DE2537942C3 - Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive - Google Patents
Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter TeleobjektiveInfo
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Description
Fig.3 ein Schnittbild des zweiten erfindungsgemäßen
Objektivs und
Fig.4a bis 4d die Aberrationen des zweiten
erfindungsgemäßen Objektivs.
Zunächst soll der Aufbau des Objektivs gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Das Weitwinkelobjektiv
nach der Erfindung weist zehn Linsen auf, die neun Glieder bilden. Im einzelnen handelt es sich
dabei um folgende Linsen: Eine objektseitig konvexe, positive Meniskuslinse, drei aufeinanderfolgende objektseitig
konvexe Meniskus-Zerstreuungslinsen, eine bikonvexe dicke Linse, eine bikonvexe Linse, deren
Oberfläche mit größerer Krümmung mit einer bikonkaven Linse zu einem negativen Kittglied vereinigt ist,
eine bildseitig konvexe Meniskus-Sammellinse, sowie zwei positive Linsen, deren stärker gekrümmte Flächen
jeweils bildseitig liegen. Zwischen der vierten und der fünften Linse befindet sich bevorzugt ein Filter. Das
Filter wird nicht als Linsenglied gezählt.
Es wurde gefunden, daß für den Korrektionszustand des Objektivs von Vorteil ist, daß dieses die folgenden
sechs Bedingungen erfüllt:
(1) FA 25 < I Fi 2 34 I
< F, Fi 2 34 < 0
(2) F/08 < I F, 2 34 567 I
< F/O5,F,2 34 5.67 < 0
(3) o>5 < 30,V7
< 27
(4) 2.3 F< r13 < 3.0F
(5) 1.3F< (cA + c/io + du + d\2)
< 1.7 F
(6) 0.6 F< (du +du+ d^+d]b+du +div)
< 0.8 F
dabei bedeuten:
F die Brennweite des Objektivs
Fi , die Brennweite der ersten bis /-ten Linse
n, der Brechungsindex für die d-Linie für die /-te
Linse
v, die Abbe'sche Zahl für die /-te Linse di eine Linsendicke bzw. ein Luftabstarrd
Ti der Krümmungsradius der k-ten Linsenfläche
Im folgenden sollen zunächst die verschiedenen, oben
zusammengestellten Bedingungen im einzelnen erläutert werden.
Bedingung (1)
In dieser Bedingung wird der Betrag der Brennweite der ersten Linsengruppe für das Weitwinkelobjektiv
definiert Wenn die Brennweite F1.2.34 negativ und dem
Betrag nach kleiner als F/us ist, so ist dies zwar vorteilhaft, für ein großes Bildfeld, die von den Linsen
erzeugten Aberrationen machen es aber unmöglich, ein lichtstarkes Objektiv zu erhalten. Insbesondere gilt
folgendes: Wenn entweder rt, κ oder r8 größer werden,
so entsteht eine zunehmend größere innere Koma. Wenn die Brennweite größer als Fist, so hat dies zwar in
bezug auf die Abrrationen bestimmte Vorteile, für die zweite Linsengruppe des Objektivs ist dann jedoch die
Korrektionslast hoch und diese Linsengruppe muß dann optimal ausgestaltet werden, damit die bildseitige
Schnittweite so groß wie erwünscht ist: als Ergebnis hiervon werden jedoch die Aberrationen größer.
Weiterhin ist es schwierig, ein großes Bndfeld zu erhalten, ohne die Abmessungen des Objektivs zu
vergrößern.
Bedingung (2)
Durch diese Bedingung soll zusammen mit der Bedingung (1) ein geeigneter Brennweitenbereich
definiert werden. Um im Bereich großer Bildwinkel eine bessere chromatische Aberration beizubehalten, ist es
selbstverständlich notwendig, eine Sammellinse als fünfte Linse einzuführen; um die dadurch bedingte
Koma und den dadurch bedingten Astigmatismus zu korrigieren, ist das aus der sechsten und siebten Linse
gebildete Kittglied erforderlich. Wenn die Brennweite Fuj.4j.67 negativ und dem Betrag nach kleiner als F/0,8
ist, nimmt die Petzval-Summe ab; es ist jedoch schwierig, im Bereich großer Bildfeldwinkel die äußere
Koma zu korrigieren, die an der dreizehnten Linsenoberfläche entsteht. Wenn die Brennweite dem Betrag
nach größer als F/0,5 ist, so muß die fünfte Sammellinse dicker gemacht werden, um die gewünschte Petzval-Summe
beizubehalten; weiterhin ist es notwendig, eine adäquate Korrektur der chromatischen Aberration
11J durchzuführen, so daß die neunte und zehnte Oberfläche
noch stärker belastet werden müssen, also optimal und mit hoher Präzision ausgelegt werden müssen; außerdem
entsteht sphärische Aberration oder andere, nachteilige Effekte, und auch die rückwärtige Schnitt-
2» weite wird ungünstig beeinflußt.
Bedingung (3)
Diese Bedingung betrifft in erster Linie die Korrektur des rarbvergrößerungsfehlers. Wenn die Abbe'sche
Zahl jeder Linse größer ist als üblich, sollte die Abbe'sche Zahl der fünften und siebten Linse innerhalb
des Bereichs dieser Bedingung erhöht werden, um den Farbvergrößerungsfehler zu korrigieren, während die
Bedingung (2) erfüllt wird. Wird dies nicht eingehalten,
3d so reicht die Korrektur in der fünften Linse nicht aus, während die Korrektur in der siebten Linse zu stark
wird; dies ist bei der Ausbildung eines Objektivs mit großer öffnung nachteilig.
Bedingung (4)
Diese Bedingung ist für ein Objektiv erforderlich, das ein großes Bildfeld haben soll; dabei ist die bildseitige
Schnittweite so groß wie erwünscht, und die Koma wird ausgeglichen. Wenn der Krümmungsradius ru kleiner
als 2,3 Fist, so hat dies zwar Vorteile für die bildseitige Schnittweite, es ist jedoch schwierig, einen Ausgleich für
die äußere Koma zu schaffen, die dort im Bereich mittlerer Einfallswinkel erzeugt wird. Wenn λ 3 größer
als 3,0 F ist, so kann die innere Koma, die bis zu der
4") zehnten Oberfläche erzeugt wird, nicht korrigiert
werden; ein entsprechendes Objektiv wäre für die Korrektur der Koma über ein großes Bildfeld nicht
geeignet.
Bedingung(5)
Diese Bedingung betrifft die Beleuchtungsstärke, die bildseitigen Schnittweiten und die Aberrationen außerhalb
der Achse. Wenn der Abstand (dt + d\0+du+ du)
mehr als 1,7 Fbeträgt, so ist dies zwar vorteilhaft für die bildseitige Schnittweite; dies führt jedoch zu geringeren
Beleuchtungsstärken in der Bildebene. Wenn umgekehrt dieser Abstand kleiner als 1,3 F wird, so wird eine
Korrektur der Koma für kleine Einfallswinkel der Strahlen schwierig, dabei werden jedoch die anderen
ω Teile des Objektivs bezüglich der Korrektionen
belastet, so daß eine adäquate Korrektur der Aberrationen schwierig wird. Zur Lösung dieses Problems könnte
auch ein weiteres Verfahren angewandt werden, bei dem der Krümmungsradius A3 erhöht wird, um den
Strahl mit dem kleineren Einfallswinkel zu korrigieren; es ist jedoch schwierig, die Koma am Bildfeldrand zu
korrigieren; dieser Bereich stellt jedoch bei einer großen Öffnung in der Praxis keine kritische Größe dar.
Bedingung (6)
Diese Bedingung bezieht sich auf die Größe des
Objektivs und die Verzeichnung. Wenn der Abstand
(d\3 + d]4 + d\5 + d\s + dn + d\g) kleiner als 0,6 F ist, so
kann dadurch die Baulänge des Objektivs kleiner
gemacht werden, was an sich vorteilhaft ist; andererseits
muß jedoch die Dicke der achten, neunten Und zehnten
Linse geringer gemacht werden, was zu Schwierigkeiten
bei der Herstellung aufgrund der geringeren Dicke
Objektivs und die Verzeichnung. Wenn der Abstand
(d\3 + d]4 + d\5 + d\s + dn + d\g) kleiner als 0,6 F ist, so
kann dadurch die Baulänge des Objektivs kleiner
gemacht werden, was an sich vorteilhaft ist; andererseits
muß jedoch die Dicke der achten, neunten Und zehnten
Linse geringer gemacht werden, was zu Schwierigkeiten
bei der Herstellung aufgrund der geringeren Dicke
dieser Linsen führt. Wenn der Abstand größer als 0,8 F ist, so nimmt das Volumen des Objektivs zu; wenn
versucht wird, bei größeren Einfallswinkeln größere Lichtstärken zu erzielen, erhält man eine stärker
negative Verzeichnung.
Die erfindungsgemäßen Objektive mit dem vorhergehend beschriebenen Aufbau sollen nun im einzelnen
beschrieben werden.
Das erste Objektiv ist in F i g. 1 dargestellt und hat die lu folgenden Konstruktiondaten:
F= 100, ÖITnungsverhältnis I : 2, Bildfeld 2 ω = 94,6°
fi .3..V-I = -87,674
F\-> \i 5,, 7 = -136.712
bildseitige Schnitlweitc = 193,146 Σ,, = 0,075
Linse
Lx
L1,
L-
Ls
Ln
Krümmungsradius
Dicke der Linse oder Absland Brechungsindex
/■
'Ί =
'j =
*-
339.720
952.881
218.581
952.881
218.581
93.059
162.580
162.580
76.282
213.538
213.538
97.733
/·., = 202.478
/·,„ = -272.635
/·,, = 857.551
/·,, = -126.036
r,; = 276.629
/•,4 = -766.797
/„ = -124.736
/·,„ = -272.635
/·,, = 857.551
/·,, = -126.036
r,; = 276.629
/•,4 = -766.797
/„ = -124.736
r„. 5 992.735
rr = -233.291
r,s = 5117.276
r,„ = -384.364
rf, = 49-41
rf, = 0.49
rf·. = 9.95
dt = 32.61
rf, = 8.74
rf,, =24.31
(l· = 8.74
rfs = 26.69 (Dicke des Filters = 7,28)
rf,, =81.34 rf,,, = 28.77 rf,, =33.97 rf,, = 4.85 rf, j = 14.56
j — i"7<n
«,J — ι i.-v*.
rf,5 = 0.49
rf,(, = 17.96
rfp = 0.49
rf,* = 13-54
/ι, = 1.64000
/ι, = 1.74320
n, = 1.51821
IU = 1.74320
n, = 1.78470
■«„ = 1.64000
/;7 = 1.84666
7!S - !.51823
η,, = 1.74320 j?,,, = 1.69680
Abbe'sche Zahl
ν, = 60.2
ν·, = 49.4
ν., = 65.0
49.4
V5 = 26.2
ν, =60.2 v7 =23.9
vs =65.0
V4 =49.4 ν,,, = 55.5
F ig. 2a zeigt die sphärische Aberration und die b5 Astigmatismus des in Fig. 1 gezeigten und in Tabelle I
Abweichung von der Sinusbedingung, Fig. 2b die definierten Weitwinkelobjektivs.
sphärische Aberration und die chromatische Aberra- Das zweite erfindungsgemäße Objektiv ist in Fig.3
tion, F ig. 2c die Verzeichnung und Fig. 2d den dargestellt und hat die folgenden Konstruktionsdaten:
ίο
F = 100, Örihungsverhältnis 1 :2, Bildfeld 2 ω = 100,8°
/Ί2.Μ = -87,443
/Ί2.Μ = -87,443
^1 2.3.4.5.6.7 = -168.492
bildseitige Schnittweite = 198,906 Σ,, = 0,078
Linse | Krümmungsradius | 365.854 | Dicke der Linse | = 46.49 | 1,11) | Brechungsindex | 1.48749 | Abbe'schc | 70.1 |
oder Absland | Zahl | ||||||||
L | '· | 1 140.959 | (I | = 1.08 | = 82.50 | η | V | ||
f O - | |||||||||
L\ | 174.465 | d\ | = 9.73 | = 25.24 | «ι = | 1.83400 | V| = | 37.2 | |
1 '2 = | |||||||||
94.271 | d2 | = 36.93 | = 39.79 | ||||||
ί '■' = | |||||||||
L2 | 186.957 | ds | = 8.65 | = 6.49 | «2 = | 1.61800 | V2 = | 63.4 | |
1 '·< - | |||||||||
91.877 | du | = 36.07 | = 10.96 | ||||||
j fs = | |||||||||
L3 | 236.259 | df | = 8.65 | = 18.71 | lh = | 1.61800 | \h = | 63.4 | |
I 'Vi = | |||||||||
91.949 | d<, | = 45.74 | = 0.54 | ||||||
Γ - — | (Dicke des Filters | ||||||||
L4 | ch | = 8 | = 15.78 | /J4 = | V4 = | ||||
_ | |||||||||
219.886 | dt, | = 1.08 | 1.80518 | 25.4 | |||||
-253.545 | dm | = 16.44 | |||||||
ί Λ, = | |||||||||
L5 | 578.573 | du | "5 = | 1.64000 | V5 = | 60.2 | |||
I Ou = | |||||||||
-108.865 | dn | 1.84666 | 23.9 | ||||||
f 0,= | |||||||||
L(, | J | 252.722 | cln | "6 = | Vr, = | ||||
J _ | |||||||||
L1 | -479.719 | t/14 | «7 = | 1.48749 | V7 = | 70.1 | |||
I 03 = | |||||||||
-123.940 | dis | ||||||||
ί 04 = | |||||||||
Lg | -4178.124 | du, | "K = | v« = | |||||
I Os — | 1.57135 | 52.9 | |||||||
-206.188 | dn | ||||||||
ί
O 6 — |
|||||||||
L9 | 540.043 | dm | 1.53172 | 48.9 | |||||
ί 07 = | /J9 = | V9 = | |||||||
-468.648 | |||||||||
ί Os = | |||||||||
Lio | «10 = | Viii = | |||||||
09 = | |||||||||
fig.4a zeigt oie spärische Aberration und die tion, Fig.4c die Verzeichnung und Fig.4d den
Abweichung von der Sinusbedingung, F i g. 4b die Astigmatismus des in F i g. 3 gezeigten und in Tabelle I
sphärische Aberration und die chromatische Aberra- 55 definierten Weitwinkelobjektivs.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit einer objektseitig konvexen
positiven Meniskuslinse, drei objektseitig konvexen negativen Meniskuslinsen, einem positiven Linsenglied,
einem negativen Kittglied und mehreren positiven einzelstehenden Linsen, dadurch gekennzeichnet,
daß seinen Konstruktionsdaten ι ο den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten
insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeifizienten
um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden
Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1% abweichen:
Linse
L
L
Ai
Krümmungsradius
Dicke der Linse oder Abstand Brechungsindex
0
ri
ri
's
n,
r»
339.720 952.881 218.581
93.059 162.580
76.282 213.538
97.733
/•9 = 202.478 /ϊο = -272.635
/■„ = 857.551 /i2 = -126.036
/-,3 = 276.629 O4 = -766.797 r,s = -124.736
O6= 5 992.735 O7 = -233.291 Os= 5117.276
= -384.364
rf, =49.41
d2 = 0.49
di = 9.95
rf4 = 32.61
d5 = 8.74
rf„ =24.31
rf7 = 8.74
rf? = 26.69 (Dicke des Filters = 7,28)
rf, = 81.34
A — OÖ ί/10 — /.ο. / /
rf, ι =33.97 rf,2 = 4.85 rf, 3 = 14.56 rfi4 = 17.62
rf, s = 0.49 d]b = 17.96
rf, 7 = 0.49 ■rf,« = 13.54
n, = 1.64000
«2 = 1.74320
n3 = 1.51821
H4 = 1.74320
H5 = 1.78470
/I6 = 1.64000
n7 = 1.84666
n8 = 1.51821
ng = 1.74320
/i,o = 1.69680
Abbe'sche Zahl
ν, = 60.2
V2 =49.4
V3 = 65.0
V4 =49.4
V5 = 26.2
V6 = 60.2
v7 = 23.9
V8 = 65.0
V9 =49.4
V10 = 55.5
mit L,- der /-ten Linse, dt der Mittendicke bzw. dem
Luftabstand der /-ten Linse, n-, dem Brechungsindex und v/der Abbe'schen Zahl der /-ten Linse.
2. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit einer objektseitig konvexen
positiven Meniskuslinse, drei objektseitig konvexen negativen Meniskuslinsen, einem positiven Linsenglied,
einem negativen Kittglied und mehreren positiven einzelstehenden Linsen, dadurch gekennzeichnet,
daß seinen Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdatert insofern
entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeffizienten
um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen
um größenordnungsmäßig höchstens 1% abweichen:
mit Lj der /-ten Linse, d, der Mittendicke bzw.
der Abbe'schen Zahl der /-ten Linse.
der Abbe'schen Zahl der /-ten Linse.
dem Luftabstand der /-ten Linse, n-, dem Brechungsindex und v,·
Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit einer objektseitig
konvexen positiven Meniskuslinse, drei objektseitig konvexen negativen Meniskuslinsen, einem positiven
Linsenglied, einem negativem Kittglied und mehreren positiven einzelstehenden Linsen.
Ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive, das einen solchen Aufbau aufweist, ist aus
der DE-OS 23 15 744 bekannt. Seine relative öffnung beträgt 1:2 und es hat ein Bildfeld von 2x42°. Ferner
weist es eine geringe Baulänge auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Weitwinkelobjektiv der genannten Art zu
schaffen, das bei gleich großer relativer öffnung ein größeres Bildfeld aufweist als das bekannte Objektiv.
Diese Ausgabe wird durch Ausbildung des Weitwinkelobjektivs mit Konstruktionsdaten gelöst, die den im
Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. den im Kennzeichen des Anspruches 2 aufgeführten Konstruktionsdaten
insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel bzw. deren Summen innerhalb der in
dem jeweiligen Anspruch angegebenen Toleranzbereiche liegen.
Die erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektive haben ein Bildfeld von 2x47,1° bzw. von 2x50,4° und ihre
Aberrationen sind insgesamt gut korrigiert.
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F: g. 1 ein Schnittbild des ersten erfindungsgemäßen
Objektivs,
Fig.2a bis 2d die Aberrationen des ersten erfindungsgemäßen
Objektivs,
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2537942B2 DE2537942B2 (de) | 1980-10-23 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS5126534A (de) |
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GB (1) | GB1479548A (de) |
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-
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- 1975-08-29 US US05/608,948 patent/US4013350A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JPS532773B2 (de) | 1978-01-31 |
DE2537942B2 (de) | 1980-10-23 |
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JPS5126534A (en) | 1976-03-04 |
GB1479548A (en) | 1977-07-13 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |