DE2437560A1 - Lichtstarkes semi-weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

Patentanwälte 15.061/2 30/Ja

TH. rer. nat. DIETER LOWIS Pipl.-Phys. CLAUS PÖHLAU CHpI. Ip₈. ΓΚΑΝΖ LOHRENTZ S 500 N URN BERQ KESSLERPLATZ 1

Firma ASAHI KOGAEXJ KOGYO KABÜSHIKI KAISHA, Tokyo /-Japan

Lichtstarkes Semi-tfeitwinkelobjektiv

Die Erfindung betrifft ein lichtstarkes, aus sieben in sechs Gruppen angeordneten Linsen bestehendes Semi-Weitwinke.lobjektiv minimaler Aberration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Semi-Weitwinkelobjektiv mit einem grösseren Gesichtswinkel zu schaffen, als ihn geläufige Objektive besitzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Objektiv der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, es so auszubilden, dass es einen hinteren Brennpunkt von ^ 0,77 P sowie einen Gesichtswinkel von ^ 48° aufweist, und" dass folgende Bedingungen (1) bis einschließlich (6) erfüllt sind:

509813/0740

(1) Ρ/Ο,55 <|l'₁| < Ρ/0,35; P₁ <.Ο

(2) Ρ/1,4 <*_1#2.3 (3)

(4)

(6) H₆ , η_?> 1,70

Hierbei bedeuten

P: Brennweite de*s gesamten Systems

F₁ ,: Gesamtbrennweite der Linsen 1 bis i

I ... X

f_B: hinterer Brennpunkt

n^: Brechungsindex der d-Linie der i-ten Linse

V^: Abbe-Zahl der i-ten Linse

rjj.: Krümmungsradius der k-ten Linsenfläche

d.,: Oberflächenabstand bzw. Dicke der. j-ten Linse,

Nachstehend sollen nun die obigen Bedingungen (1) bis (6) näher erläutert werden.

509813/0740

Bedingung (1)

In einem Linsensystem, welches einen Gesichts- bzw. Blickwinkel von etwa 48° und eine Lichtstärke von mehr als 1:2,0 bat, wird manchmal eine äusserst hohe Last auf die zweite und die folgenden Linsen gelegt, wenn der Versuch unternommen wird, einen Wert für fg zu erreichen, der 0,77 P übersteigt. Um diesen Mangel zu beseitigen, muß. die Bedingung (1) erfüllt sein. Es ist offensichtlich, dass die Gesamtlänge des Linsensystems bzw. Objektivs und der Durchmesser jedes einzelnen Linsensystems vermindert werden kann, indem' man einen kleinen Wert für dp wählt. Wenn P^ negativ ist und der Absolutwert hierfür ,kleiner als P/0,55, so ist es vorteilhaft bei Auswahl eines grösseren Viertes von fg. In diesem Falle werden jedoch stärkere Aberrationen der zweiten Linsenoberfläche entstehen und die folgenden Linsengruppen müssen dann verschiedene Bürden tragen, um diese Aberrationen zu eliminieren. In dem Linsensystem dieser Art müssen die zweite und⁵ dritte Linse erhöhte Last aufnehmen. Dies kann nur dadurch ausgeschaltet werden, dass eine vergrösserte Zahl von Linsen benutzt wird oder dass man ein Linsenmatierial mit einem Brechungsindex benutzt, der grosser ist als der durch die Bedingung (6) definierte, was nicht beliebt ist. Ist umgekehrt fg grosser als F/0,35, so ergibt sich aus dem hinteren Brennpunkt nur ein begrenzter Effekt und die gewünschten Ergeb'-nisse können nur dann erreicht werden, wenn ein · grosser Wert

509813/07 40

für d₂ gewählt wird.

Bed.iag.ujQf; (2):

Es handelt sich hierbei um eine Bedingung zur Bestimmung der Brechkraft der ersten "bis dritten linse unter der Bedingung (1), Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Bedingung (2) die Brechkraft von positiven linsen, die in der vorderen Linsengruppe enthalten sind, bestimmt. Wenn P^ ₂ 3 kleiner ist als P/1,4, so ist es schwierig, einen grossen Wert für f_B zu erhalten. Wenn mit dem Ziel, diese Schwierigkeiten auszuschalten, P₁ 2 7 α so gross wie möglich gewählt wird, wird die Petzval-Summe vermindert und man wird kaum ein angestrebtes Weitwinkelobjektiv erhalten. Wenn umgekehrt i\j ₂ 3 S^rosser als P/0,9 ist, ist dies zwar vorteilhaft hinsichtlich f„j es ist dann jedoch erforderlich, die erste bis dritte Linse genau in-Übereinstimmung mit den Bedingungen (4) und (5) zu korrigieren, um so die chromatische Aberrration der vorderen Linsengruppe durch die Linsen bis zur vierten zu steuern..

Um diese Korrektur zu erhalten, muss -^—- kleiner als 35

gehalten werden, was über eine änderung hinsichtlich der chromatischen Aberration" nachteiligen Einfluss ausübt und daher nicht gern in Kauf genommen wird·

Bedingung (3):

Diese Bedingung dient zur Bestimmung der Brechkraft der vier-

509813/0740

ten Linse. In Übereinstimmung mit dieser Bedingung sowie mit der Bedingung (5) wird das Material für die vierte Linse bestimmt, wobei die chromatische Aberration bezüglich der ersten bis vierten Linse Berücksichtigung findet. Wenn Έ_{Λ o} ~ . kleiner als P/O,5 ist,so ist dies nachteilig für f-g und es muss ein Linsenmaterial mit V-Werten verwendet werden, die klein genug sind, um eine noch zufriedenstellende chromatische Aberration aufrecht zu erhalten. Dies 'macht es manchmal erforderlich, ein Linsenmaterial auszuwählen, welches schlechtere Verarbeitbarkeit besitzt und sich zur Massenproduktion weniger eignet und/ oder dessen Eigenschaften so sind, dass das durchgelassen Licht schlechte Parbqualität besitzt. Wenn dagegen P_{1 o} , .

I » ei· Ρ·τ·

grosser als P/O,15 ist, so ist dies zwar vorteilhaft bezüglich I-*, ergibt jedoch für die rückwärtige Linsengruppe eine Brechkraft, die in positiver Richtung erhöht ist. Als Polge . davon vergrossert sich auch die sphärische Aberration, insbesondere an der elften und zwölften Linsenfläche, bis ein Aberrations-Gleicbgewicht nicht länger aufrechterhalten werden kann.

Bedingung (4)'

Bei Einhalt dieser Bedingung wird die chromatische Aberration vermindert. Um f_ß zu vergrössern, indem man der ersten Üinse eine relativ grosse Brechkraft gibt und r₂ auf einem verhältnismässig niedrigen Wert hält, muss V:. in der Grössenordnung von 55 liegen. Zur Minderung der chromatischen Aberration muss

509813/0740

die Bedingung (4) erfüllt sein.

Bedingung (5);

Wie sieb aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, handelt es sieb hierbei um eine Bedingung zur Minimalisierung der chromatischen Aberration der Linsen bis zur vierten.

Bedingung (6);

In Verbindung mit der Bedingung (3) sorgt die Bedingung (6) für eine möglichst kleine sphärische Aberration. Diese Bedingung ebenso wie der Brechungsindex und derv-Wert sind bestimmend für die rückwärtige bzw. hintere Linsengruppe.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemässen Objektivs, und zwar des ersten Ausführungsbeispiels;

Figur 2 eine graphische Darstellung der Aberrations-Kurven, die man mit einem Objektiv gemäss Figur 1 erhält;

509813/0740

Figur 3 eine Ansicht zur Erläuterung des Aufbaue des Objektivs gemäss dem zweiten Ausfübrungsbeispiel und

Figur 4 eine Darstellung der Fehler— "bzw. Aberrations-Kurven des Objektivs der Figur 3..

Die Objektive der in Figur 1 und 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiele sind lichtstarke Semi-Weitwinkelobjektive, welche einen grösseren Gesichtswinkel als Standard-Objektive haben. Das erfindungsgemässe Semi-Weitwinkelobjektiv ist ein Objektiv mit sieben Linsen, welche in sechs Gruppen zusammengefasst sind. Dabei ist die erste Linse 1 eine negative Meniskuslinse, die zweite Linse 2 ist eine positive Linse, bei der dritten Linse 3 handelt es sich um eine positive Meniskuslinse, während die vierte. Linse 4 eine negative Meniskuslinse ist, wel-■'. ■ ehe sich im Abstand von der fünften und den folgenden Linsen befindet, wobei eine Blende zwischen die vierte Linse 4 und die fünfte Linse 5 eingesetzt ist. Die fünfte Linse 5 ist eine negative Linse, welche mit der sechsten Linse 6 verkittet ist. Bei der siebenten Linse 7 handelt es sich um eine positive ^c Linse.

Die Objektive gemäss Figuren 1 und 3, welche den vorerwähnten Aufbau besitzen, genügen dabei den bereits oben erwähnten Bedingungen (1) bis (6).

509813/0740

Nachstehend sollen nun zum besseren Verständnis und zur genaueren Erläuterung der zwei in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiele Tabellen mit den genauen Daten und den Seidel-Koeffizienten der beiden Ausführungsbeispiele wieder-, gegeben werden.

Beispiel 1

P = 100 T₁ 83,826 d₁ 4,78 n.,/^ 1,55671/58,7

r₂ 50,446 d₂ 19,85

r₃ 304,333 d_? 7,39 n₂/V₂ 1,79952/42,3

r₄ -203,478 d₄ 0,24

r₅ 46,739 d₅ 11,00 V₃Zv₃ 1,80610/40,8

r₆ 74,000 d₆ 3,65

r₇ 141,304 d_? 7,11 n₄/V₄ 1,68893/31,1

r₈ 43,465 d₈ 18,33

*₉ -64,330 d₉ 3,28 U₅Az₅ 1,80518/25,4

r₁₀ 93,478 d_1Q 21,74 n_ß/V₆ 1,80610/40,8

T₁₁ -62,391 d^ 0,22

T₁₂ 239,129 d₁₂ 10,87 n_?/V₇ 1,78590/44,2

T₁₃ -214,129

P₁ = -239,8

η 7 ⁼ 90,O

509813/07A0

^P1.2.3

^P1.2.3.4=⁴⁵⁸'⁶

	Seidel-Koeffizienten	S2	zu Beispiel 1	. S4	2437560
Tabelle der	S1	0,100	S3	0,427
Linsenfläche	0,390	0,444 .	0,026	-0,709 .	S5
1	-3,763	0,203	-0,052	0,146	0,116
2	0,233	-0,335	0,176	0,218	0,090
3	0,226	0,231	0,497	0,955	0,280
4	1,578	0,072	0,034	-0,603	-1,062
5	0,012	0,285	0,441	0^289	0,145
6	-0,109	-0,421	-0,744	-0,939	-0,991
7	-0,773	0,573	-0,230	-0,693	1,189
8	-0,761	0,001	-0,431	0,000	-0,637
9	0,002	-0,561	0,001	0,715	.0,847 ■■
10	1,895	0,002	0,166	0,184	0,001
11	-0,000	-0,582	-0,193	0,206	-0,261
12	1,321	0,013	0,257	0,196	0,724
13	0,247		-0,053	-0,204
Summe		0,237

Blende' hinter der achten linsenflache: 10,87«

509813/0740

Beispiel 2

P = 100

T₁ 107,532 d_t 3,00 η.,/γ., 1,62280/56,9

r-₂ 57,140 d₂ 10,01

V₃ 115,150 d₅ 8,01 n₂/v₂ 1,84100/43,2

r₄ 2176,757 d₄ 0,19

r₅ 43,056 d₅ 8,01 n₃/V₅ 1,84100/43,2

r₆ 77,571 d₆ 3,00

r₇ 81,911 d₇ 9,01 »₄/V₄ 1,80518/25,5

r₈ 34,393 d_Q 15,01

r₉ , -43,535 d₉ 5,01 H₅A^₅ 1,75520/27,5

r₁₀ 191,990 d₁₀ 13,02 n₆/V₆ 1,76200/40,3

T₁₁ -53,548 U₁₁ 0,19

r₁₂ 242,491 d₁₂ 6,51 H₇ZV₇ 1,72000/46,0

r₁₃ -115,616

J₁ = -200,1

S1.2.3 ^{Ä 76}'^7
F1.2.3.4 - ²⁸⁵'⁷

509813/07AO

	- 11 -	S2	zu Beispiel 2	V.	2437560	■	S5
Tabelle der	Seidel-Koeffizienten	0,118	S3	0,357	0,266
Linsenfläche	S1	-0,054	0,073	-0,672	-0,010
1	0,190	0,407	-0,001	0,397	0,186
2	-3,539	-O4 086	0,141	0,021	-0,890
3	1,176	0,287	0,266	1,061	0,187
4	0,028	-0,068	0,048	-0,589	-1,191
5	1,703	0,144	0,703	0,545	1,244
6	0,006 .	-0,478	-0,775	-1,297	-0,814
7	-0,027	1,071	-0,251	-0,988	0,889
8	-0,910	0,006	-0,600	0,001	0.007
9	-1,912	-0,562	0,006	0,808	-0,398
10	0,006	-0,007	0,218	0,173	0,939 ·
11	1,447	-0,732	-0,112	0,362	-0,24?
12	-0,000	0,046	0,281	0,178	0,166
13	.1,904		-0,003
Summe	0,072

Blende hinter der achten Linsenfläche: 8,4

509813/0740

Claims (1)

1. Patent(Schatz)-Anspruch

   Lichtstarkes, aas sieben in sechs Gruppen angeordneten Linsen bestehendes Semi-Weitwinkelobjektiv minimaler Aberration, dadurch gekennzeichnet, dass es einen hinteren Brennpunkt von ^ 0,77 3? sowie einen Gesichtswinkel von ^ 48° aufweist und dass folgende Bedingungen (1) bis (6) erfüllt sind:

   (1) P/0,55 < JS₁ \<- P/0,35; P₁ <

   (2) P/1,4 <* P^_2-3-*-P/0,9

   (3) P/0,5 ^P_1#2#3#4<P/0,15

   (4) V₁ >55

   (5) 47 >^r& >35

   (6) n₆, n₇ >1,70

   509813/07Λ0

   Leerseite