DE2504328C3 - Weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

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 Schnittweite von 147,38mm und bei einem Öffnungsverhältnis von 1: 4 und einem Bildfeldwinkel von praktisch 90° eine hintere Schnittweite von 174,79 mm erreichen. Die Objektive sind jedoch mit ,7,02,2 bzw, 243,3 mm verhältnismäßig lang. Der voiliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkelobjektiv der eingangs erwähnten Art mit einer langen hinteren Schnittweite und einem großen Btidfeldwinkel anzugeben, das kompakt aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Objektivs der eingangs genannten Art mit den Konstriiktionsdiitijtn gemäß der im Kennzeichen des Patentanspruches ίο aufgeführten Daten'.abdte gelost.

Gemäß der Erfindung wird ein Objektiv geschaffen, als eine hintere Schnittweite von 1,56 bei einer Objeklivbrennweäte von 1,0 aufweist bei einem Bildfeldwinkcl von 84° end einen-, großen öinungsverhältnis von 1: 2,8. Außerdem sind bei dem erfindungsgemäßen Objektiv alle Aberrationen gut korrigiert, und die Gesamtlänge des Objektivs ist sehr kiein.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der F i g. 1 bis 2 C erläutert. Darin zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Objektiv,

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

Fig. 2B eine Darstellung des Astigmatismus in. Abhängigkeit vom halben Bildfeldwinkel für das in F i g. 1 gezeigte Objektiv und

F i g. 2C eine Darstellung der Verzeichnung in Abhängigkeit vom halben Bildfeldwinkel.

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 Teil bezeichnet werden.

Von vorne nach hinten weist das erfindungsgemäße Objektiv eine LmSeX₁ mit positivem Meniskus auf, die vorne koavex ist_v weiter zwei Linsen L₂ und L₃ mit negativem Meniskus, die nach vorne konvex sind, eine Linse L₄, die plankonvex ist oder mit positivem Meniskus und die nach hinten konvex ist, eine Bikonvexlinse JL₅, ein verkittetes Linsenglied mit negativer Brechkraft, das aus einer Bikonkavlinse L₆ und einer Linse L₇ mit positivem Meniskus besteht, eine Linse L₈ mit positivem Meniskus, die nach hinten konvex ist, und eine Linst: 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

1) 0,7 < I Λ.Ι.31 < IA /i.w < 0

2) 1,5 I /, |< I /, I < 2,0 I /, I /, < 0, /, < 0
3) 1,6 < l/r₃ < 2,0

4) -0,7 < l/r, ^ 0

5) V₄ + v₅ < 70,

worin /,,₂,₃ die effektive Brennweite eines Linsensystems ist, das aus den ersten drei Linsen L₁, L₂ und L₃ besteht; /₂ und /₃ stellen die Brennweite der Linsen L₂ und L₃ dar, r₃ und r₇ 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 Diese vierte Bedingung muß von dem Krümmungs-

zwischen dem vorderen Objektivglied (L₁ bis L_:1) nega- radius der Vorderfläche der vierten Linse L₄ erfüllt tiver Brechkraft und dem hinteren Objektivglied (L₄ sein, um die Eintrittspupille in den vorderen Teil des bi" L₀) positiver Brechkraft möglichst klein sein, damit Objektivs zu legen. Wenn 1//·, größer als der obere der Gesamtaufbau des Objektivs kompakt ist. Um den 5 Grenzwert 0 wird, kann die Eintrittspupille nicht in Abstand zwischen dem vorderen Objekti»glied und den vorderen Teil des Linsensystems gelegt werden, dem hinteren Objektivglied möglichst kldn zu machen, Wenn l/r₇ gleich oder kleiner als der untere Grenzmuß jedoch die Brechkraft beider Objektivglieder er- wert —0,7 wird, wird es schwierig, das Linsensystem erhöht werden. Wenn die Brechkraft der Objektiv- ausreichend hinsichtlich des Komafehlers zu korriglieder erhöht wird, wobei der Bildfeldwinkel einen io gieren,
großen Wert, nämlich 84°, haben soll und das Öffnungsverhältnis /: 2,8 groß sein soll, muß die Brechkraft der
Linsen L₂ bis L₇ und deren Form sorgfältig bestimmt 5) v₄ + v₅ < 70
werden, um den Astigmatismus und den Komafehler
gut zu korrigieren. Will man den Durchmesser des 15

vorderen Objektivgliedes klein machen, muß die Ein- Diese fünfte Bedingung muß von den Abbeschen

trittspupille des Linsensystems so weit wie möglich vom Zahlen der vierten und fünften Linse L₄ und L₅ erfüllt Bild weggerückt werden, indem man die Form der werden, um eine Überkompensation der chromatischen vierten Linse L₄ richtig bestimmt und auch, um die Aberration bei Vergrößerung des Winkels der unter Gesamtlänge des Objektivs kurz zu halten. Um außer- ao großen Winkeln zur optischen Achse geneigten Lichtdem eine Überkompensation der chromatischen Aber- strahlen zu vermeiden und den Unterschied in dem ration mit zunehmenden großen Bildfeldwinkeln zu Komafehler aufgrund eines Farbunterschiedes zu reduverhindern und um den Unterschied des Koma-Fehlers zieren. Wenn die Summe i>₄ + v_s gleich oder größer für die verschiedenen Wellenlängen der durch das als der obere Grenzwert 70 wird, wird die der ersten Objektiv fallenden Lichtstrahlen zu reduzieren, muß 25 LInSeL₁ für die Kompensation der chromatischen die Anordnung der Linsenelemente sorgfältig berechnet Aberration zukommende Rolle noch verstärkt, und es werden. wird schwierig, die chromatische Aberration aus-

Um die obigen Anforderungen zu erfüllen, müssen, reichend zu korrigieren.

wie sich herausgestellt hat, die oben angeführten Be- Das unter den obengenannten Bedingungen ent-

dingungen 1) bis 5) erfüllt sein. 30 wickelte erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv vom

Typ umgekehrter Teleobjektive mit der Gesamtbrennweite von 1,0 hat eine hintere Schnittweite von 1,560,

1) 0,7 < I /_ll8l3 I < 1,0; /_1>2i3 < 0 einen Bildfeldwinkel von 84° und ein Öffnungsverhält

nis von /: 2,8. Seine genauen Konstruktionsdaten sind 35 in der nachfolgenden Tabelle I angegeben, in der die

Die erste Bedingung muß für die Brennweite/_ll2,3 Abmessungen in Millimeter angegeben sind. Die erfüllt werden, um das gesamte Linsensystem kompakt Krümmungsradien der brechenden Flächen, die axialen zu machen. Wenn die Brennweite/_ll2,₃ gleich oder Luftabstände oder Dicken der Linsen, die Brechungslänger als der obere Grenzwert 1,0 wird, kann die indizes für die Natrium-d-Linie und die Abbeschen Gesamtgröße des Linsensystems nicht genügend klein 40 Zahlen sind mit r, d, N und ν bezeichnet und mit einem gehalten werden. Wenn die Brennweite gleich oder Index von vorne nach hinten durchnumeriert,
kürzer als der untere Grenzwert 0,7 wird, wird die von Die Seideischen Summen und die Petzval-Summen

diesem Teil des Linsensystems stammende Aberration des in Tabelle I angegebenen erfindungsgemäßen Obzu groß, um eine gute Korrektur der gesamten Aber- jektivs sind in Tabelle II niedergelegt, worin die Seidelration erreichen zu können. 45 sehen Summen für die sphärische Aberration, den

Komafehler, den Astigmatismus und die Verzeichnung in den Spalten I, II, III und V und die Petzval-Summen

2) 1,5 I /₃1 < I /₂ < 2,0 I /₃1 ; /₂ < 0, /₃ < 0 j_n der Spalte P eingetragen sind.

3) 1,6 < l/r₃ < 2,0 Die ^mit dem erfindungsgemäßen Objektiv gemäß

50 der Tabelle I erhaltenen Bildfehler sind graphisch in den Fig. 2A bis 2C dargestellt. Fig. 2A zeigt die

Diese zweite und dritte Bedingung müssen von der sphärische Aberration und die Abweichung von der Brechkraft und Form der zweiten und dritten Linse L₂ Sinus-Bedingung. Fig. 2 B zeigt den Astigmatismus, und L_r, erfüllt werden, damit der Astigmatismus und wobei der Astigmatismus in der sagittalen Bildebene der Koma-Fehler für die unter großen Bildfeldwinkeln 55 durch die festausgezogene Linie und der Astigmatismus in das Objektiv einfallenden Strahlen korrigiert sind. in der meridionalen Bildebene durch die gestrichelte Da in dem erfindungsgemäßen Objektiv der Winkel Linie dargestellt ist. Fig. 2C zeigt die Verzeichnung, zwischen der optischen Achse und den auf die zweite Wenn das erfindungsgemäßs Objektiv als Wechsel-

Linse L₂ nach dem Durchgang durch die erste Linse L₁ objektiv für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit fallenden Strahlen groß ist, ist es sehr wichtig, die 60 einer Gesamtbrennweite von 24 mm, einem Bildwinkel zweite und dritte Linse L₂ und L₃ so auszugestalten, von 84° und einem Öffnungsverhältnis von 1: 2,8 gedaß sie die richtige Brechkraft und Form zur Korrektur baut wird, wird die Gesamtlänge des Objektivs etwa der genannten Fehler haben. Wenn die obigen Bedin- 39 mm, der wirksame Durchmesser der Frontlinie gungen nicht erfüllt sind, wird die Korrektur der wird etwa 30 mm, und der wirksame Durchmesser des Aberration schwierig. 65 damit verwendeten Filters wird etwa 44 mm. Die er

wähnte Gesamtlänge ist außerordentlich klein für ein Objektiv mit hoher Leistung und weitem BiId-

4) -0,7 < l/r, g 0 winkel.

Tabelle I

r, 1,53019

/·₂ 3,40700

r₃ 0,55556

r₄ 0,37037

r₆ 1,35156

r_e 0,49290

r₇ -3,33333

r₈ -2,00000

r₉ 1,19210

r₁₀ -4,52667

r„ -1,96067

r₁₂ 0,66973

;·ΐ3 1,60718

r„ -1,92023

r« -0,65381

r_je 8,31732

r„ -0,80733

r/, 0,12 rf, 0,01 rf₃ 0,05 (Z₁ 0,18 d_t 0,04 rf₆ 0,16 Ci₁ 0,20 d_t 0,01 d₉ 0,24 d_u 0,11 rf„ 0,05 rf„ 0,12 rf« 0,06 d_H 0,10 rf« 0,01 rf« 0,14

N₁ 1,60717

/V₂ 1,69350

W₃ 1,69350

JV₄ 1,64769

/V₅ 1,72825

/V₀ 1,76182 /V₇ 1,77252

/V₈ 1,62041 /V₈ 1,51633

r, 40,2

V₂ 53,4

v₃ 53,4

V₄ 33,9

V₅ 28,3

v„ 26,5 r₇ 49,6

V₈ 60,3 v„ 64,0

Tabelle II

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 Qlatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit acht Linsengliedern, dadurch gekennzeichnet, daß das sechste Linsenglied ein negatives Kittgiied ist und die Radien r, bis r_l7, die Dicken der Linsen bzw.. din Abstände zwischen den Linsen d_x bis i/_le, die Brechungsindizes /V₁ bis JV₉ der Linsen und die Abbeschen Zahlen V₁ bis v₉ von der Objekt- zur Bildseite die folgenden Werte aufweisen:

   T₁ 1,53019
   r„ 3,40700
   r₃ 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
   r₁₃ 1,60718
   r₁₄ -1,92023
   r₁₅ -0,65381
   r_u 8,31732
   r_n -0,80733

   ^₁ 0,12 N₁ 1,60717 V₁ 40,2

   </₂ 0,01

   </₃ 0,05 N_t 1,69350 v_a 53,4

   rf₄ 0,18

   rf₅ 0,04 TV₃ 1,69350 v₃ 53,4

   rf, 0,16

   rf₇ 0,20 JV₄ 1,64769 v₄ 33,9

   d_B 0,01

   rf₉ 0,24 JV₅ 1,72825 v₅ 28,3

   rf₁₀ 0,11

   d_n 0,05 TV₀ 1,76182 v_e 26,5

   ^₁₂ 0,12 /V₇ 1,77252 v, 49,6

   </« 0,06

   rf₁₄ 0,10 /V₈ 1,62041

   rf« 0,01

   rf_ie 0,14 /V₉ 1,51633 v_fl 64,0