I₇ =1.70138	/I₇ = 1.713
				/i, - 1.744
Tabelle	der Glas-Werte		Fortsetzung
Beispiel	5	6	Beispiel S	Beispiel 6
Linse	*H₄A₄*	*Ii₄N₄*	⁶⁰ Linse λ,Λ,	Linse H₄N₄
Lx	1.60361/53.65	1.62299/58.06	L₅ 1.48749/70.45	L_4f 1.64250/57.94
L₁	1.62004/36.37	1.68893/31.17	L₆. 1.80518/25.43	L₅ 1.69100/54.71
L,	1.74400/44.77	1.78443/43.90	⁶⁵ L₆₄ 1.51009/63.52	L₆ 1.84666/23.82
L₄,	1.74400/44.77	1.74400/44.77	L₇ 1.67790/55.20	L₇ 1.71300/53.85
La	1.67790/55.20	1.74400/44.77		L, 1.74400/44.77

15

Merkmals-Zusammenstellung I Beispiel

16

Merkmals-Zusammenstellung Π Beispiel

Ott

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Gemäß Anspruch

1	-0.61306	-1.27546	1	-0.8911 F	-3.4078	1
2	-1.06006	-1.90523	2	-0.9059 F	-8.2321	2
3	-0.69873	-135236	3	-0.7583 F	-9.1458	2
4	-0.95070	-2.08990	u, ⁴	-1.0067 F	-3.0000	1
5	-0.61920	-131176	in ₅	-0.7272 F	-9.3009	2
6	-0.96895	-2.11898	6	-1.0070 F	-3.0706	1

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtstarkes Weitwinkelobjektiv mit großer bildseitiger Schnittweite, das aus mindestens sieben an Luft grenzenden Linsengliedern besteht nach DE-Patent 23 59 156, bei dem das dem negativen Frontglied nachgeschaltete positive Linsenglied als ein gegen das Bild hin erhaben gekrümmter Meniskus ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkraft der Luftlinse (x) zwischen den Baugruppen B und A in Abänderung der Bereichslagen der Bauregeln des Hauptpatents in der Weise vermindert ist, daß einerseits der Quotient (Q,) aus der Luftlinsenbrechkraft (Φ_χ) dividiert durch die Summe der paraxialen Flächenbrechkräfte

(Φί- - Φ|+Φ||| - Φν.β+Φν.λ)

der beiden Z-rstreuungsteile (N,B-\ und N, A- HI) seinem negativen Werte nach dem numerisch derart verkleinerten Lagenbereich zwischen 0545 als Untergrenze und 1.165 als Obergrenze zugemessen ist und daß gleichzeitig außerdem der negative Wert des Quotienten (Qb) aus dieser Luftlinsenbrechkraft (Φ_χ) dividiert durch die paraxiale Flächenbrechkraftssumme (Φι) des dem Objektraum benachbarten Negativteiles (I) reduziert ist auf einen Lagenbereich mit 1.165 als Untergrenze und 2330 als Obergrenze, und wobei das dem Frontnegativ (I) in der Lichtrichtung nachgeschaltete Positiv-Teilglied (II) grundsätzlich als ein gegen das Bild hin erhaben-gekrümmter Meniskus ausgebildet ist und damit der Luftraum (Luftlinse ,θ) zwischen diesen beiden Gliedern (I und II) der Gnippe (B) stets die äußere Form einer ungleichschenklig-bikonvexen Linse besitzt, und daß die paraxiale Eigen-Brennweite (Fz) der drei ersten Linsen-Teilglieder (I und II sowie III) als die frontseitige Zerstreuungs-Kombination (Z) in der Weise bemessen ist, daß diese Brennweite (F₂) ein negatives Vorzeichen besitzt und zugleich ihrem negativen Werte nach kleiner ist als das 1.085fache der Äquivalent-Brennweite (F)des Gesamtobjektives, ohne jedoch einen unteren Grenzwert von 0.655 Fzu unterschreiten.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbiegung des im Inneren der Teilglied-Kombination (Z) eingeschlossenen linsen-Teilgliedes (II) als ein besonders stark-durchgebogener Meniskus derart ausgebildet wird daß seine GARDNERsche Durchbiegungszahl (on) so bemessen ist, daß sie zwischen -6.8 und -11.4 liegt, wobei das negative Vorzeichen dieser Bemessung besagt, daß die im Sinne der Lichtrichtung hinten und damit dem Bilde zugekehrte rückseitige Außenfläche mit einer stärkeren Krümmung bemessen ist als die vordere Außenfläche.

3. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende auf die Objektiv-Brennweite F-1 als der Längeneinheit bezogenen Daten (F i g. 1):

/•-1.0000 1/2.9 2<üo -71° sL- +13529 F

Glied Linse Radien

Dicken und Abstände

Brechzahl Bez.

II

ΙΠ

Ri R[

R₂

Vl

VIl L₇

+1.65457 +0.67164

-3.40474 -1.85987

- +1.33577

- +0.49478

A₄ - +0.85798

A₄',= +3.45524

R₄ - +1.65951

Ri_b~ -1.00365

R₅ = -0.81464

A₅' - +1.17984

R₆= -1,89577 Rl,= +0.81520

A₆₄ = +0.81520 Ä₆'₄ = -0.67026

A₇ = -16.32765

= 0.062195 "1 N₁B i = 0.403965 0»)
= 0.303440 "l B
: = 0.055437 (χ) = 0.039787 "3 Ν,Λ

' 0.227711 (α) 0.079477 0.147730 0.240255

CS = J₄₅ = 0.106584 0.087768

s_S6 d_6a

= 0.053185 (y) =0.036428

Ri

-1.19479

d^ =0.130001 5₆₇ =0.002175 </, = 0.074370

4. Objektiv nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende auf die Objektiv-Brennweite — 1 als der Längeneinheit bezogenen Daten (Fig. 1):

1.0000 1/2.8 2ωο=73° sL = +1.3547 F

Glied Linse Radien

Dicken und Abstände

rv:

L₅

Vl

TII L₁

R₁ R{

+1.91258 +0.67632

-1.72515 -1.35142

R₃ = +0.96714 A₃' = +0.59037

A₄ = +0.87800

Ri_a = +3.11418

Λ, = +1.09391

Ri_b = -1.36081

R₅ = -0.93251

R_s' = +0.86196

R_6a= -5.54140

Ri_a = +0.66140

Ä_6t= +0.66140

RL = -0.73466

Rj

-11.12371 -1.57510 K -

0.237079 (β) = 0.109338 0.131277 0.126153 s_A5 = 0.093002 0.157J81

= 0.055386 (κ) = 0.036662 = 0

= 0.133165 = 0.002002 = 0.066729

Brechzahl Bez.

0.061001 "ι ΐ
N₁B _L f 0.325923 08)
0.354358 "2 E
Z 0.176911 (χ) 0.088581 "3 N₃A
ι ' r

/i₇

y V \ 5 24 36 444 6 1/2.7 2(O₀ = 73.5° =+1.3558 f = 0.063046 "2 ¹IZSh! Bez. Z J N ^IV\ Objektiv nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende auf die Objektiv-Brennweite
als der Längeneinheit bezogenen Daten (Fig. 1): L/iuikbii UItU ni/auiiiut. = 0.362879 03) N VII L .0000 Ä, =
R{ = + 1.62159
+0.64757 ^. = 0.236511 "3 NB
I VI Linse = 0.118200(.^ J Lx Λ₂ = -1.64088
-1.31742 rf₂ = 0.065687 J23 = 0.2524% (ff) i L₇ R₃ =
*3 = + 1.71672
+0.66370 rf3 = 0.114153 "4_t M/4
I 1 J34 = 0.086283 Li ^PR°- + 1.02061
+7.24185 d*. = 0.323684 "₅ = J₄₅ = 0.095864 k^: + 1.01327
-1.31283 rf4₆ = 0.099192 CS = 0.050803 (y) \_L R₅ = -0.82499
+0.92996 = 0.037581 •556 = 0 Ls β
O -7.45722
+0.67390 d*_a = 0.134041 "7 J_6ao = 0.002135 *i- +0.67390
-0.72708 = 0.068098 ■567 R₁ = +240.75009
-1.62238 di L₁ 5.
F= 1 F = VJIICU I II III

6. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende auf die Objektiv-Brennweite = 1 als der Längeneinheit bezogenen Daten (Fig. 2):

F= 1.0000 1/2.4 2(U₀ =74° ά. = +1.2598F

Ill

IV-

VI VU vra

L_x

L₃ L₄

-^LH

Radien +1.9800
+0.7900 Dicken und Abstände Brechzahl Bez. ι "4_e d_x - Rx =
r; = -6.8000
-3.4000 S\l = 0.0650 ? "4_A di = 0.3100 {ß) n, N,B '
t Ri =
Ri = +1.0000
+0.5810 *23 = 0.2850 r "*c d_} = 0.0050 (χ) "2 «3 =
Ri - + 1.0000
-5.5000 J34 = 0.0650 "S K = 0.2700 (ff) n₃ N.A , R*_a =
«ίο = -3.4000
-1.6300 ■*..*⁼ 0.1550 ^dH = 0.1053 «4₄ = -1.6300
-1.1460 «•fc« ⁼ 0.1250 "₇ *_c = 0 +1.1460
+1.3200 •Γ45 = 0.1160 "8 rf₅ = 0.0800 A₅ =
Zf₅' = -0.7556
+2.1873 ·*56 = 0.0780 rf6 = CS = 0.1260 «6 -
*6 - -1.7545
-0.6594 ^67 = 0.0420 d₇ = 0.0650 (y) A₇ =
A₇' = +7.0504
-1.398065 J?₈ = 0.1225 dt = 0.0025 A₈ =
Ri = 0.1525

ίο

7. Objektiv nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende auf die Objektiv-Brennweite F= \ als der Längeneinheit bezogenen Daten (Fig. 1):

> = .0000 1/2.8 2(O₀ = 73° ώ = +1 .3481 F Brechzahl Rez N.A ί A \
N
I Glied Linse Radien Dicken und Abstände B
T L₁ ί' = + 1.67255
+0.67067 (D ¹ i
Ν,Β I Li *- -1.64866
-1.32856 ■Sl2 = 0.057943 (2) ; T II Si, = 0.365043 OS)
0.148721 L₃ % = +2.13602
+0.66107 * = 0.042492 (χ) (3) HI +1.22743
-66.53817
+ 1.03274
-1.23632 S\A ™
Qa ⁼
\ = 0.049252 (4-)
(4») IV CS = 0.303236 (α)
0.083052
0.090778
0.461615 Ls W = -0.80282
+0.99622 ds = 5₄₅ = 0.094641 (5) V /^ η' -8.26213
+0.66586 ■S56 = 0.066635 (6.) V^ Ä7 = +0.66586
-0.75255
-32.41925
-1.42766 ·%7 = 0.048286 (y)
0.036697 (6»)
(7) VII 0.129407
0.001931
0.065669

8. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende auf die Objektiv-Brennweite - i als der Längeneinheit bezogenen Dcien (Fig. 2):

F = 1 / V .0000 / Ls Ml 2(O₀ = 74.5° A.- + 1.2586 F = 0.064579 Brechzahl Bez. i B Z A I
N
I Glied /
IV—
\ Linse Radien Dicken und Abstände = 0.310662 03) \ VI L₁ Le Ä, =
Ri = +1.98647
+0.79363 d\ = 0.286521 (D I ,
N,B r I = 0.003880 (x) VII L₇ Li R₂ =
Ri = -6.94281
-3.53160 di = 0.058213 (2) II Sn = n.268147 (a) VIII L_} R₁ =
Ri = +0.97595
+0.57542 di = 0.157717 (3) NA
1 III > =0.118089 + 1.02113
-5.43523 4. = 0.122462 (4.) s_4a = 0 Si- -3.44865
-1.62973 Jh = 0.178071 (4») ^s*b = 0.077015 JJv I -1.62973
-1.04242 = 0.076984 <4_f) •Ϊ45 = 5₅₆ = 0.126435 *5 =
«5 = + 1.31310
+ 1.40548 ds = 0.041384 (5) CS = 0.063707 (γ) «6 -
Re = -0.75532
+2.18656 de = 0.122479 (6) sei = 0.002217 A₇ =
/J₇' = -1.75314
-0.65890 di = 0.154131 (7) •S78 λ! = +7.04544
-1.39672 d. (8)

Die Erfindung betrifft ein lichtstarkes Weitwinkelobjektiv mit großer bildseitiger Schnittweite, das aus mindestens sieben an Luft grenzenden Linsengliedern besteht nach DE-Patent 23 59 156 bei dem das dem negativen Frontglied nachgeschaltete positive Linsenglied als ein gegen das Bild hin erhaben gekrümmter Meniskus ausgebildet ist

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist eine Weiterbildung eines derartigen Objeklivs, so daß unter Vermeidung extremer Giasarten und/odet exiremer Oberflächen-Gestaltungen die zonischen Restfehler in den das Objektiv passierenden endlich-geöffneten Strahlenbündeln sowohl mittlerer als auch sehr starker Neigungen eben dieser Bündel gegen die optische Achse — also sowohl für eine mittlere als auch für eine «o sehr große angulare Bildfeidnutzung — deutlich reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst

Die optische Bedeutung der letztgenannten Teürege! der anspruchsgemäßen Gesamtkombination zur Bemessung dieser Objektive wird dem Fachmann nach Kenntnisnahme dieser vorstehenden Offenbarung dann sehr gut verständlich, wenn man im Zuge der Analyse dieser Zusatz-Anmeldung in Rücksicht stellt, daß bei Unterschreitung der zweitgenannten negativen Kleinstgrenze dann in den nachfolgenden Gliedteiien des Gesamtobjektives zu starke positive Brechkräfte angehäuft werden müssen, um für das Gesamtobjektiv eine hohe Lichtstärke zu erreichen durch die Sicherstellung der Realisierung der Brennweiten-Einheit F= +1 für das Gesamtobjektiv. Diese eben beschriebene Anhäufung solcher τα starken positiven Brechkräfte im Resttei! des Gesamtobj:-%.t?ves würde d<»nn einen zu starken Anstieg der Aberrationen höherer Ordnung ana damit der zonischen Zwischenfehler in den endlich-geöffneten Bündeln im zentralen wie im außeraxialen Bildfeld bewirken. Bei einer Überichreffung der gi-nairiten (negativen) Bemessungs-Übergrenze wurde dann auch ein korrespondierender Anstieg der Aberrationen in der Bilderzeugung erfolgen, deren Behebung ja möglich sein und dann gleichzeitig in an sich bekannter Weise aber zu einer ungünstigen Wechselbeziehung zwischen Baulänge und bildseitiger Schnittweite führen würde.
Die Durchbiegung des im Inneren der Teilglied-Kom-