DE2551583B2

DE2551583B2 - Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive

Info

Publication number: DE2551583B2
Application number: DE2551583A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Tokio Takahashi
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1980-10-16
Also published as: JPS5158331A; DE2551583A1; US4018511A; DE2551583C3; JPS5410490B2; GB1485677A

Description

Linse L	K rümmungsrad ius	161.15	Linsendicke oder	= 6.15	Brechungsindex π	1.60738	Abbe'sche
	Γ		Linsenabstand d				Zahl ν
	0 =	72.55		= 19.93
L₁			dx		rt\ =		v, = 56.8
		186.64		= 10.50		1.71300
			d₂
		-402.24		= 0.59
L₂			di		*n-i =*		V₂ = 53.9
	*γα =*	1834.76		= 6.41		1.56873
			d*
		49.51		= 14.12
L₃			ds		Kj =		V₃ = 63.1
	*rf, =*	65.07		= 30.23		1.79952
			de
	ri =	-362.02		= 10.91
L₄			dy		«4 ⁼		v₄ = 42.2
	h =	-69.86		= 7.23		1.80518
			*
	*f<) ⁼*	152.00		= 6.69
L₅			d_v		"5 ⁼		V₅ = 25.4
	Oo =	-235.10		= 11.40		1.73400
			*d\0*
	Oi =	-60.16		= 2.00
Lt			d\\		«ft =		V₆ = 51.5
	02 ⁼	381.07		= 12.45		1.64000
			du
	f 03 =	- 105.28
L₁		du	«7 =	v₇ = 60.2
	04 =

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive aus einer objektseitig konvexen negativen Meniskuslinse, einer bikonvexen Linse, einer objektseitig konvexen negativen Meniskuslinse, einem bikonvexen Linsenglied, einer bikonkaven Linse, einem positiven Linsenglied und einer einzelstehenden positiven Linse.

Ein Weitwinkelobjektiv, welches einen solchen Aufbau aufweist, ist aus der US-PS 36 22 227 bekannt. Dieses Weitwinkelobjektiv hat eine relativ große Baulänge und nur eine relative öffnung von 1 :2,8.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Weitwinkelobjektiv zu schaffen, das eine kleinere Baulänge und eine größere relative öffnung

aufweist als das bekannte Objektiv.

Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Weitwinkelobjektivs mit Konstruktionsdaten gelöst, die den im Kennzeichen des Anspruches aufgeführten Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel bzw. deren Summen innerhalb der in dem Anspruch angegebenen Toleranzbereiche liegen.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv ist kompakt ausgebildet und von geringem Gewicht. Ferner hat es eine gute Leistungsfähigkeit und die Aberrationen sind gut korrigiert.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schnittbild eines erfindungsgemäßen

Objektivs und

F i g. 2 die Aberrationen dieses Objektivs.

In Fig. 1 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektivs gezeigt Es besteht aus einer ersten und einer zweiten Linsengruppe. Die erste Linsengruppe weist eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse, eine bikonvexe linse und eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse auf. Die zweite Linsengruppe besteht aus einer bikonvexen Linse, einer bikonkaven linse, einem positiven Linsenglied und einer einzelstehenden positiven Linse.

Das Objektiv erfüllt die folgenden Bedingungen;

0,85

(4)0,5F<r₇<0,9F

(5) 0

(6) F<r_l0<2F

-C 0,8 F

hintere Schnittweite. Wenn andere Maßnahmen ergriffen werden, um die bildseitige Schnittweite beizubehalten, wird die Korrektionslast der positiven, zweiten linsengruppe größer, was nicht wünschenswert ist, da dies Schwierigkeiten bei dem Versuch einer Miniaturisierung des Objektivs bereitet Wenn F123 kleiner als -t- ist, ist dies für die hintere Schnittweite vorteilhaft,

wobei jedoch eine relativ große Koma gegeben ist Der Wert |Fii3| im angegebenen Bereich dient dazu, den Beitrag zur sphärischen Aberration richtig zu wählen, und ist auch notwendig, um die Zahl der Linsen zu reduzieren (dies steht in Beziehung zur Bedingung (4), die später erläutert ist).

Erläuterung zur Bedingung (3)

Diese Bedingung ist aufgestellt, um die Brennweite des aus den Linsen 1 —4 bestehenden Linsensystems zu bestimmen. Von der Erfüllung dieser Bedingung hängt die Brennweite der fünften linse ab und die Bedingung hat daher auch für die Brennweite der sechsten und

siebten Linse Bedeutung. Wenn Fijj.4 größer als ^j ist,

(7) 0,4 F <d₇+

wobei

Fdie Brennweite des Objektivs,
F\2..j die Brennweite der Linsen 1 bisi,
/7, der Brechungsindex für die d-Linie für die /-te Linse,

v, die Abbo'sche Zahl für die /-te Linse,
dj die Dicke oder der Abstand zwischen der y-ten

und y+1-ten Linsenfläche, und
Tk der Krümmungsradius der £-ten Linsenfläche ist.

Erläuterung der Bedingung (1)

Die Bedingung (1) ist aufgestellt, um die Brennweite bis zur zweiten Linse zu bestimmen, wobei der Zweck im wesentlichen darin besteht, Verzeichnungsfehler zu korrigieren. Es ist selbstverständlich, daß die Bedingung mit Fi verbunden ist, aber Fu muß so bestimmt sein, um eine gute Korektur der chromatischen Aberration

aufrechtzuerhalten. Wenn jedoch F\2 größer alsg-QF ist, wird der Korrekturbeitrag zur Verzeichnung geringer und es ist dann zwecklos, eine positive Linse als zweite Linse zu benutzen. Es ist weiterhin klar, daß, wenn Fi negativ und der Betrag von Fi klein ist, das Korrekturgleichgewicht für Fi₂ verloren geht. Wenn Fu

kleiner als ^y ist, ist dies zwar zweckmäßig für eine

große hintere Schnittweite, jedoch wird die Korrektionslast für die nachfolgenden Linsen relativ groß.

Erläuterung der Bedingung (2)

Die Bedingung (2) ist aufgestellt, um den Betrag der negativen Brennweite bis einschließlich der dritten Linse zu bestimmen. Wenn IF1.2.3I negativ und dem

Betrag nach größer als -^k 'Si, ist dies nachteilig für die

ist es schwierig, die chromatische Aberration nach der fünften Linse zu korrigieren. Daher ist die Brennweite für die fünfte Linse negativ und relativ klein, was zur Folge hat, daß die Korrektionslast der sechsten und siebten Linse größer sein muß. Deshalb neigt man bei der Korrektur der Aberrationen dazu, Linsen mit

jo Gläsern mit hohem Brechungsindex vorzusehen, aber vom Standpunkt der chromatischen Aberration ist es wünschenswert, Linsen mit kleiner Abbe'scher Zahl zu verwenden, weshalb nur tatsächlich vorhandenes Kaliumnitrat in Frage käme, woraus sich Schwierigkeiten der Aberrationskorrektur ergeben. Wenn Fi 23.4

kleiner als -Q^ ist, wird die hintere Schnittweite

wahrscheinlich kleiner, und wenn dies dadurch kompensiert wird, daß der Betrag der Brennweite der fünften Linse kle-ner gemacht wird, wird der Krümmungsradius entgegengesetzter Oberflächen der fünften Linse unvermeidbar gekürzt, wodurch eine allgemeine Koma auftritt. Wenn dies durch den Abstand nach der fünften Linse kompensiert wird, wird die Korrektionslast der sechsten und siebten Linse größer, was nicht wünschenswert ist.

Erläuterung der Bedingung (4)

Diese Bedingung ist aufgestellt, um die Größe der sphärischen Aberration infolge großer relativer Öffnung zu vermindern. Diese Bedingung hängt mit der Auslegung der anderen Größen bzw. mit den anderen Bedingungen zusammen, insbesondere mit ofe und mit Bedingung (2). Daher beeinflußt die Bestimmung des Krümmungsradius erheblich die Größe der Aberration. Dies hängt mit dem großen Einfluß auf die Aberration höherer Ordnung zusammen. Wenn /> kleiner als 0,5 F ist, wird dessen Wirkung auf die Aberration höherer Ordnung zu groß, so daß, selbst wenn eine geeignete Korrektur im Bereich des Zonenstrahls durchgeführt werden sollte, die Randstrahlen eine zu große sphärische Aberration, und zwar eine Unterkorrektur ergeben. Wenn /> größer als 0,9 F ist, ergibt sich eine Überkorrektur.

Erläuterung der Bedingung (5)

Obwohl eng mit den oben beschriebenen Bedingungen (2) und (4) verknüpft, ist diese Bedingung (5) aufgestellt,

um den für die Miniaturisierung günstigen Bereich zu bestimmen und diesen Bereich so auszuwählen, daß die Aberrationen nicht größer werden. Diese Bedingung steht auch in Beziehung zur Dicke der Linsen und deren Abstand, aber es ist klar, daß dt einen geeigneten Wert haben muß, um die hintere Schnittweite aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise werden die Größe bei Veränderung von cfe und die Größe bei Veränderung der Summe von d\ bis ds aufsummiert und die Beleuchtungsstärke in der Bildebene kann in geeigneter Weise aufgrund der Bedingung (5) eingestellt werden. Wenn der Wert von

d_t + di + dz+dt + cfe + ck

kleiner als 0,4 F ist, kann das Ziel einer Miniaturisierung erreicht werden, wobei jedoch wegen einer Zunahme der Beleuchtungsstärke in der Bildebene eine größere Koma für Lichtstrahlen mit geringerer Einfallshöhe auftreten kann, was nicht wünschenswert ist. Wenn der soeben beschriebene Wert größer als 0,8 Fist, kann dies im Hinblick auf eine Aberrationskorrektur vorteilhaft, jedoch dem Ziel einer Miniaturisierung abträglich sein, da der freie Durchmesser der Frontlinse im allgemeinen größer sein muß.

Erläuterung der Bedingung (6)

Diese Bedingung ist aufgestellt, um ein Anwachsen der Koma zu verhindern. Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv ist es vorteilhaft, die fünfte Linse, welche einen 30 kleinen v-Wert aufweist, für die Korrektur der chromatischen Aberration in der letzten Gruppe vorzusehen. Daher ist es notwendig, im Hinblick auf den erforderlichen Brechungsindex eine Linse aus Kalium-Nitrat zu verwenden. Aus diesem Grunde ist die 35 PetzvaI-Summe=0,198

Bedingung (6) notwendig, da sich hier durch den Brechungsindex schon bei kleinen Bildwinkeln Bildfehler ergeben. Wenn r_w kleiner als F ist, erhält man im allgemeinen schon bei relativ kleinen Bildwinkeln äußere Koma, wenn r,o größer als 2Fist, im allgemeinen innere Koma.

Erläuterung der Bedingung (7)

ίο Diese Bedingung steht in enger Beziehung zur Bedingung (6) und ist aufgestellt, um in angemessener Weise den Bildfehlerausgleich zwischen der siebten Oberfläche und der zehnten Oberfläche aufrechtzuerhalten, und dient damit der Miniaturisierung. Wenn der Wert dj + ds + d) größer als 0,8 Fist und wenn die vierte Linse und die fünfte Linse (ho aufweisend) in ausreichendem Umfang ihre Funktion ausüben, um den Aberrationsausgleich aufrechtzuerhalten, müssen sowohl die Linsen in der ersten wie auch der zweiten Gruppe größer sein, was dem Ziel einer Miniaturisierung abträglich ist Wenn der oben genannte Wert kleiner als 0,4 F ist, haben die vierte und fünfte Linse nicht mehr die gewünschte Wirkung, wodurch der Aberrationsausgleich verloren geht Insbesondere im

Falle einer relativen öffnung von etwa 1 :2 macht sich dies bemerkbar.

Im folgenden sind die Konstruktionsdaten eines erfindungsgemäßen Objektivs aufgeführt:

F	= 100
*Fy₂*	= 653,59
F₁₃₃	96,15
F) Jj 4	= 141,84

Linse L Krümmungsradius Linsendicke oder Brechungsindex η Abbe'sche

r Linsenabstand d Zahl ν

L₂

η =	161.15	rf.	= 6.15	n, = 1.60738

r₂ =	72.55	d₂	= 19.93

r_} =	186.64	rf₃	= 10.50	n₂ = 1.71300

r₄ =	-402.24	*d_A*	= 0.59

rs =	1834.76	ds	= 6.41	ff₃ = 1.56873

re =	49.54	de	= 14.12

η =	65.07	U₁	= 30.23	n₄ = 1.79952

*r_g =*	-362.02	*d_t*	= 10.91

r₉ =	-69.86	d.	= 7.23	n_s = 1.80518

no =	152.00	*dirt*	,= 6.69

v, = 56.8

v₂ = 53.9

= 63.1

42 2

V₅ = 25.4

Fortsetzung

Linse L Krümmungsradius Linsendicke oder Brechungsindex η Abbe'schc

r Linsenabstand d Zahl ν

I /-,, = -235.10

L_b I d_u = 11.40 n_h = 1.73400 v„ = 51.5

I m = -60.16

d_n= 2.00

I r_n = 381.07

> d_u = 12.45 H₁ = 1.64000 v₇ = 60.2

■₁₄ = - 105.28

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Te- den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten

leobjektive aus einer objektseitig konvexen negati- 5 insofern entsprechen, ab die Flächenteilkoeffizienven Meniskuslinse, einer bikonvexen Linse, einer objektseitig konvexen negativen Meniskuslinse, einem bikonvexen Linsenglied, einer bikonkaven Linse, einem positiven Linsenglied und einer

einzelstehenden positiven Linse, dadurch ge- ίο stens 1%abweichen: kennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten

ten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig hoch-