DE2715454A1

DE2715454A1 - Fotografisches objektiv vom gauss- typ mit grossem oeffnungsverhaeltnis

Info

Publication number: DE2715454A1
Application number: DE19772715454
Authority: DE
Inventors: Toru Fujii
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1977-10-13
Also published as: JPS52121318A; US4106854A

Description

2 7 1 b A b 4

Olympus Optical Co, Limited oot 7 586

Tokyo/Japan 6. April 1977

L/Br

Fotografisches Objektiv vom Gauss-Typ mit großem Öffnungsverhältnis

Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Objektiv vom Gauss-Typ mit einem Öffnungsverhältnis von etwa 1:1,8.

Bei üblichen Objektiven vom Gauss-Typ wird es zur Korrektur von auf Koma zurückzuführender Unscharfe für vorteilhaft angesehen, eine ansonsten verkittete Oberfläche eines Kittgliedes, welches an der Gegenstandsseite einer Blende angeordnet ist, aufzutrennen. Obgleich eine solche Trennung eines Kittgliedes zur Korrektur von auf Koma zurückzuführender Unscharfe vorteilhaft ist, besteht ein Nachteil in einer Verstärkung der Asymmetrie der von Strahlen rundum den Hauptstrahl verursachter Koma. Ein effektives Mittel zur Beseitigung dieses Nachteils besteht darin, den Luftabstand zwischen negativen Meniskuslinsengliedern mit starken Brechkräften an beiden Seiten der Blende zu vergrößern. Diese Maßnahme erhöht aber unvermeidlich die Petzval-Summe, wodurch die BiId-

09841/1011

feidkrümmung vergrößert und sphärische Aberration hervorgerufen

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fotografisches Objektiv vom Gauss-Typ anzugeben, bei dem Koma, Bildfeldkrümmung usw. gut korrigiert sind durch Anordnung negativer Meniskuslinsen mit starker Brechkraft zu beiden Seiten einer Blende, Erweiterung des Luftspaltes zwischen diesen

in Linsengliedern und Anwendung von hohen Brechungsindii.es diesen

Gliedern.

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

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispie]«i unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig, 1 eine schematische Schnittansicht durch das Linsensystem in einem Objektiv nach der Erfindung,

Fig.2A-

Korrekturkurven des Ausführungsbeispiels 1, 2D

Fig. 3A-

Korrekturkurven des Ausführungsbeispiels 2,

-3-

7 0 9 l\ A 1 / 1 0 1 1

Fig. 4A-

Korrekturkurven des Ausführungsbeispiels 3, 4D

Fig.SA-Korrekturkurven des Ausführungsbeispiels 4, 5D

Fig.6A-

Korrekturkurven des Ausführungsbeispiels 5. 6D

Wie Fig. 1 zeigt, enthalt das Objektiv nach der vorliegenden Erfindung fünf Linsenglieder mit insgesamt sechs Linsen, und zwar ein erstes Linsenglied in Form einer sammelnden Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, eir zweites Linsenglied in Form einer sammelnden Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, ein drittes Linsenglied in Form einer Zerstreuungslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig, einen Luftabstand, in dem eine Blende angeordnet ist,

endes
ein zerstreu viertes meniskusförmiges Linsenglied und ein fünftes Linsenglied in Form einer Sammellinse. Dabei genügt das Linsensystem erfindungsgemäß den folgenden Bedingungen

(1) o,22f < d₆ 4 o_f27f

(2) 1,74 4 n₃, n₄

(3) \)_v ^₄ < 3o

(4) -2,5f >r₈ > - 7of

mindestens entweder ·$. oder γΚ = 4o oder geringer

(6) n₁,n₂,n₅,n₆ > 1,7

(7) o,25/f 4 /Vr₄I - /i/r₅Uo,4/f

7 0 9 8 U 1 / 1 0 1 1

-4-

271545V

Darin bezeichnen

f die Gesantbrennweite

r. den Krümmungsradius auf der bildseitigen Oberfläche des zweiten Linsenglieds,

r- den Krümmungsradius auf der gegenstandsseitigen Oberfläche des dritten Linsenglieds,

r„ den Krümmungsradius auf der Kittfläche des vierten Linsenglieds,

d, den Luftabstand zwischen dem dritten und vierten Linsenglied,

n. bis n, die Brechungsindizes der Linsen von der Gegenstands

seite zur Bildseite,
χ). bis J^, die Abbe-Zahlen der Linsen.

Die Bedeutung der zuvor erwähnten Bedingungen besteht in Folgendem. Die Bedingung (1) wird zur Korrektur von Asymmetrie der Koma, die durch Strahlen um den Hauptstrahl hervorgerufen wird, wie es einleitend erwähnt wurde, benötigt. Wenn der Luftabstand dg zwischen drittem und viertem Linsenglied kleiner als o,22f ist, wird Asymmetrie der Koma verstärkt und die Güte des Objektivs verschlechtert/ wenn die Blende so eingestellt wird, daß eine schmale Blendenöffnung gewählt wird. Wenn andererseits d, o,27f übersteigt, wird Symmetrie der Koma korrigiert,

aber die Petzval-Suitune wird zu groß, um durch das erste, zweite oder andere positive Linsenglieder korrigiert werden zu können und weiterhin ist es schwierig, sphärische Aberration von dem dritten Linsenglied und dem gegenstandsseitigen bikonkaven Element des vierten Linsenglieds zu korrigieren.

-5-

7 0 9 C A 1 / 1 0 1 1

271S454

Die Bedingung (2) ist zur Korrektur von sphärischer Aberration erforderlich, die auftritt, wenn d, in dem durch die Bedingung

(1) gegebenen Rahmen gewählt wird. Wenn die Brechungsindizes n₃ und n. des dritten Linsenglieds und der gegenstandsseitigen Linse des vierten Linsenglieds kleiner als 1,74 sind, wird sphärische Aberration besträchtlich stark. In üblichen Objektiven vom abgewandelten Gauss-Typ wird einer der Brechungsindizes n₃ und η der betreffenden Linsenglieder niedrig gewählt, um chromatische Längsaberration und chromatische Queraberration zu korrigieren. Erfindungsgemäß werden sowohl n., als auch n. hoch gewählt zur Korrektur von sphärischer Aberration und daher ist die Bedingung (3) erforderlich zur Korrektur der chromatischen Längs- und Queraberration, wenn n., und n. solch hohe Werte haben. Wenn _K)^ und J. 3o in der Bedingung (3) überschreiten, wird chromatische Längs- und chromatische Queraberration durch Wahl von n~ und n. in dem durch dieBedingung (2) gegebenen R ahmen überkorrigiert und kann nicht mehr mit anderen Mitteln korrigiert werden. Die Bedingung (4) dient zur Korrektur von Astigmatismus, welcher durch die Bedingung (2) bedingt ist und von sphärischer Aberration, welche durch die Bedingung (1) bedingt ist. Wenn der Krümmungsradius r_Q auf der Kittfläche des

vierten Linsenglieds -2,Sf überschreitet, wird sphärische Aberration unterkorrigiert. Wenn andererseits r_ß kleiner als -7of ist, wird andererseits Astigmatismus stark.

-6-

709841 /1011

Die Bedingung (5) wird in Verbindung mit der Bedingung (3) zur Korrektur von chromatischer Aberration benötigt, die durch Wahl von n, und n. in dem durch die Bedingung (2) gegebenen Rahmen verstärkt wird. Das heißt, diese Bedingung ist wirksam zum Ausgleich von chromatischer Längsaberration durch zuvorige Unterkorrektur mit dem zweiten oder dritten Linsenglied zur Verhinderung einer Uberkorrektur in den letzten Stufen. Konkret gesagt, wird chromatische Längsaberration überkorrigiert, wenn eine der Abbe-Zahlen J. und J nicht klein ist. In üblichen Objektiven dieses Typs ist es üblich, ein Material mit großer Abbe-Zahl für das erste und zweite Linsenglied zu nehmen, um die Bildung von chromatischer Aberration auf einem niedrigen Niveau zu halten. Bei dem Objektiv nach der vorliegenden Erfindung ist es im Gegenteil unmöglich, chromatische Aberration auf iie?e Weise gut zu korrigieren.

Die Bedingung (6) dient zur Heabsetzung der Petzval-Summe auf ein Minimum, die durch Wahl von d, in dem durch die Bedingung (1)

gegebenen Rahmen erhöht wird. Wenn der Bedingung (6) nicht genügt wird, wird die Petzval-Summe unvermeidlich hoch und die Bildfeldkrümmung entsprechend groß.

Die Bedingung (7) ist notwendig zur Korrektur von auf Koma zurückzuführender Unscharfe. Wenn I 1 /r. | -M/r-l größer oder kleiner als der obere oder untere Grenzwert der Bedingung (7) sind, wird Asymmetrie der Koma für Strahlung mit relativ großem Durchmesser verstärkt.

70 8 i^: £1/1011

-7-

- /U.
Das Ausführungsbeispiel 1 weist die nachstehend in Tabelle 1

271b4b4

aufgeführten numerischen Daten auf:

Tabelle 1 f»1oo γ,-85,439

d,=7,2o3 η,-1,72342 1^,-37,95

r₂=489,676 d₂=o,231 r₃=42,989

d₃=7,7o4 n₂-l,72 ^₂-42,o8

r₄»98.883 d₄=3,659 r₅=134_fo33

d₅=6»163 n₃-1,8o518 ^-25,43

T₆=Oo, 952 d₆-26,136 r₇—28,5o5

d₇»2_r176 n₄«l,7618 i^₄-27,11

r₈=-469,o68

r_g=-37,3o7 d₉»o,25 r_lo=463,613

d_lo-6,356 n₆-1,8o61

Γ,,—8o,874

7 ο ρ ra ι /1 η

* Sf

Das Ausführungsbeispiel 2 weist die nachstehend in Tabelle

2 V 1 b 4 b

aufgeführten numerischen Daten auf:

Tabelle f = 1oo
1^=77,210

^43,7o

r₂=>443,523 d₂=o,247

d₃=1o,676 n₂-1,72342 V^₂"³⁷'⁹⁵

r₄=87_f621 d₄=2,956 r₅-133,974

d₅-3,o5o n₃-1,8o518 ^-25,43

r₆=3o,744 d₆=23,8o7 r₇=-29_f197

d_?=2,355 n₄-1,74 ν^₄«28,29

r₈=-5414,711

dg*9,17 n₅-1,8o61 ^₅«4o,92

r_g=-38,5o8 d₉=o,382 r_lo=3i9,82

d_lo=6,465 n₆-1,72

r_n—8o,42

7 o 9 π /. 1 /1 η

Das Ausführungsbeispiel 3 weist die nachstehend in Tabelle

2 7 1 b 4 b

aufgeführten numerischen Daten auf:

Tabelle

1^=82,255 d,=7,225 r₂-586,176 d₂=o,232 r₃=43_f6o6

d₁=7,225 η,-1,72342

n₂-1,72342

r₄-95,959 d₄»1,o82 Jr₅-14o,22J

n₃-1,8o518

r₇—29_fo17

n.-l,76182

d₈-9,311 n₅-l

r₉—37,54 d₉-o,232 r. »484,675

d_lo-6,375 η_β·1,8ο61

r_t1—85,713

7 0 9 8 A 1 / 1 0 1

- ie- -

Das Ausführungsbeispiel 4 weist die i»aclistehfc:nd in Tabelle 4 aufgeführten numerischen Daten auf: *- ' '

f»1oo	299	,966
γ,-77.	d₁=7,761
	r₂=443

r₅=132,

d₅=3_fo5 n₃-1,8o5i8

r_c=3o,8l1 ο

d,=23,823 b

r_?=-29,19

d_?-2, 355 *n₄-l,74

r₈=-6565,377

d₈=9_f17 n₅-1

r₉=-38,572 d₉=o,386

n₆"¹'⁷² r_n»-8o,31

Tabelle 4

η,-1,72 V^₁- 43,7

d₃-1o.676 n₂-l,72342 1^-37,95

r₄-87,782

1/10

4l·

Das Ausführungsbeispiel 5 weist die nachstehend in Tabelle

aufgeführten numerischen Daten auf: 2715454

Tabelle

r₁»84,156

(!,»7,241 nj-1,72342 v^-37,95

r₂*572,897 d₂«o,251

d₃-8,11 n₂-I,72342

r₄«98,614 d₄-1,352

d₅-8,1l n₃-l,8o518

r,«31,086

d₆-26,2o1 r₇—28,737

d_?»2,22 ^n₄-1,7618

r₈*-484,oo9

d_e=9,114 n₅-1,8o61 |P₅-4o_#92

r₉—37,138 d_g«o,251 r_lo»516,526

^d1o"⁶'³⁷² n₆-1,8o61 \^_e-4o,92

r_n—83,711

Darin bezeichnen

r, bis T₁₁ die Krümmungsradien der Linsenoberflächen, α, bis d_lo die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, η, bis n, die Brechungsindizes der Linsen und y) j bis tPg die Abbe-Zahlen der Linsen.

7 0 9 8 A 1 / 1 0 1

Claims

.r oot 7586

Patentansprüche

. Fotografisches Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis vom abgewandelten Gauss-Typ, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einer sammelnden Meniskuslinse mit gegenstandsseitig konvexer Oberfläche als erstem Linsenglied, das aus einer sammelnden Meniskuslinse mit gegenstandsseitig konvexer Oberfläche als zweitem Linsenglied, aus einer zerstreuenden Meniskuslinse mit konvexer Oberfläche gegenstandsseitig als drittem Linsenglied, aus einem zerstreuenden meniskusförmigen Kittglled mit konvexer Oberfläche bildseitig als viertem Linsenglied und einer Sammellinse als fünftem Linsenglied bestehende Linsensystem den folgenden Bedingungen genügt

(1) o,22f < d₆^o,27f

(2) 1,72 ^ n₃, n₄

(3) O₃, w>4 4 3o

(4) -2,5f >, r₈ > -7of

(5) mindestens entweder \). oder ^? _ = 4o oder geringer

(6) n.. ,n_ _f nj.,n,. "^ 1,7

(7) o,25/f 4h/r₄l - I Vr₅I 4°

4 1/10

2 / I b 4 b 4

Darin bezeichnen

dg die Dicke des Luftabstandes zwischen drittem und viertem Linsenglied „

r._fr_,r_a die Krümmungsradien der bildseitigen Oberfläche des zweiten Linsenglieds der gegenstandsseitigen Oberfläche des dritten Linsenglieds und der Kittfläche des vierten Linsenglieds,

n, bis n-. die Brechungsindizes der Linsen, J ο

^)₁ bis \J . die Abbe-Zahlen des ersten Linsenglieds, des zweiten Linsenglieds, des dritten Linsenglieds und der gegenstandsseitigen Linse des vierten Linsenglieds und

£ die Gesamtbrennweite des Objektivs.

709041 /1011

ORIGINAL INSPECTED
2. Fotografisches Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis nach An spruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle 1

aufgeführten numerischen Daten ι

Tabelle 1

f=1oo

rj=85,439

^=7,203 η,-1,72342 ^-37,95

r₂=489,676 d₂=o,231 r₃=42,989

d₃=7,7o4 n₂-l, 72 l?₂-4

r₄=98,883 d₄=3,659 r₅»134_fo33

d₅=6,163 n₃-l,8o518 v^-2

r₆=3o,952

d,»26,136 ο

r_?=-28,5o5

d_?=2,176 n₄-1_f7618 V^₄«2

dg=9,o33 n₅-1,8o61

r_g—37_r3o7

r_lo»463,613

d_lo-6,356 n₆-1,8o61 w^-4o,92

r_n—8o,874

Darin bezeichnen

f die Gesamtbrennweite des Objektivs,

T₁ bis T₁₁ die Krümmungsradien der Linsenoberflächen, d₁ bis d_1o die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, n₁ bis n_ß die Brechungsindizes der Linsen und bis ^₆ die Abbe-Zahlen der Linsen.

7 0 9.41/1011

271b4h4
3. Fotografisches Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis nach An spruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle

anfgeführten numerischen Daten:

Tabelle

f-loo

rj-77,210

d,«7,759 nj-1,72 ' V^-43_f7o

r₂-443,523 d₂-o,247 r₃-42_f952

d₃=1o,676 n₂-l,72342 ^-37,95

r₄«87,621

Γ₅«133,974

d₅-3,o5o n₃-1,8o518 ^-25,43

r₆-3o,744 dg-23,8o7 r₇—29,197

d₇-2_r355 n₄-l,74 ^₄-28,29

r₈—5414, 71J

d_e-9,17 n₅-1,8o61 ^

r₉—38,5οβ d₉-o,382 r_1o-3i9,82

d_1o«6,465 n₆-1,72

Γ, ,—80,42

Darin bezeichnen f die Gesamtbrennweite des Objektivs, T₁ bis T₁₁ die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,

d, bis d, die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände «wischen diesen, ι ίο

n, bis n, die Brechungsindizes der Linsen und ι ο

bis ^₆ die Abbe-Zahlen der Linsen. 7098 A 1 /1011

Li It>4b4
4. Fotografisches Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle aufgeführten numerischen Daten:

Tabelle f-1oo
r₁=82,255 d₁=7,225 11,-1,72342 ^,-37,95

r₂-586,176

d₃=8,345 n₂-1,72342

r₄=-95,959 d₄=»1,o82

n₃-1,8o518

r₆=31,411

r_?»-29,o17

d_?=2,395 n₄-l,76182 ^-26,55

r₈=-292_f91

r₉=-37,54 d₉=o,232

r. =484.675

Io '

⁰Io'⁶'³⁷⁵ η_β-1,βο61

r_n—85,713

Darin bezeichnen f die Gesamtbrennweite des Objektivs,

r bis T₁₁ die Krümmungsradien der Linsenoberflachen, d- bis d- die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, n₁ bis η die Brechungsindizes der Linsen und bis ^₆ die Abbe-Zahlen der Linsen.

7 0 9 8 4 1/10
5. Fotografisches Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis nach An spruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle

aufgeführten numerischen Daten:

Tabelle f-loo Γ,-77,299

dj-7,761 η,-1,72 V^₁- 43,7

r₂-443,966

r₃»43,o9

d₃»1o.676 n₂-l,72342 l/₂-37,95

r₄-87,782 d₄-2,954 r₅»132,

d_s«3,o5 n₃-l.8o518 v/j-25,43

r₆-3o_f811 d₆-23,823 r₇—29,19

d₇-2_f355 . H₄-I _f

r₈—6565,377

d₈-9,17 n₅-1,8o61

r₉~38,572 d₉«o,386 r_lo-317,844

d_lo-6,467 n₆-1,72

r_n—8o,31

Darin bezeichnen f die Gesamtbrennweite des Objektivs,

Tj bis T₁₁ die Krümmungsradien der Linsenoberflächen, ά_Λ bis d_lo die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, Ji₁ bis n₆ die Brechungsindizes der Linsen und bis ^₆ die Abbe-Zahlen der Linsen.

7 0 9 8 h 1 / 1 0 1
6. Fotografisches Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle aufgeführten numerischen Daten: Tabelle

f=1oo

γ,=84,156

(^=7,241 Bj-1,72342 Y^-37,95

r₂=572,897 d₂=o_f251 r₃=»43_f129 d₃=8,11 r₄=98,614

d₃=8,11 n₂-l,72342 ^2-37,95

Γ₅-141,349

d₅=8.11 n₃-l,8o5J8

r_c=31,o86 dg=26,2o1 r_?=-28_f737

d_?=2,22 ^%n₄-1_f76i8

r_e»-484,oo9

dg-9,114 n₅-1,8o61

r₉»-37_f138 d₉«o,251 r_lo»516,526

^d1o⁼⁶'³⁷² B₆-I,8o61

r_n—83,711 Darin bezeichnen f die Gesamtbrennweite des Objektivs,

T₁ bis r_n die Krümmungsradien der Linsenoberflächen

^dn ^bbL^dl° T ^{DiCken der LinSen bZW}· ^Luftabst^de zwischen diesen, H₁ bis n₆ die Brechungsindizes der Linsen und

bis ^₆ die Abbe-Zahlen der Linsen. 709841/1011