DE2504328B2 - Weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

Jm folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand 1,69350 v₂ 53,4 der F i g. 1 bis 2C erläutert. Darin zeigt

ao F i g. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäßc Objektiv,

F i g. 2A eine Darstellung der sphärischen Aberration und der Abweichung von der Sinus-Bedingung in Abhängigkeit vom öffnungsverhältnis für das in as F i g. 1 .gezeigte Objektiv,

Fig. 2B eine Darstellung des Astigmatismus in

JV₄ 1,64769 v₄ 33,9 Abhängigkeit vom halben Bildfeldwinkel für das in

F i g. 1 gezeigte Objektiv und

Fig. 2C eine Darstellung der Verzeichnung in Abhängigkeit vom halben Bildfeldwinkel.

28.3 Im folgenden soll das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv näher beschrieben werden. Dabei soll mit »vorn« der dem Objekt näher zugewandte Teil und mit »hinten« der vom Objekt weiter entfernt liegende

N₆ 1,76182 v_e 26,5 35 Teil bezeichnet werden.

Von vorne nach hinten weist das erfindungsgemäße 49,6 Objektiv eine Linse Lj mit positivem Meniskus auf, die vorne konvex ist, weiter zwei Linsen L₂ und L₃ mit negativem Meniskus, die nach vorne konvex sind, eine Linse L₄, die plankonvex ist oder mit positivem Me-60,3 niskus und die nach hinten konvex ist, eine Bikonvexlinse L₅, ein verkittetes Linsenglied mit negativer Brechkraft, das aus einer Bikonkav'inse J_₆ und einer Linse L, mit positivem Meniskus besteht, eine Linse L₆ 64,0 45 mit positivem Meniskus, die nach hinten konvex ist, und eine Linse L₉ mit positiver Brechkraft.

Bei der Entwicklung der Linse wurde von den folgenden Bedingungen ausgegangen, wobei jeweils die Gesamtbrennweite mit 1,0 zugrunde gelegt wurde. 50

d_t 024 JV₅ 1,72825 v₅

d₁₀ 0,11

d_n 0,05

d_l2 0,12 N₁ 1,77252 V₁

d_l3 0,06

^₁₄ 0,10 JV₈ 1,62041 v₈

d_u 0,01

d_lt 0,14 JV₈ 1,51633 v,

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit acht Linsengliedern. Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv findet bevorzugt Verwendung in einer einäugigen Spiegelreflexkamera.

Aus der Schweizer Patentschrift 4 82 205 sind bereits Weitwinkelobjektive der eingangs erwähnten Art mit acht und mehr Linsengliedern bekannt, die bei einem öffnungsverhältnis von 1 : 2,8 und einem Bildfeldwinkel von 80" eine hintere Schnitlweite von 147,38 mm und bei einem öffnungsverhältnis von 1: 4 und einem Bildfeldwinkcl von praktisch 90° eine hintere Schnittweite von 174.79 mm erreichen. Die Objektive sind D 0,7 < iy_Ifl.,|< 1,0, /,.₂,3 <o

2) 1,5 I /₃ I < I /, K 2,0 I /, I /₂ < 0, /, < 0

3) 1,6 < l/r, < 2,0

4) -0,7 < IJr₁ < 0

5) v₄ + v₅ < 70,

60

worin /i,_2>3 die effektive Brennweite eines Linsensystems ist, das aus den ersten drei Linsen L₁, L₂ und J-3 besteht; /₂ und /_a stellen die Brennweite der Linsen L₂ und L₃ dar, r₃ und r-, sind die Krümmungsradien der dritten und siebenten Fläche des Linsensystems, und v₄ und v₅ sind die Abbeschen Zahlen der Linsen L₄ und

Bei dem erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektiv

vom Typ umgekehrter Teleobjektive soll der Abstand ,wischen dem vorderen Objektivglied (L₁ bis L₃) negativer Brechkraft und dem hinteren Objektivglied (L bis Li) positiver Brechkraft möglichst Klein sein, damit <|er Gesamtaufbau des Objektivs !.ompakt ist. Um den Abstand zwischen dem vorderen Objektivglied und 4em hinteren Objektivglied möglichst klein zu machen, muß jedoch die Brechkraft beider Objektivglieder ererhöht werden. Wenn die Brechkrafr der Objektivglieder eihöht wird, wobei der Bildfeldwinkel einen großen Wert, nämlich 84°, haben soll und das Öffnungsverhältnis /: 2,8 groß sein soll, muß die Brechkraft der Linsen L_t bis L₁ und deren Form sorgfältig bestimmt werden, um den Astigmatismus und den Komafehler gut zu korrigieren. Will man den Durchmesser des vorderen Objektivgliedes klein machen, muß die Eintrittspupille des Linsensystems so weit wie möglich vom Bild weggerückt werden, indem man die Form der vierten Linse L₁ richtig bestimmt und auch, um die Gesamtlänge des Objektivs kurz zu halten. Um außerdem eine Überkompensation der chromatischen Aberration mit zunehmenden großen Bildfeldwinkeln zu verhindern und um den Unterschied des Koma-Fehlers für die verschiedenen Wellenlängen der durch das Objektiv fallenden Lichtstrahlen zu reduzieren, muß die Anordnung der Linsenelemente sorgfältig berechnet werden.

Um die obigen Anforderungen zu erfüllen, müssen, wie sich herausgestellt hat, die oben angeführten Bedingungen 1) bis 5) erfüllt sein. "

D 0,7

< 1,0;

Diese vierte Bedingung muß von dem Krümmungsradius der Vorderfiäche der vierten Linse L₁ erfüllt sein, um die Eintrittspupille in den vorderen Teil des Objektivs zu legen. Wenn l/r₇ größer als der obere Grenzwert 0 wird, kann die Eintrittspupille nicht in den vorderen Teil des Linsensystems gelegt werden. Wenn IJr₁ gleich oder kleiner als der untere Grenzwert —0,7 wird, wird es schwierig, das Linsensystem ausreichend hinsichtlich des KomafehJers zu korrigieren.

5) v₄ +

70

35

Die erste Bedingung muß für die Brennweite /",,,., erfüllt werden, um das gesamte Linsensystem kompakt zu machen. Wenn die Brennweite /,,,.., gleich oder länger als der obere Grenzwert 1,0 wird, kann die Gesamtgröße des Linsensystems nicht genügend klein gehalten werden. Wenn die Brennweite gleich oder kurzer als der untere Grenzwert 0,7 wird, wird die von diesem Teil des Linsensystems stammende Aberration zu groß, um eine gute Korrektur der gesamten Aberration erreichen zu können.

2) 1,5 I /₃1 < ! /, < 2,0 I /₃1 ; /₂ < 0, f, < 0

3) 1,6 < l/r, < 2,0

Diese zweite und dritte Bedingung müssen von der Brechkraft und Form der zweiten und dritten Linse L₂ und L₃ erfüllt werden, damit der Astigmatismus und der Koma-Fehler für die unter großen Bildfeldwinkeln in das Objektiv einfallenden Strahlen korrigiert sind. Da in dem erfindungsgemäßen Objektiv der Winkel zwischen der optischen Achse und den auf die zweite Linse L₂ nach dem Durchgang durch die erste Linse L₁ fallenden Strahlen groß ist, ist es sehr wichtig, die zweite und dritte Linse L₂ und L_;1 so auszugestalten, daß sie die richtige Brechkxaft und Form zur Korrektur der genannten Fehler haben. Wenn die obigen Bedingungen nicht erfüllt sind, wird die Korrektur der Aberration schwierig.

4) -0,7 < l/r, £ 0

Diese fünfte Bedingung muß von den Abbeschen Zahlen der vierten und fünften Linse L₁ und L₅ erfüllt werden, um eine Überkompensation der chromatischen Aberration bei Vergrößerung des Winkels der unter großen Winkeln zur optischen Achse geneigten Lichtstrahlen zu \ermeiden und den Unterschied in dem Komafehler aufgrund eines Farbunterschiedes zu reduzieren. Wenn die Summe r, ■ r₅ gleich oder größer als der obere Grenzwert 70 wird, wird die der ersten Linse L₁ für die Kompensation der chromatischen Aberration zukommende Rolle noch verstärkt, und es wird schwierig, die chromatische Aberration ausreichend zu korrigieren.

Das unter den obengenannten Bedingungen entwickelte eiündungsgemäße Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit der Gesamtbrennweitc von 1,0 hat eine hintere Schnittweite von 1,560, einen Bildfeldwinkel von 84^Ü und ein Öffnungsverhältnis \on /: 2,8. Seine genauen Konstruktionsdaten sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben, in der die Abmessungen in Millimeter angegeben sind. Die Krümmungsradien der brechenden Flächen, die axialen Luftabstände oder Dicken der Linsen, die Brechungsindizes für die Natrium-d-Linie und die Abbeschen Zahlen 3ind mit r, el, N und r bezeichnet und mit einem Index von vorne nach hinten durchnumeriert.

Die Seideischen Summen und die Petzval-Summen des in Tabelle I angegebenen erfindungsgemäßen Objektivs sind in Tabelle Il niedergelegt, worin die Seidelschen Summen für die sphärische Aberration, den Komafehler, den Astigmatismus und die Verzeichnung in den Spalten I, II, III und V und die Petzval-Summen in der Spalte P eingetragen sind.

Die mit dem erfindungsgemäßen Objektiv gemäß der Tabelle I erhaltenen Bildfehler sind graphisch in den Fig. 2A bis 2C dargestellt. Fig. 2A zeigt die ■ phärische Aberration und die Abweichung von der Sinus-Bedingung. Fig. 2B zeigt den Astigmatismus, wobei der Astigmatismus in der sagittalen Bildebene durch die festausgezogene Linie und der Astigmatismus in der meridionalen Bildebene durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Fig. 2C zeigt die Verzeichnung.

Wenn das erfindungsgemäße Objektiv als Wechselobjektiv für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit einer Gesamtbrennweite von 24 mm, einem Bildwinkel von 84" und einem Öffnungsverhältnis von 1 : 2,8 gebaut wird, wird die Gesamtlänge des Objektivs etwa 39 mm, der wirksame Durchmesser der Fronllinic wird etwa 30 mm, und der wirksame Durchmesser des damit verwendeten Filters wird etwa 44 mm. Die erwähnte Gesamtlänge ist außerordentlich klein für ein Objektiv mit hoher Leistung und weitem Bildwinkel.

Tabelle II Tabelle I

T₁ 1,53019 r₂ 3,40700 r_s 0,55556 r₄ 0,37037 r₅ 1,35156 r„ 0,49290 r, -3,33333 r₈ -2,00000 r„ 1,19210 r₁₀ -4,52667 r_n -1,96067 r₁₂ 0,66973 Ti₃ 1,60718 r₁₄ -1,92023 r_w -0,65381 r_u 8,31732 r„ -0,80733

(Z₁ 0,12 d₂ 0,01 d₃ 0,05 dt 0,18 d_h 0,04 <*« 0,16 rf, 0,20 d_s 0,01 </, 0,24 d₁₀ 0,11 d_n 0,05 d_lt 0,12 d₁₃ 0,06 d_lt 0,10 d« 0,01 d_lt 0,14

Af₁ 1,60717

N_z 1,69350

JV₃ 1,69350

tf₄ 1,64769

W₅ 1,72825

N_t 1,76182

N₇ 1,77252

W₈ 1,62041

W₉ 1,51633

V₁ 40,2

r₂ 53,4

V₃ 53,4

Η 33,9

v₅ 28,3

ν_β 26,5 v₇ 49,6

r₈ 60,3 ν_β 64,0

Fläche

III

1	0,06561	0,05737	0,05017	0,24689	0,25978
2	0,00025	0,00414	0,06752	-0,11089	-0,70810
3	0,61544	0,06892	0,00772	0,73711	0,08341
4	-5,81583	0,86982	-0,13009	-1,10567	0,18482
5	0,38357	0,25214	0,16574	0,30299	0,30812
6	-12,00247	-0,16193	-0,00218	-0,83080	-0,01124
7	0,51517	0,45115	0,39508	-0,11793	0,24271
8	-0,05368	-0,12979	-0,31384	0,19655	-0,28361
9	5,37374	1,44821	0,39029	0,35348	0,20044
10	0,02339	-0,04610	0,09088	0,09309	-0,36264
11	-0,17349	0,15925	-0,14618	-0,22054	0,33662
12	0,19485	0,04769	0,01167	0,00512	0,00411
13	-5,22338	-2,41931	-1,12055	-0,27118	-0,64461
14	0,08489	0,18168	0,38885	-0,19939	0,40549
15	4,12895	-0,51253	0,06362	0,58560	-0,08059
16	0,01183	0,02880	0,07010	0,04094	0,27026
17	13,39330	-0,27668	0,00572	0,42178	-0,00883
Σ	1,52213	0,02282	-0,00549	0,12714	0,19614

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit acht Linsengliedern, dadurch gekennzeichnet, daß das sechste Linsenglied ein negatives Kittglied ist und die Radien r_x bis r„, die Dicken der Linsen bzw. die Abstände zwischen den Linsen d_x bis d_xi, die Brechungs- icdoch mit 202,2 bzw. 243,3 mm verhältnismäßig lang. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkelobjektiv der eingangs er wähnten Art mit einer langen hinteren Schnittweite und einem großen Bildfeldwinkel anzugeben, d?s kompakt aufgebaut ist

   Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Objektivs der eingangs genannten Art mit den Konstruktionsdaten gemäß der im Kennzeichen des Patentanspruches

   indizes JV₁ bis JV₉ der Linsen und die Abbeschen io aufgeführten Datentabelle gelöst

   Zahlen T₁ bis v₉ von der Objekt- zur Bildseite die folgenden Werte aufweisen:

   T₁ 1,53019

   r_t 3,40700

   r₃ 0,55556

   r₄ 0,37037

   r₅ 1,35156

   r_e 0,49290

   r, -3,33333

   r_t -2,00000

   d_x 0,12 A₁ 1,60717

   d_t 0,01

   d₃ 0,05

   dt 0,18

   d_s 0,04 JV₃ 1,69350 v₃ 53,4

   d_a 0,16

   ;·, 1,19210 r₁₀ -4,52667 -1,96067 0,66973 1,60718 -1,92023 -0,65381 8,31732 -0,80733

   0,20 0,01

   '11

   '13

   '15

   Gemäß der Erfindung wird ein Objektiv geschaffen, das eine hintere Schnittweite von 1,56 bei einer Ob- jeklivbrennweite von 1,0 aufweist bei einem Bildfeldwinkel von 84° und einem großen öffnungsverhältnis

   40.2 15 von 1: 2,8. Außerdem sind bei dem erfindungsgemäßen

   Objektiv alle Aberrationen gut korrigiert, und die Gesamtlänge des Objektivs ist sehr klein.