DE2614371B2

DE2614371B2 - Weitwinkelobjektiv

Info

Publication number: DE2614371B2
Application number: DE2614371A
Authority: DE
Inventors: Sugiyama Tokio Takahiro
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1978-07-20
Also published as: JPS6142245B2; JPS51122435A; DE2614371C3; GB1477448A; US4095873A; DE2614371A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist.

Ein anderes Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive ist aus der DT-OS 23 03 852 bekannt. Die relative Öffnung dieses bekannten Objektivs beträgt 1:2,0, der Bildfeldwinkel beträgt 76°.

Aus der DT-OS 24 13 472 ist ein anderes Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive bekannt. Die relative Öffnung beträgt bei diesem bekannten Objektiv 1:3,5. Der Bildfeldwinkel hat einen Wert von 101°.

Nachteilig bei dem ersten bekannten Objektiv ist, dass der Bildfeldwinkel nur 76° beträgt. Bei dem zweiten bekannten Objektiv besteht ein Nachteil darin, dass die verschiedenen Aberrationen nicht gut korrigiert sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gut korrigiertes Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit großer bildseitiger Schnittweite zu schaffen, welches eine größere relative Öffnung und ein größeres Bildfeld aufweist als die aus den obengenannten Druckschriften bekannten Objektive. Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Weitwinkelobjektivs mit den Konstruktionsdaten gemäß einer der in den Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 7 aufgeführten Datentabellen gelöst.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild des ersten erfindungsgemäßen Objektivs,

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

Fig. 3 ein Schnittbild des zweiten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 4a bis 4d Aberrationskurven des zweiten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 5 ein Schnittbild des dritten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 6a bis 6d Aberrationskurven des dritten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 7 ein Schnittbild des vierten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 8a bis 8d Aberrationskurven des vierten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 9 ein Schnittbild des fünften erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 10a bis 10d Aberrationskurven des fünften erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 11 ein Schnittbild des sechsten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 12a bis 12d Aberrationskurven des sechsten erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 13 ein Schnittbild des siebten erfindungsgemäßen Objektivs und

Fig. 14a bis 14d Aberrationskurven des siebten erfindungsgemäßen Objektivs.

Die sieben erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektive sind in den Fig. 1, 3, 5, 7, 9, 11 und 13 dargestellt. Wie sich diesen Figuren entnehmen lässt, umfassen die erfindungsgemäßen Objektive fünf mit A bis E bezeichnete Linsengruppen. Die Linsengruppe A weist eines Sammellinse 10 auf. Die Linsengruppe B ist aus Meniskusstreulinsen 20 mit objektseitig konvexen Linsenflächen. Die Linsengruppen 20 kann aus zwei Meniskusstreulinsen 21 und 22 bestehen, wie in der Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Andererseits kann sie auch aus drei Meniskusstreulinsen 21, 22 und 23 bestehen, wie dies in den Fig. 5, 7, 9, 11 und 13 gezeigt ist. Die Linsengruppe C ist ein positives Linsenglied 30 das entweder aus einer einzigen Sammellinse 31 besteht, wie es in den Fig. 9, 11 und 13 dargestellt ist oder aus verkitteter Sammellinse und Streulinse 31 und 32, wie dies in Fig. 1, 3, 5 und 7 gezeigt ist. Die Linsengruppe D hat eine positive Brennweite und umfasst eine Sammellinse und eine Streulinse 41 bzw. 42 auf, die mit einem Luftabstand zueinander angeordnet sind. Die Linsengruppe E hat eine positive Brennweite und besteht entweder aus zwei Einzellinsen 51 und 52, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist, einer Einzellinse 53 und einer Sammellinse, die aus miteinander verkitteter Sammellinse und Streulinse 51 und 52 besteht, wie es in den Fig. 1, 3, 5 und 11 gezeigt ist, oder aus einer Einzellinse 51 und einer Sammellinse, die aus miteinander verkitteter Sammellinse und Streulinse 52 bzw. 53 besteht, wie es in den Fig. 7 und 9 dargestellt ist. Zwischen der Linsengruppe B und der Linsengruppe C ist ein Filter 60 und zwischen der Linsengruppe C und der Linsengruppe D eine Blende 70 angeordnet.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv erfüllt die folgenden vier Bedingungen, die im folgenden noch näher beschrieben werden:

r[tief]A, r[tief]B > 55,

(I)

(II)

(III)

F < d[tief]C,D < 2 F.

(IV)

Hierin bedeuten:

F = die Brennweite des Objektivs,

F[tief]A,B,

bzw.

F[tief]A,B,C,D = die Brennweite bis zur Gruppe B bzw. D,

r[tief]j = der Krümmungsradius der Linsenfläche der j-ten Linsen,

d[tief]j = die Dicke oder der Luftabstand zwischen den Linsen j und j + 1,

N[tief]k = der Brechungsindex, der Linse k,

r[tief]k = Abbesche Zahl für die Linse k,

r[tief]A = die Abbesche Zahl der Sammellinse in der Gruppe A,

r[tief]B = die mittlere Abbesche Zahl der Streulinsen in der Gruppe B und

d[tief]C,D = der Abstand zwischen der ersten Linsenfläche der Gruppe C und der letzten Linsenfläche der Gruppe D.

Durch die Bedingung (I) soll die Differenz des Farbenvergrößerungsfehlers zwischen Bildfeldrand und Bildfeldmitte verringert werden. Wenn der Bildfeldwinkel mehr als 95° beträgt, ist der Farbenvergrößerungsfehler am Bildfeldrand größer als in der Bildfeldmitte. Im einzelnen besteht die Gefahr, dass chromatische Aberrationen in den Linsengruppen A und B auftreten können, bei denen große Einfallswinkel vorliegen. Wenn r[tief]A und r[tief]B kleiner als 55 sind, tritt eine übermäße chromatische Aberration auf, die durch ein relativ starkes positives System hinter der Linsengruppe C ausgeglichen werden müsste. Aus diesem Grund ist die Bedingung (I) sehr zweckmäßig.

Durch die Bedingung (II) soll die erforderliche bildseitige Schnittweite erreicht werden, um das Objektiv an einer Kamera anbringen zu können. Wenn |F[tief]A,B| größer als F/0,7 ist, müsste der Abstand oder die Dicke der positiven Systeme hinter der Linsengruppe B erhöht werden, um die notwendige bildseitige Schnittweite zu erhalten. Damit sich die gleiche Beleuchtungsstärke am Bildfeldrand wie in der Bildfeldmitte ergibt, könnte es weiterhin erforderlich sein, das Objektiv so auszulegen, dass die Linsengruppen A, B und E einen größeren Durchmesser haben. Dadurch nimmt jedoch die Größe des Objektivs insgesamt zu, was unter dem Gesichtspunkt der angestrebten Miniaturisierung nicht zweckmäßig ist. Wenn andererseits |F[tief]A,B| kleiner als F/1,2 ist, lässt sich die angestrebte bildseitige Schnittweite leicht mit einem kleinen und kompakten Objektiv erreichen. Dies würde jedoch zu einer Verkürzung der Brennweite des positiven Systems hinter der Linsengruppe B und zu einer Verringerung der Petzval-Summe führen, so daß sich eine unerwünschte Vergrößerung der sphärischen Aberration und der Koma ergibt.

Die Bedingung (III) ist wesentlich, um die Koma in befriedigender Weise zu korrigieren und gleichzeitig die gewünschte bildseitige Schnittweite zu erhalten. Wenn |F[tief]A,B,C,D| größer als F/0,2 ist, wäre es notwendig die Linsendicke der Linsengruppe C oder den Luftabstand zwischen den Gliedern C und D zu vergrößern, um die erforderliche bildseitige Schnittweite zu erhalten. Dies würde jedoch zu einem Objektiv führen, welches andererseits nur eine geringere Lichtstärke aufweist. Wenn ein Versuch unternommen wird, die gleiche Lichtstärke zu erhalten, müsste der Durchmesser der Linsen der Linsengruppen A, B und E erhöht werden. Dies führt jedoch zu einem größeren Objektiv, was unter dem Gesichtspunkt der angestrebten Miniaturisierung nicht zweckmäßig ist. Wenn andererseits |F[tief]A,B,C,D| kleiner als F/0,8 ist, würde sich die gewünschte bildseitige Schnittweite leicht erreichen lassen. Dies würde jedoch zu einer Verkürzung der Brennweite der Sammellinse der Linsengruppe E und zu einer Verringerung des Krümmungsradius unter den angestrebten Wert führen, so dass die Koma in nachteiliger Weise vergrößert wird.

Die Bedingung (IV) ist wesentlich für die Aufrechterhaltung des Aberrationsausgleichs, insbesondere des Ausgleichs der Koma. Wenn d[tief]C,D kleiner als F ist, wobei angenommen wird, dass die Brennweite der Linsengruppen C und D konstant ist, muß die Brechkraft der Linsengruppen C und D weiter verringert und die Wirkung auf die Koma-Aberration weiter verstärkt werden, um die Koma-Aberration zu korrigieren. Dies führt jedoch zu einer Vergrößerung der sphärischen Aberration. Wenn andererseits d[tief]C,D größer als 2F ist, werden die Schnitthöhen der auf die Linsengruppen C und D einfallenden Strahlen größer. Infolgedessen wird, wenn der Ausgleich der Koma-Aberration beibehalten werden soll, die Gesamtlänge des Objektivs größer. Wenn versucht wird, die gleiche Lichtstärke zu erhalten, müssen gleichzeitig die Linsen der Linsengruppen A, B und E einen größeren Durchmesser haben.

Die erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektive zeichnen sich durch eine relative Öffnung von 1 : 1,4 und einem großen Bildfeldwinkel von 95° aus. Trotz der äußerst großen Lichtstärke der erfindungsgemäßen Objektive wird eine ausreichende bildseitige Schnittweite erhalten und die verschiedenen Aberrationen sind gut korrigiert, obgleich die erfindungsgemäßen

Weitwinkelobjektive einen relativ kompakten und kleinen Aufbau haben.

Die Konstruktionsdaten der erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektive 1 bis 7 werden in den folgenden Tabellen angegeben. Sie beziehen sich auf eine Brennweite von F = 100.

Erstes erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1 : 1,4 Bildfeldwinkel 94,5°

Bildseitige Schnittweite = 179,000

F[tief]A,B = -116,836

F[tief]A,B,C,D = -237,079

d[tief]C,D = 150,732

Petzval-Summe = 0,090

Drittes erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1 : 1,4 Bildfeldwinkel 95°

Bildseitige Schnittweite = 181,155

F[tief]A,B = -108,554

F[tief]A,B,C,D = -232,072

d[tief]C,D = 165,728

Petzval-Summe = 0,102

Fünftes erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1 : 1,4 Bildfeldwinkel 94,5°

Bildseitige Schnittweite = 178,806

F[tief]A,B = -106,564

F[tief]A,B,C,D = -223,914

d[tief]C,D = 166,458

Petzval-Summe = 0,084

Siebtes erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1 : 1,4 Bildfeldwinkel 94°

Bildseitige Schnittweite = 179,427

F[tief]A,B = -106,564

d[tief]C,D = 170,231

Petzval-Summe = 0,099

F[tief]A,B,C,D = -223,914

Claims

1. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

2. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

3. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

4. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

5. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Zweites erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1:1,4 Bildfeldwinkel 95°

Bildseitige Schnittweite = 178,161

F[tief]A,B = -117,288

F[tief]A,B,C,D = -223,214

d[tief]C,D = 151,220

Petzval-Summe = 0,097

6. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Viertes erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1 : 1,4 Bildfeldwinkel 94,5°

Bildseitige Schnittweite = 178,650

F[tief]A,B = -106,564

F[tief]A,B,C,D = -223,914

d[tief]C,D = 166,458

Petzval-Summe = 0,082

7. Weitwinkelobjektiv von der Art umgekehrter Teleobjektive, das in der Reihenfolge von der Objektseite her als erste Linsengruppe eine Sammellinse, als zweite Linsengruppe mindestens zwei Meniskusstreulinsen mit objektseitig konvexer Linsenfläche, ein Filter, als dritte Linsengruppe ein positives Linsenglied, eine Blende, als vierte Linsengruppe eine Sammellinse und eine Streulinse und als fünfte Linsengruppe zwei Linsenglieder positiver Brechkraft aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Sechstes erfindungsgemäßes Objektiv

Relative Öffnung 1 : 1,4 Bildfeldwinkel 95°

Bildseitige Schnittweite = 180,966

F[tief]A,B = -108,554

F[tief]A,B,C,D = -232,072

d[tief]C,D = 165,727

Petzval-Summe = 0,105