DE2626336A1 - Fotografisches objektiv vom gauss-typ - Google Patents

Description

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Olympus Optical Co. Limited cot 7535

_ . ,„„η« 11. Juni 1976

Tokyo /JAPTiN

L/Br

Fotografisches Objektiv vom Gauss-Typ

Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Standardobjektiv vom Gauss-Typ mit großem öffnungsverhältnis .

Fotografische Objektive sind meist so ausgebildet, daß sie die Aberrationen für Aufnahmen mit der Entfernung unendlich gut korrigieren. Heutzutage ist jedoch die Korrektur für Aufnahmen von Gegenständen in kurzer Entfernung ebenso wichtig wie die für Aufnahmen mit der Entfernung unendlich. Daher wäre es ideal für ein fotografisches Objektiv, daß es einen hervorragenden Korrekturzustand sowohl für Aufnahmen in der Entfernung unendlich als auch für Nahaufnahmen besitzt und daß sich der Korrekturzustand wenig zwischen Aufnahmen mit der Entfernung unendlich und Nahaufnahmen ändert. Fotografische Standardobjektive vom Gauss-Typ zeigen etwas Verschlechterung im Korrekturzustand, die,obwohl

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nicht stark ins Auge fallend, bei Nahaufnahmen von Gegenständen auftritt. Diese Verschlechterung der Bildgüte kann hauptsächlich als Verstärkung der sphärischen Aberration festgestellt werden, insbesondere von kurzwelliger Strahlung, die den Bildkontrast verringert.

Obwohl kürzlich ein beträchtlicher Fortschritt bezüglich fotografischer Standardobjektive vom Gauss-Typ erzielt worden ist, ist der obenerwähnte Nachteil gerade

solchen Objektiven eigen, die aus Gläsern mit hohen Brechungsindizes hergestellt sind. Für die Ausbildung von fotografischen Standardobjektiven vom Gauss-Typ, die einen scharfen Bildkontrast sicherstellen, treten andererseits unvermeidlich Probleme bezüglich der Korrektur von Unscharfe auf, die auf Koma bei mittlerem Bildwinkel beruht _{t was} typisch für Objektive vom Gauss-Typ ist und bezüglich einer guten Korrektur der chromatischen Aberration von sphärischer Aberration. Zur Lösung dieser Probleme ist es erforderlich, Gläser zu verwenden, die eine große Abbe-Zahl haben, was wiederum die Verwendung von Glasmaterialien mit niedrigen Brechungsindizes für die positiven Linsenglieder erfordert. Eine solche Wahl der Gläser bringt jedoch einen weiteren Nachteil mit sich, der darin besteht, daß unvermeidlich sphärische Aberration verstärkt und die Gesamtlänge des Objektives vergrößert wird.

-3-

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes fotografisches Standardobjektiv vom Gauss-Typ mit großem Öffnungsverhältnis anzugeben, bei dem auih Koma,sphärisch» Aberration und.chromatische Aberration der sphärischen Aberration gut korrigiert sind.

Dabei sollen die Aberrationen sowohl für Aufnahmen mit der Entfernung unendlich wie auch für Nahaufnahmen gut korrigiert sein.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale.

Danach enthält das Objektiv nach der Erfindung sechs Linsenglieder mit insgesamt sieben Linsen und zwar ein erstes Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse, ein zweites Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse, ein drittes Linsenglied in Form einer negativen Meniskuslinse, ein viertes Linsenglied in Form eines meniskusförmigen negativen Kittgliedes, ein fünftes Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse und ein sechstes positives Linsenglied. Dabei erfüllt das Objektiv erfindungsgemäß die folgenden Bedingungen:

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-A-

(1) T₆ C Ir₇I ^ 1,1r₆

(2) o,48f L jr_g| C o,55f

(3) o,4f £ Jr₁₁I 4.o,48f

(4) o,45f ^. D, ^ o,5f

et

(5) O₁Mf. £ D_b < o,15f

Darin bezeichnen

f die Gesamtbrennweite des Objektivs r_g den Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche des

dritten Linsengliedes, Τη den Krümmungsradius der gegenstandsseitigen Oberfläche

des vierten Linsenglieds, r„ den Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche des

vierten Linsengliedes, T₁₁ den Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche des

fünften Linsengliedes,

D die Gesamtlänge der Entfernung von der objektseitigen a

Oberfläche des zweiten Linsenglieds zur objektseitigen Oberfläche des vierten Linsenglieds ( d.h. die Dicke des zweiten Linsengliedes d^ + die Dicke des dritten Linsengliedes d_+ Luftabstand zwischen zweitem und dritten Linsenglied d- + Luftabstand zwischen dritten und viertem Linsenglied d_g) D^ die Dicke des vierten Linsengliedes d₇ + d„

609851/086t

νΛ die Abbe-Zahl des ersten Linsengliedes, \)~ die Abbe-Zahl des zweiten Linsenglieds, ^₃ die Abbe-Zahl des dritten Linsengliedes.

Die Bedingung (1) dient zur Verhinderung von Unscharfe, die durch Koma hervorgerufen wird und zur Korrektur von sphärischer Aberration. Die objektseitige Oberfläche des vierten Linsengliedes, die durch diese Bedingung definiert ist, steht in enger Beziehung zur sphärischen Aberration und zur Unscharfe, die auf Koma zurückzuführen ist, da diese Oberfläche zur Überkorrektur von sphärischer

Bild Aberration für Strahlen unter mittleren feldwinkeln dient.

Wenn I r₇J ^- rg,wird auf Koma zurückzuführende Unscharfe hervorgerufen und wenn J r₇j > 1,1r_g/wird die sphärische Aberration unterkorrigiert.

Die Bedingungen (2) und (3) sind notwendig zur Korrektur von auf Koma zurückzuführender Unscharfe und zur Korrektur von Aberrationen für paraxiale Randstrahlen. Bei Objektiven vom Gauss-Typ ist insbesondere der obere Strahl bei mittleren Bildfeldwinkeln im allgemeinen überkorrigfert. Diese Strahlen sind jedoch vorteilhaft zur Korrektur von Koma, wenn die Krümmungsradien r_ und r.. ₁ auf den bildseitigen Oberflächen des vierten und fünften Linsengliedes lang sind, da die Strahlen dann höhere Abschnitte des vierten und fünften Linsengliedes durchlaufen. Es durchlaufen jedoch auch die paraxialen Randstrahlen die höheren Ab-

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-6-

schnitte dieser Oberflächen und verursachen sphärische Aberration in unterkorrigiertem Zustand bezüglich dieser paraxialen Randstrahlen. Diese Tatsache kann zur Verhinderung einer Uberkorrektur der sphärischen Aberration von Randstrahlen dienen, wenn ein Gegenstand in kurzer Entfernung aufgenommen werden soll. Die Bedingungen (2) und (3) diener, hierzu.

Wenn die Krümmungsradien r_ und r* ₁ kleiner als die unteren Grenzwerte der Bedingungen (2) und (3) gewählt werden, wird es unmöglich, sphärische Aberration gut zu korrigieren. Wenn die Krümmungsradien die oberen Grenzwerte dieser Bedingung überschreiten, wird Koma nicht genügend korrigiert.

Die Bedingung (4) ist zur Korrektur von Astigmatismus erforderlich. Obwohl es möglich ist, das Öffnungsverhältnis zu vergrößern, wenn die Gesamtlänge des Objektivs vergrößert wird, dient die Bedingung (4) in Verbindung mit der Bedingung (5) dazu, sphärische Aberration und Astigmatismus gut zu korrigieren.

Wenn D₌ kleiner als der durch die Bedingung (4) gegebene

α.

untere Grenzwert ist, wird es unmöglich, sphärische Aberration und Astigmatismus zufriedenstellend zu korrigieren. Wenn D den oberen Grenzwert der Bedingung (4) Überschreitet, wird andererseits die Gesamtlänge des

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Objektivs verlängert und zusätzlich wird die Intensität der Randstrahlen unzureichend, was es unmöglich macht, die Aberrationen in den Randabschnitten des Bildes gut zu korrigieren.

Die Bedingung (5) dient zur Korrektur von Unscharfe, die auf Koma zurückzuführen ist, und verstärkt diesen Effekt in Kombination mit den bereits erwähnten Bedingungen (2) und (3). Wenn D, kleiner als der untere durch die Bedingung (5) gegebene Grenzwert ist, wird Astigmatismus unterkorrigiert. Wenn D, den oberen Grenzwert der Bedingung j(5) tiberschreitet, wird andererseits die auf Koma zurückzuführende Unscharfe weniger wirksam korrigiert.

Schließlich dient Bedingung (6) dazu, das Erfordernis zu

erfüllen, daß das erste, zweite und dritte Linsenglied ί
; große Abbe-Zahlen ^ ₁, ^₂ ^un<^ V 3 haben sollten, um eine

jBasis für eine gute Korrektur der chromatischen Aberration

von sphärischer Aberration zu haben. Bei Objektiven nach der vorliegenden Erfindung ist die Bedingung (6) in Verbindung mit den Bedingungen (1) bis (5) gewählt worden, um diese Aberration korrigieren zu können. Wenn ^ 1 *2

einen kleineren Wert als der untere Grenzwert (d.h. o,5) der Bedingung (6) hat, wird chromatische Aberration unterkorrigiert. Wenn Vj + v*2 ~ ² y/3 einen Wert besitzt,

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der größer als der obere Grenzwert der Bedingung (6) ist, ist es andererseits unmöglich, chromatische Aberration von sphärischer Aberration gut zu korrigieren.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher örläutert.

j Es zeigen

j Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein

j fotografisches Objektiv nach der vorliegenden

Erfindung,

Fig.2A Korrekturkurven für das Ausführungsbeispiel 1 bis 2D nach der Erfindung,

Fig,3A Korrekturkurven für das Ausführungsbeispiel 2 bis 3D nach der vorliegenden Erfindung.

-9-

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-9-Das Ausführungsbeispiel 1 weist die nachstehend in Tabelle 1

aufgeführten numerischen Daten auf. Tabelle 1

U₁=O,1158 r₂=2_f9o52 d₂=o,oo19 r₃=o,4738 d₃=o,o777 T₄=O₁8oo2 d₄=o,o468 r₅=1,o617 dc=o_ro2o3

r,=o,2764 ο

d₆=o_f3357 r_?=-o_f2984 d_=o,o193

r₈=15,8469 dg=o, 116o r₉=-o,5113 d_g=o,oo19 r_lo=-1,o617 ^d₁ =o,o89o r_l1=-o,4676 d-^0,0023 r_l2=1,8784

- 2,2973 f»1 ,o n₂-1,6935 n₃-1,5814 n₄»1,7552

n₅-1,6935 n₆-1,8o61 n_?-1,6935

f_B-o_r743o

y₃«4o,8

₅-53,3

5o,8

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-Ιο-Das Ausführungsbeispiel 2 weise die nachstehend in Tabelle 2

aufgeführten numerischen Daten auf.

T₁=O,6278

It₁-1,62o4

0^0,1137 r₂=2_f99oo Cl₂=O,oo19 r₃=o,458o d₃=o,o834 r₄=o,7235 d₄=o,o426 r₅=o,9466 d₅=o,o2o3 r₆=o,2723 dg=o_f3374 r_?=-o,2953 d₇=o,o193 r₈=86,661 dg=o,112o r_g=-o,489o d_g=o,oo19 r_lo=-1,o792 d_lo=o,o847 T₁ .j=-o,4618 d^ ^0,0023 r_l2=1_f8969 d₁₂=o,o575 r_l3=-2,7516 f«1,o

n₂«1,6935

n₃-1,5814

n₄-1,7552

n₅-1,6935

n₆«1,8o61

n_?-1,6935

Tabelle 2

V/t"⁶⁰'³

£_B- ο,7424

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Darin bezeichnen

Γ-, Tj · · · r* 3 die Krümmungsradien der entsprechenden Oberflächen der Linsenglieder,

d_1#d₂ ...d₁₂ die Dicken der Linsenglieder und Luftabstände zwischen diesen,

n.. ,n~ *..n~ die Brechungsindizes der entsprechenden Linsenglieder

V? ι' v' 2 * * * v' 7 ^die ^bte-Sahlen der entsprechenden Linsenglieder.

f die Schnittweite des Objektivs.

Die Korrekturkurven der Ausführungsbeispiele sind in Fig. 2A bis 2D bzw. Fig. 3Abis 3D dargestellt. Wie sich aus Fig. 2D und Fig. 3D ergibt, können die Ausführungsbeispiele 1 und 2 sicherstellen, daß die sphärische Aberration für Aufnahmen mit der Entfernung unendlich (Fig. 2A und Fig. 3A) und für Nahaufnahmen ( Fig. 2D und Fig« 3D) im wesentlichen die gleiche ist und daß Randaberrationen korrigierbar sind.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   r ■
   1. Fotografisches Objektiv vom Gauss-Typ mit großer relativer Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem, dessen erstes Linsenglied eine positive Meniskuslinse, dessen zweites Linsenglied eine positive Meniskuslinse, dessen drittes Linsenglied eine negative Meniskuslinse, dessen viertes Linsenglied eine als Kittglied ausgebildete negative Meniskuslinse, dessen fünftes Linsenglied eine positive Meniskuslinse und dessen sechstes Linsenglied eine positive Linse ist, den folgenden Bedingungen genügt:

   (1) r₆ ^ |r₇/ <■ 1,1r₆

   (2) o,48f C Ir₉I <■ o,55f

   (3) o,4f £. Ir₁₁ ) C o,48f

   (4) o,45f <. D₃ < o,5f

   (5) o,12f < D, *- o,15f

   ₁ O.35

   v»3

   Darin bezeichnen

   f die Gesamtbrennweite des Objektivs,

   rg,r_,rg und r.... die Krümmungsradien der bildseitigen Oberfläche des dritten Linsengliedes , der bildseitigen und gegenständeseitigen Oberfläche des

   609351/0869 ~¹³"

   vierten Linsengliedes und der bildseitigen Oberfläche des fünften Linsengliedes,
   D_ die gemessene Entfernung von der gegenstandssextigen

   Oberfläche des zweiten Linsengliedes zur gegenstandssextigen Oberfläche des vierten Linsengliedes, D, die Dicke des vierten Linsengliedes und

   ' \t 2 ^un(^ ^3 ^^e Abb®"²³*¹!⁶¹¹ des ersten, zweiten und dritten Linsengliedes.
2. 2. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet

   durch die nachstehend in Tabelle 1 aufgeführten numerischen Werte;

   -14-

   609851/086 9

   T₁=O,6147 (^=0,1158 r₂=2,9o52 d_=o,oo19 r₃=o_f4738 d₃=o,o777 r₄=o,8oo2 d₄=o,o468 r₅=1_ro617 d₅=o,o2o3 r₆=o,2764 dg=o_f3357 r_?=-o,2984 d_?=o,o193 r₈=15,8469 dg=o,116o r₉=-o,5113 9

   r_lo=-1,o617 d_lo=o,o89o T₁^-0,4676 d₁ .j=o,oo23 r_l2=1,8784 ;d₁₂=o,o57o :₁₃—2,2973 f-1,o n_l-1,62o4 n₂-1,6935 n₃«1,5814 n₄»1,7552

   n₅«1,6935 n_g»1,8o61 n_?-1,6935

   Tabelle

   60,3

   ,8

   f_B-o,743o

   609851/0869

   Darin bezeichnen

   r-, r_ ... r₁ _ die Krüirmungsradien der entsprechenden
   Oberflächen der Linsenglieder,

   d-|/d₂ ...d₁₂ die Dicken der Linsenglieder und Luftabstände zwischen diesen,

   η.,η. ...η- die Brechungsindizes der entsprechenden Linsenglieder

   Ό ^i \j2 * * * V 7 ^die ^³¹³⁶'²^^^{611 der} entsprechenden Linsen glieder .

   f„ die Schnittweite des Objektivs
3. 3. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet

   durch die nachstehend in Tabelle 2 aufgeführten numerischen Werte:

   -16-

   609851 /0869

   T₁=O,6278 d.,=o,1137 : r₂=2,99oo d₂=o_foo19 i r₃=o,458ο d₃=o,o834 r₄=o,7235 d₄=o,o426 Σ"₅=ο,9466 d₅=o,o2o3 r_g=o_f2723 d_g=o_f3374 r₇=-o,2953 d_?=o,o193 r₈=86,661

   Σ"₉=-ο,489ο d_g=o,oo19

   d_1o=o,o847

   d₁ .j=o,oo23 r_l2=1,8969 d₁₂=o,o575 r_l3=-2,7516

   η.,*1,62ο4

   π₂»1,6935

   n₃-1,5814

   n₄-1_#7552

   n₅-1_f6935

   n₆»1,8o61

   n_?-1,6935 o,7424

   262633B

   Tabelle 2

   >/₂-5o,8

   v/₃«4o,8

   ,8

   K0 9851/0869

   Darin bezeichnen

   r.j, r_ ... r₁ _ die Krümmungsradien der entsprechenden

   Oberflächen der Linsenglieder, ä^,dj ...d^2 die Dicken der Linsenglieder und Luftabstände

   zwischen diesen,
   n.. _rn_ ...n~ die Brechungsindizes der entsprechenden Linsenglieder

   v^ 1'V 2 * * * V^ 7 ^die A^¹⁵⁰""²*^{111611 der} entsprechenden Linsenglieder.

   f_B die Schnittweite des Objektivs.

   609851/0869