DE2507368C3 - Überweitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Überweitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive mit dreizehn Linsen, die in elf Linsengliedern angeordnet sind.

Mit fortschreitender Entwicklung der Weitwinkelobjektive hat sich das Problem gestellt, lichtstarke Überweitwinkelobjektive von der Bauart umgekehrter Teleobjektive mit kleinen Abmessungen zu konstruieren. Die Erfindung befasst sich mit einem solchen Objektiv mit verhältnismäßig großer relativer Öffnung und sieht ein Überweitwinkelobjektiv der genannten Art vor, das aus dreizehn Linsen besteht, die in elf Objektivgliedern angeordnet sind. Es wurde gefunden, dass es für den Korrektionszustand des erfindungsgemäßen Objektivs von Vorteil ist, dass dieses die folgenden Bedingungen erfüllt:

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild eines ersten erfindungsgemäßen Objektivs mit einem Filter;

Fig. 2a bis 2d Aberrationskurven des ersten erfindungsgemäßen Objektivs;

Fig. 3 ein Schnittbild eines zweiten erfindungsgemäßen Objektivs mit einem Filter und

Fig. 4a bis 4b Aberrationskurven des zweiten erfindungsgemäßen Objektivs.

Die erfindungsgemäßen Objektive sind folgendermaßen aufgebaut: Die erste und zweite Linse sind negative Meniskuslinsen, die zum Objekt hin konvex sind. Die dritte Linse ist eine positive Linse und die fünfte, sechste und siebte Linse sind miteinander verkittet. Die vierte Linse ist eine negative Meniskuslinse, die zwischen der dritten und fünften Linse angeordnet und zum Objekt hin konvex ist, ähnlich wie die erste und zweite Meniskuslinse. Die fünfte und die siebte Linse sind negative Linsen und auf die beiden Flächen der sechsten Bikonvexlinse aufgekittet. Die achte Linse ist eine negative Miniskuslinse, die zum Objekt hin konvex ist. Hinter dieser Linse ist ein Filter angeordnet (die Lage des Filters ist jedoch nicht auf die Stelle zwischen der achten und neunten Linse beschränkt). Hinter dem Filter liegt die neunte positive Linse. Hinter der neunten Linse liegt eine verhältnismäßig dicke zehnte Linse, die eine positive Linse ist. Hinter der zehnten Linse ist eine negative elfte Linse angeordnet. Die zwölfte und dreizehnte Linse sind positive Linsen, die mit ihrer stärker gekrümmten Seite dem Bild zugekehrt sind.

Nachstehend werden die zu erfüllenden Bedingungen im einzelnen erläutert. Die verwendeten Zeichen haben die folgende Bedeutung:

Bedingung 1 bestimmt die Gesamtbrennweite der ersten beiden Linsen so, dass eine lange Schnittweite erzielt wird. Damit man eine große relative Öffnung und ein großes Bildfeld erhält, sind diese beiden Linsen als negative Meniskuslinsen ausgebildet. Dadurch wird eine Verschlechterung des Korrektionszustandes, wie sie mit nur einer Linse eintritt, vermieden. Wenn die Brennweite Ftief1,tief2 kleiner wird als F/0,75, nimmt der Gesamtbildfehler zu. Dies bedeutet, dass das für die zweite Linse verwendete Glas einen verhältnismäßig hohen Brechungsindex haben muß. Wenn die Brennweite Ftief1,tief2 größer wird als F/0,45 erhält man nicht die erforderliche rückwärtige Schnittweite und man braucht daher auch nicht zwei Linsen zu verwenden.

Bedingung 2 legt die Brennweite der dritten Linse fest, die zur Korrektur der Verzeichnung dient. Wenn die Brennweite Ftief1,tief2,tief3 länger als F/0,18 wird, lässt sich die Bedingung 1 kaum erfüllen, wogegen die Verzeichnung gut korrigiert ist. Wenn die Brennweite kleiner als F/0,32 wird, wird es schwierig, die Flächenbrechkraft der 6. Fläche wesentlich größer als Null zu wählen, ohne dass Verzeichnung auftritt.

Bedingung 3 definiert die Brechkraft der 6. Linse so, dass die chromatische Aberration gut korrigiert der Komafehler kompensiert und ein Anwachsen der sphärischen Aberration verhindert ist. Obwohl diese Bedingung sowohl den Krümmungsradius als auch die chromatische Aberration betrifft, dient diese Bedingung vor allem zur Festlegung der Brechkraft der sechsten Linse. Wenn F/ftief6 kleiner ist als 0,8, wird die Korrektion der chromatischen Aberration unzureichend. Die sphärische Aberration muß teilweise durch andere Linsen kompensiert werden, was zu einer Zunahme des Gesamtbildfehlers führt. Außerdem ist der Komafehler nicht kompensiert und der Gesamtbildfehler wird im Bereich großer Bildwinkel erhöht. Wenn dagegen das Verhältnis F/ftief6 größer als 1,5 wird, werden die Linsen im umgekehrten Sinne hinsichtlich der Korrektion der Aberrationen insbesondere der Koma belastet.

Bedingung 4 legt die Dicke der zehnten Linse fest, um den Komafehler in Verbindung mit der Bedingung 5 zu korrigieren. Wenn die Dicke größer als 0,7 F ist, wird die Lichtstärke unzureichend oder der hintere Objektivteil muß groß sein, obgleich die Koma ausreichend korrigiert ist. Wenn die Dicke kleiner als 0,4 F ist, ist die Koma nicht genügend korrigiert, und es wird schwierig, ein Objektiv mit großer Öffnung zu erhalten, weil die Bedingung 5 schwer zu erfüllen ist.

Bedingung 5 bestimmt den Krümmungsradius der hinteren Fläche der elften Linse und den Brechungsindex des Glases für diese Linse, um den Komafehler zu korrigieren. Diese Bedingung betrifft vor allem Strahlen, die in das Objektiv unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel fallen. Die Bedingung, dass ntief11 größer als 1,75 ist, ist für die Bestimmung des Krümmungsradius rtief20 hinsichtlich der Balance der chromatischen Aberration in dem hinteren Objektivglied unerlässlich. Wenn ntief11 kleiner als 1,75 ist, wird der Krümmungsradius rtief20 zu klein und dementsprechend verschlechtert sich die Koma. Wenn unter obiger Bedingung rtief20 größer als 1,8 F wird, nimmt auf der anderen Seite die Aberration zu und es wird schwer, die stärkere Aberration zu korrigieren.

Die Bedingung 6 ist unerlässlich zur Korrektion der chromatischen Aberrationen der hinteren Linsengruppe. Wenn der mittlere Wert der Abbeschen Zahl kleiner als 58 ist, muß die Brechkraft der elften Linse erhöht werden oder die Anzahl der Linsen muß größer werden. Wenn die Brechkraft erhöht wird, verschlechtert sich der Komafehler, wie bei der Bedingung 5. Die Anzahl der Linsen soll natürlich so klein als möglich sein.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Objektiv umfasst eine erste und zweite negative Meniskuslinse Ltief1 und Ltief2, die zum Objektiv hin konvex sind, eine positive Linse Ltief3, eine negative Meniskuslinse Ltief4 die wie die Linsen Ltief1 und Ltief2 zum Objekt hin konvex ist, ein verkittetes Triplet, bestehend aus negativen Linsen Ltief5 und Ltief7, die auf die beiden Flächen einer Bikonvexlinse Ltief6 aufgekittet sind, eine negative Meniskuslinse

Ltief8, die zum Objekt hin konvex ist, eine positive Linse Ltief9, eine verhältnismäßig dicke positive Linse Ltief10, eine negative Linse Ltief11 und positive Linsen Ltief12 und Ltief13, die beide zum Bild hin konvex sind. Zwischen den Linsen Ltief8 und Ltief9 ist ein Filter angeordnet; doch ist die Stellung des Filters nicht kritisch.

Die Radien rtief1 bis rtief24 und die Dicken und Abstände dtief1 bis dtief23, sowie die Brechungsindizes ntief1 bis ntief13 und die Abbeschen Zahlen gammatief1 bis gammatief13 für die Linsen Ltief1 sind in nachstehender Tabelle 1 aufgeführt:

F = 100 Ftief1,tief2 = -171,5 Ftief1,tief2,tief3 = -401,4 ftief6 = 82,5

Fig. 2a zeigt die sphärische Abberation und die Abweichung von der Sinusbedingung. Fig. 2b zeigt die chromatische Aberration, Fig. 2c zeigt die Verzeichnung und Fig. 2d zeigt den Astigmatismus des in Fig. 1 dargestellten und in Tabelle 1 des Objektivs.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite erfindungsgemäße Objektiv umfasst: eine erste und zweite negative Meniskuslinse

Ltief1 und Ltief2, die zum Objektiv hin konvex sind, eine Positive Linse Ltief3, eine negative Miniskuslinse Ltief4, die, wie die Linsen Ltief1 und Ltief2, zum Objekt konvex ist, ein verkittetes Triplet, das negative Linsen Ltief5 und Ltief7 umfaßt, die auf den gegenüberliegenden Flächen einer Bikonvexlinse Ltief6 angekittet sind, eine negative Meniskuslinse Ltief8, die zum Objekt konvex ist, eine Positive Linse Ltief9, eine verhältnismäßig dicke positive Linse Ltief10, eine negative Linse Ltief11 und positive Meniskuslinsen Ltief12 und Ltief13, die beide zum Bild hin konvex sind. Zwischen den Linsen Ltief8 und Ltief9 ist ein Filter eingefügt, doch ist die Lage
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Fig. 4a zeigt die sphärische Aberration und die Abweichung von der Sinusbedingung, Fig. 4b zeigt die chromatische Abberation, Fig. 4c zeigt die Verzeichnung und Fig. 4d den
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Claims (2)

1. Überweitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive mit dreizehn Linsen, die in 11 Objektivglieder angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

2. Überweitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive mit dreizehn Linsen, die in 11 Objektivgliedern angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten: