DE2629504B2 - Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive - Google Patents

Description

De Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Ein derartiges Objektiv ist aus der DE 24 13 473 bekannt.

Weitwinkelobjektive für einen Bildfeldwinkel von über 90° vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit großer Schnittweite haben die Eigenschaft, dass für mittlere Bildwinkel die meridionale Bildfläche, die Verzeichnung und chromatische Farbvergrößerungsfehler unterkorrigiert sind, wenn diese Aberrationen für die Bildwinkel der Randstrahlen gut korrigiert sind und dass andererseits bei den Bildwinkeln für Randstrahlen die Aberrationen überkorrigiert sind, wenn die Aberrationen für mittlere Bildwinkel gut korrigiert sind. Es ist daher schwierig, die obenerwähnten Aberrationen sowohl für mittlere als auch für Bildwinkel der Randstrahlen gleichzeitig gut zu korrigieren und man sah sich daher genötigt, die Aberrationen durch

Erhöhung der Zahl der Linsenglieder zu korrigieren, um für die Korrektur der Aberrationen eine größere Flexibilität zu haben. Bei Objektiven, die für unendlich entfernte Objekte korrigiert sind, ergibt sich eine Verschiebung der meridionalen Bildfläche und eine geringe Auflösung am Bildfeldrand, wenn das Objektiv auf kurze Entfernungen eingestellt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive anzugeben, dessen zerstreuende Frontlinsengruppe so ausgebildet ist, dass eine große Schnittweite und eine gute Korrektur der Bildfehler, insbesondere der Bildfehler, die vom Bildwinkel abhängen, wie Verzeichnung, Farbvergrößerungsfehler usw. erzielt werden.

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

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch das Weitwinkelobjektiv nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2A bis 2C Korrekturkurven eines ersten Objektivs nach der Erfindung und

Fig. 3A bis 3C Korrekturkurven eines zweiten Objektivs nach der Erfindung.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist das Objektiv nach der vorliegenden Erfindung die folgende Anordnung von Linsengliedern auf:

Das erste Linsenglied ist eine positive Meniskuslinse;

das zweite Linsenglied ist eine negative Meniskuslinse;

das dritte Linsenglied ist eine negative Meniskuslinse;

das vierte Linsenglied ist eine positive Linse;

das fünfte Linsenglied ist eine negative Meniskuslinse;

das sechste Linsenglied ist ein dickes positives Linsenglied, hinter diesem ist die Blende angeordnet;

das siebte Linsenglied ist ein dickes negatives Linsenglied;

das achte Linsenglied ist eine positive Meniskuslinse und das neunte Linsenglied ist eine positive Linse.

Dieses Linsensystem erfüllt erfindungsgemäß die folgenden Bedingungen:

(1) 1,8f<f[tief]B<2,3f

(2) 4,5f<f[tief]1<6,5f

(3) 4,5f<f[tief]4<6f

(4) 0,05f<d[tief]10<0,1f

(5) 0,6f<D[tief]6<0,75f

Darin bezeichnen

f die Brennweite des Objektivs

f[tief]B die rückwärtige Schnittweite des Objektivs

f[tief]1 die Brennweite des ersten Linsenglieds,

f[tief]4 die Brennweite des vierten Linsenglieds,

d[tief]10 den Luftabstand zwischen fünftem und sechstem Linsenglied,

D[tief]6 die Dicke des sechsten Linsenglieds (d[tief]11 + d[tief]12).

Die Objektive nach der vorliegenden Erfindung sind durch die Tatsache gekennzeichnet, dass das erste Linsenglied, auf welches Strahlen mit großen Bildfeldwinkeln bei großen Schnitthöhen auftreffen, eine positive Meniskuslinse ist, die zur Verstärkung der Wirkung des positiven Linsengliedes in der zerstreuenden Linsengruppe dient und dass das vierte Linsenglied weiter ein positives Linsenglied ist, das mit dem ersten Linsenglied so zusammenwirkt, dass es die negative Verzeichnung und andere Aberrationen, die von dem als negative Meniskuslinse ausgebildeten zweiten und dritten Linsenglied hervorgerufen werden, beseitigt.

Die Bedeutung der vorstehend angeführten Bedingungen liegt im Einzelnen in folgendem.

Die Bedingung (1) gibt einen brauchbaren Bereich für das Objektiv nach der vorliegenden Erfindung an. Das heißt, wenn f[tief]B kleiner als 1,8f ist, sind die Aberrationen des Objektivs vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit großem Bildfeldwinkel, d.h. meridionale Bildfeldwölbung, Verzeichnung und Farbvergrößerungsfehler nicht so gut korrigiert und können auch nicht gut korrigiert werden, ohne dass von der erfindungsgemäßen Ausbildung gebrauch gemacht wird, zumal es unmöglich ist, eine lange Schnittweite zu erhalten. Wenn f[tief]B größer als 2,3f ist, wird es andererseits unmöglich, die obenerwähnten Aberrationen gut zu korrigieren.

Die Bedingungen (2) und (3) sind zur Sicherstellung einer ausreichenden Wirkung des ersten und vierten Linsenglieds (jeweils eine positive Linse) in der zerstreuenden Linsengruppe erforderlich. Wenn f[tief]1 und f[tief]4 kleiner als 4,5f sind, d.h. f[tief]1<4,5f und f[tief]4<4,5f, ist es notwendig, den negativen Linsengliedern eine stärkere Brechkraft zu verleihen, um eine rückwärtige Schnittweite in dem durch die Bedingung (1) gegebenen Bereich zu erhalten. Eine solche starke Brechkraft verstärkt aber ungünstig verschiedene andere Aberrationen. Wenn f[tief]1 größer als 0,6f, d.h. f[tief]1>6,5f ist, und f[tief]4 größer als 6f, d.h. f[tief]4>6f, können andererseits das erste und das vierte positive Linsenglied keine hinreichende Wirkung entfalten und es wird unmöglich, die negative Verzeichnung, die chromatische Queraberration usw. gut zu korrigieren.

Wenn d[tief]10 kleiner als 0,05f ist, ist entsprechend Bedingung (4) der Luftabstand wirksam für die Korrektion von Aberrationen, es ist jedoch unmöglich, von den Strahlen zum Bildfeldrand genügende Intensität zu erhalten. Wenn d[tief]10 größer ist als 0,1f, d.h. d>0,1f, wird die sphärische Aberration unterkorrigiert und wenn Maßnahmen unternommen werden, um die sphärische Aberration gut zu korrigieren, werden Koma und andere Aberrationen verstärkt. Wenn D[tief]6 kleiner als 0,6f ist, d.h. D[tief]6<0,6f in Bedingung (5), wird es unmöglich, Astigmatismus, sphärische Aberration, Verzeichnung usw. gut zu korrigieren. Wenn andererseits D[tief]6 größer ist als 0,75f, d.h. D[tief]6>0,75f, ist dies unerwünscht, weil es unvermeidlich die Gesamtlänge des Objektivs vergrößert. Darüber hinaus verändert sich die meridionale Bildfläche, so dass ein schlechteres Auflösungsvermögen resultiert, wenn ein Objektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit großem Bildwinkel auf die nahen Objekte eingestellt wird, wie es am Anfang der Beschreibung erwähnt worden ist. Dieser Nachteil tritt mit zunehmender Bildgröße besonders in Erscheinung. Um diesen Fehler zu beseitigen, ist es ungenügend, das gesamte Objektiv zu verschieben und daher sind verschiedene Mechanismen zur Korrektur von Aberrationen für Nahaufnahmen, insbesondere zur Bewegung eines bestimmten Linsengliedes, während das Objektiv als Ganzes verschoben wird, vorgeschlagen worden. Bei dem Objektiv nach der vorliegenden Erfindung sind das erste und das zweite Linsenglied fest angeordnet, während das dritte bis neunte Linsenglied verschiebbar angeordnet sind, um es zu ermöglichen, das Objektiv auf nahe Objektive einzustellen und gleichzeitig die Aberrationen gut zu korrigieren, ohne die meridionale Bildfeldwölbung zu variieren.

Das Objektiv 1 weist die nachstehend in Tabelle 1 aufgeführten Daten auf:

Tabelle 1

f = 1,0 f[tief]B = 2,0154

f[tief]1 = 6,07 f[tief]4 = 4,98

1 : 3,5 2 kleines Omega = 100°

Das Objektiv 2 weist die nachstehend in Tabelle 2 aufgeführten Daten auf:

Tabelle 2

f = 1,0 f[tief]B = 5,45

f[tief]1 = 5,35 f[tief]4 = 100°

1 : 3,5 2 kleines Omega = 100°

Darin bezeichnen:

r[tief]1, r[tief]2 r[tief]20 die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenoberflächen,

d[tief]1, d[tief]2 d[tief]19 die Dicken der Linsen und Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1, n[tief]2 n[tief]11 die Brechungsindizes der betreffenden Linsen,

kleines Ny[tief]1, kleines Ny[tief]2 kleines Ny[tief]11 die Abbe-Zahlen der entsprechenden Linsen.

Das Objektiv 1 ist so ausgebildet, dass es durch Verschieben des dritten bis neunten Linsengliedes als Ganzes fokussiert werden kann und dass die Aberrationen bei Nahaufnahmen gut korrigiert sind. Wenn das dritte bis neunte Linsenglied vorgeschoben werden, um das Gesamtobjektiv auf eine Entfernung von 30 cm (Vergrößerung 0,1 x) zu bringen, dann hat d[tief]4 den Wert von 0,2534.

Obwohl das sechste und siebte Linsenglied bei diesem Objektiv als Kittglied mit positiver bzw. negativer Brechkraft ausgebildet ist, ist es möglich, dort Einzellinsen mit positiver bzw. negativer Brechkraft vorzusehen.

Claims (2)

1. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive, dessen erstes Linsenglied eine sammelnde Meniskuslinse, dessen zweites und drittes Linsenglied jeweils eine zerstreuende Meniskuslinse ist, dessen viertes und fünftes Linsenglied aus einer Sammellinse bzw. meniskusförmigen Zerstreuungslinse, dessen sechstes und siebtes Linsenglied aus je einem Kittglied und dessen achtes und neuntes Linsenglied jeweils aus einer meniskusförmigen Sammellinse gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung der Sammellinse als viertes Linsenglied und der meniskusförmigen Zerstreuungslinse als fünftem Linsenglied die folgenden Bedingungen erfüllt sind

(1) 1,8f<f[tief]B<2,3f

(2) 4,5f<f[tief]1<6,5f

(3) 4,5f<f[tief]4<6f

(4) 0,05f<d[tief]10<0,1f

(5) 0,6f<D[tief]6<0,75f

und der Korrektionszustand mit dem eines Objektivs mit folgenden Daten:

Tabelle 1

f = 1,0 f[tief]B = 2,0154

f[tief]1 = 6,07 f[tief]4 = 4,98

1 : 3,5 2 kleines Omega = 100°

worin bezeichnen

r[tief]1, r[tief]2 r[tief]20 die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,

d[tief]1, d[tief]2 d[tief]19 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1, n[tief]2 n[tief]11 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1, kleines Ny[tief]2 kleines Ny[tief]11 die Abbe-Zahlen der Linsen

f die Brennweite des Objektivs,

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs,

f[tief]1 die Brennweite des ersten Linsenglieds,

f[tief]4 die Brennweite des vierten Linsenglieds,

in Bezug auf die Bildfehler dritter Ordnung im wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler zumindest folgende Bedingungen erfüllt sind:

a) b) mit

S Flächenteilkoeffizient nach Seidel (Queraberration bezogen auf f = 1 für den Bildwinkel 45° und die relative Öffnung gemäß obiger Datentabelle des Objektivs) gemäß dem betreffenden Ausführungsbeispiel

S´ Seidelkoeffizient an der entsprechenden Linsenfläche für das vom Ausführungsbeispiel abweichende Objektiv

kleines Delta Standardabweichung der Koeffizienten

- "mittlere Abweichung" der Koeffizienten S´ von den Koeffizienten S.

(Der Querstrich über einer Größe bedeutet jeweils Mittelwertbildung durch Sumation der entsprechenden Werte über alle Linsenflächen und Division durch die Anzahl der Linsenflächen).

2. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive, dessen erstes Linsenglied eine sammelnde Meniskuslinse, dessen zweites und drittes Linsenglied jeweils eine zerstreuende Meniskuslinse, dessen viertes und fünftes Linsenglied aus einer Sammellinse bzw. meniskusförmigen Zerstreuungslinse, dessen sechstes und siebtes Linsenglied aus je einem Kittglied und dessen achtes und neuntes Linsenglied jeweils aus einer meniskusförmigen Sammellinse gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung der Sammellinse als viertes Linsenglied und der meniskusförmigen Zerstreu- ungslinse als fünftem Linsenglied die folgenden Bedienungen erfüllt sind

(1) 1,8f<f[tief]B<2,3f

(2) 4,5f<f[tief]1<6,5f

(3) 4,5f<f[tief]4<6f

(4) 0,05f<d[tief]10<0,1f

(5) 0,6f<D[tief]6<0,75f

und der Korrektionszustand mit dem eines Objektivs mit folgenden Daten:

Tabelle 2

f = 1,0 f[tief]B = 5,45

f[tief]1 = 5,35 f[tief]4 = 100°

1 : 3,5 2 kleines Omega = 100°

worin bezeichnen

r[tief]1, r[tief]2 r[tief]20 die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,

d[tief]1, d[tief]2 d[tief]19 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1, n[tief]2 n[tief]11 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1, kleines Ny[tief]2 kleines Ny[tief]11 die Abbe-Zahlen der Linsen

f die Brennweite des Objektivs,

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs,

f[tief]1 die Brennweite des ersten Linsenglieds,

f[tief]4 die Brennweite des vierten Linsenglieds,

in bezug auf die Bildfehler dritter Ordnung im wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler zumindest folgende Bedingungen erfüllt sind:

a) b) mit

S Flächenteilkoeffizient nach Seidel (Queraberration bezogen auf f = 1 für den Bildwinkel 45° und die relative Öffnung gemäß obiger Datentabelle des Objektivs) gemäß dem betreffenden Ausführungsbeispiel

S´ Seidelkoeffizient an der entsprechenden Linsenfläche für das vom Ausführungsbeispiel abweichende Objektiv

kleines Delta Standardabweichung der Koeffizienten

- "mittlere Abweichung" der Koeffizienten S´ von den Koeffizienten S.

(Der Querstrich über einer Größe bedeutet jeweils Mittelwertbildung durch Sumation der entsprechenden Werte über alle Linsenflächen und Division durch die Anzahl der Linsenflächen).