DE2551583C3

DE2551583C3 - Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive

Info

Publication number: DE2551583C3
Application number: DE2551583A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Tokyo Takahashi
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2551583A1; DE2551583B2; JPS5158331A; US4018511A; GB1485677A; JPS5410490B2

Description

Linse L	Krümmungsradius	161.15	Linsendicke oder	6.15	Brechungsindex π	Abbe'sche
	r		Linsenabstand d			Zahl ν
	Γ\ =	72.55		19.93
L₁			d_x =		/ι, = 1.60738	v, = 56.8
	ri ⁼	186.64		10.50
			*d₂ =*
	O =	-402.24		0.59
L₁			dy =		n₂ = 1.71300	v_: = 53.9
	*4 =	1834.76		6.41
			*d_A =*
	*/5 ⁼⁼**	49.51		14.12
Ls			d₅ =		n_} = 1.56873	v, = 63.1
	rt, =	65.07		30.23
			*d„ -*
	η =	- 362.02		10.91
*L_x*			*di -*		/I₄= 1.79952	v₄ = 42.2
	*r =**	- 69.86		7.23
			d% =
	*r>, =*	152.00		6.69
Ls			d., =		/I₅ = 1.80518	v, = 25.4
	*r\n =*	-235.10		11.40
			*d\u -*
	*r\\ =*	-60.16		2.00
			d\\ =		W₆= 1.73400	v„ = 5l.5
	T\l =	381.07		12.45
			du ⁼
	*r\i =*	- 105.28
L₁		*dn =*	/77 = 1.64000	v₇ = 60.2
	*Π4 =*

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 Balilänge und nur eine relative öffnung von 1 : 2,8.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Weitwinkelobjektiv /u schaffen, das eine kleinere Baulänge und eint- grnflerr relative öffnung y, 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 Flächenteilkocfbo fizienten nach Seidel bzw. deren Summen innerhalb der in dem Anspruch angegebenen Tölefähzbcfeiche liegen. Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv ist kompakt ausgebildet und von geringern Gewicht. Ferner hat es eine gute Leistungsfähigkeit und die Aberrationen h-i sind gut korrigiert.

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

F i g. 1 das .Schnittbild eines erfindungsgemiißen

Dbjektivsund

Fi g. 2 die Aberrationen dieses Objektivs.

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

Das Objektiv erfüllt die folgenden Bedingungen:

F F

⁽³⁾ 085" ^< '-^2J ^{Λ <} 05

(4) 0,5F<r₇<0,9F

(5) 0,4F <d_l+d₂ + d_i + c

(6) F<r_lo<2F

(7) 0,4F <J₇ + i/₈ + dg <0,8F

wobei

Fdie Brennweite des Objektivs,
Fu..., die Brennweite der Linsen 1 bis λ
η, der Brechungsindex für die t/Linie für die Ate Linse,

Vi die Abbe'sche Zahl für die /-te Linse,
dj die Dicke oder der Abstand zwischen der /ten

undy+ 1-ten Linsenfläche, und
r* der Krümmungsradius der it-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 Fu größer als =-g* 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 F_t2 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 |Fi>j| negativ und dem

Betrag nach größer als ^q ist, ist dies nachteilig für die hintere .Schnittweite. Wenn undere Maßnahmen ergriffen werden, um die bildseitige Schnittweite beizubehalten, wird die Korrektionslast der positiven, /weiten Liniengruppe größer, was nicht wünschenswert ist. d;t dies Schwierigkeiten bei dem Versuch einer Miniaturisierung des Objektivs bereitet. Wenn F, jj kleiner als

_s ist. ist dies für die hintere Schnittweite vorteilhaft.

wobei jedoch eine relativ große Koma gegeben ist. Der in Wert |Fi_m| 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

Ji; die Brennweite der fünften Linse ab pnd die Bedingung hat daher auch für die Brennweite uer sechsten und

siebten Linse Bedeutung. Wenn FiJLi₄ größer als ^- ist.

ist es schwierig, die chromatische Aberration nac^¹ aer

j-, fünften Linse zu korrigieren. Daher ist die Brennweite für die iiinfte Linse negativ und relativ klein, was zui Folge hat, daß die Korrektionslast der sechsten und siebten Linse größer sein muß. Deshalb neigt man bei der Korrektur der Aberrationen dazu. Linsen mit

hi 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 Schwierigkei-

r, ten der Aberrationskorrektur ergeben. Wenn Fm*

kleiner als g^j ist, wird die hintere Schnittweite

wahrscheinlich kleiner, und wenn dies dadurch kompensiert wird, daß der Betrag der Brennweite der fünften

w Linse kleiner 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 Korrekticnslast der

4-, sechsten und siebten Linse größer, was nicht wünschenswert ist.

Erläuterung der Bedingung (4)

Diese Bedingung ist aufgestellt, um die Größe der vi 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 <4 und mit Badihguiig (2). Daher beeinflußt die Bestimmung des ι, Krümmungsradius erheblich die Größe der Aberraiion. Dies hängt mit dem großen Einfluß auf die Aberration höherer Ordnung zusammen. Wenn η kleiner als 0,5 F ist, wird dessen Wirkung auf die Aberration höherer Ordnung zu groß, so daß, selbst wenn eine geeignete M) Korrektur im Bereich des Zonenstrahls durchgeführt werden soilte. die Randstrahlen eine zu große sphärische Aberration, und zwar eine IJpterkorrektur ergeben. Wenn ri größer als 0.9 F ist, ergibt sich eine Überkorrektur.

Frläuterbngdei Bedingung (5)

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

um den für die Miniaturisierung günstigen Herach zu bestimmen und diesen Bereich so auszuwählen, chill die Aberrationen nicht größer werden. Diese Bedingung steht auch in Beziehung zur Dicke der Linsen und deren Abstand, aber es ist klar, daß </„ einen geeigneten Wert haben muß. um die hintere .Schnittweite aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise werden die Cirolle bei Veränderung von ώ und die (irößc bei Veränderung der Summe von (/: bis d\ aufsummiert und die Beleuchtungsstärke in d.-r Bildebene kann in geeigneter Weise aufgrund der Bedingung (5) eingestellt werden. Wenn eier Wort \ on

kleiner als 0.4 A ist. kann das Ziel einer Mim.itui Merung erreicht werden, wobei ledoch wegen einer Zunahme tie: Beleuchtungsstärke in der Bildebene eine größere Koma für Lichtstrahlen mit geringerer Linfallsholie

soeben beschriebene Wert großer als 0.X /ist. k.inn dies im Hinblick auf eine Aberrationskorrekitir vorteilhaft, jedoch dem Ziel einer Miniaturisieriing abträglich sein, da der freie Durchmesser der l'rontlinse im allgemeinen großer sein muß.

Erläuterung der Bedingung (h)

Diese Bedingung isl aufgestellt, um ein Anwachsen der Koma zu verhindern. Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv ist es vorteilhaft, die fünfte Linse, welche einen kleinen r-Wcrt 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 Bedingung (6) notwendig, da sich hier durch den Brechungsindex schon bei kleinen Bildwinkeln Bildfehler ergeben. Wenn r, kleiner .ils /' ist. irhäll man im allgemeinen schon bei relativ kleinen Bildwinkeln äußere Koma, w enn /·.„ großer als 2 A'ist. im allgemeinen innere Koma.

Erläuterung der Bedingung (7)

Diese Bedingung steht in enger Beziehung zur Bedingung (6) und ist aufgestellt, um in angemessener Weise den Bildfehlerausgleich zwischen der sichten Oberfläche und der zehnten Oberfläche aufrechtzuer halten, und dient damit der Miniaturisieriing. Wenn der Wc¹", d: + ώ + (/> gröller als 0.8 /ist und wenn die vierte Linse und die fünfte Linse (n„ aufweisend) in ausreichendem Umfang ihre l'unklion ausüben, um den ■\berralionsausgleich aufrechtzuerhalten, müssen so-

Gruppe gröller sein, was dem Ziel einer Miniaturisieriing abträglich ist. Wenn der oben genannte Wert kleiner als 0.4 A" ist. haben die vierte und fünfte Linse nicht mehr die gewünschte Wirkung, wodurch der Abcrrationsausglcich verloren geht. Insbesondere im lalle einer relativen Öffnung von etwa I : 2 macht sieh dies bemerkbar.

Im folgenden sind die Konstruktionsdalen eines erfind'^-igsgemäßen Objektivs aufgeführt:

/'
/■■ -

= 100

= -46.15
= 141.84

: Pctz\al-Suiiime = 0.1

I ins- /

ιμ-Γ.κΙιιι-	I ιη	-lmiuVke cule-r	Ure	eliiiniisinilcv /;	\hhc	•'sehe
	I .η	-■-Ml.lh-t.Mlll ,/			/ahl
161.15	,/	6.15	η	1.60738	V;	56.8

	ti	19.93
	ll	1(1.5(1	n-	1 71300	Y-	53.9
402.24
	ll:	0.59
	ti.	- 6.41	η.	= 1.56873	>'. =	63.1
49.54
	ti,	14.12
65.0"
	ll·	30.23	η.	1.79952	V₁ --	42.2
362.02
		10.91
		- ->■;	η.	1.80518	I". ~	25.4

152.(X)

(/■.. 66¹)

lorlsct/UMj!

Linse /. Krümmungsradius

'Ii

-235.10 -60.16

3Kl.07 - 105 2K

l.msemlicke oder Brechungsindex η l.insenahsland <l

<l„ ■■= 11.40 n„ 1.7.1400

dr. - 2.00

■/,·. 12.45 ih 1.64(K)O

Abhe'scliL· Zahl v

v- 60.2

I Hl:ill /.

Claims

Patentanspruch:

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, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten 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: