DE2739488A1 - Fotographisches weitwinkelobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fotographisches Weitwinkelobjektiv mit einer großen Öffnung.

In letzter Zeit sind mehrere fotographische Weitwinkelobjektive mit einer großen öffnung entwickelt worden. Diese Objektive sind wegen ihrer relativ großen öffnungen und ihrer relativ kurzen Brennweiten außerordentlich gut auf dem Gebiet der Lichtfotographie zu verwenden. Die vorliegende Erfindung betrifft solche fotographischen Weitwinkelobjektive mit einer großen öffnung, und insbesondere ein solches Objektiv welches eine relativ geringe Größe hat, wodurch es leichter zu benutzen ist.

Das erfindungsgemäße, fotographische Weitwinkelobjektiv mit großer öffnung besteht aus zehn Linsen, welche zu acht Linsengliedern zusammengefaßt sind. In der Reihen-

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TELEFON (Ο·β) 93 9ββ9 Telex oe-aeMo TELEeRAMME MONAPAT TELEKORIERER

folge von der Objektseite zur Bildseite ist das erste Linsenglied eine positive Linse und das zweite und das dritte Linsenglied sind negative Meniskuslinsen, deren stärker gekrümmte Linsenflächen bildseitig angeordnet sind. Die vierte und die fünfte Linse sowie die sechste und die siebte Linse bilden je ein Kittglied. Die vierte und die sechste Linse sind positive Linsen, * während die fünfte und die siebte Linse negative Linsen sind, wobei die beiden Kittfglieder an den Linsenflächen mit der stärksten Krümmung verkittet sind. Die achte, neunte und zehnte Linse sind positive Linsen. Eine Blende ist zwischen den beiden Kittgliedern angeordnet und teilt das Linsensystem in eine vordere und eine rückwärtige Linsengruppe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schnittbild längs der optischen Achse mit der Anordnung der Linsenglieder in dem erfindungsgemäßen Linsensystem, und

Pig. 2A bis 2D Kurven der sphärischen Aberration, der Sinusbedingung, der chromatischen Aberration, der Verzeichnung und des Astigmatismus des erfindungsgemäßen Systems.

Erfindungsgemäß, wie es in Pig.. 1 dargestellt ist, ist ein Linsensystem vorgesehen, welches zehn Linsen umfaßt, die zu acht Linsengruppen zusammengefaßt sind. Die erste Linse L^ ist eine positive Linse und die zweite und die dritte Linse L2 bzw. L, sind negative Heniskuslinsen, deren Linsenflächen mit der größeren Krümmung bildseitig angeordnet sind. Die vierte Linse L* und die fünfte Linse L,-

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sind eine positive "bzw. eine negative Linse, die zu einem Kittglied zusammengefaßt sind, d.h. erstere ist mit der letzteren an den Linsenflächen größter Krümmung verkittet. Die sechste Linse L^ und die siebte Linse L„ sind eine positive Linse bzw. eine negative Linse und bilden auch ein Kittglied, wobei erstere mit letzterer an den Linsenflächen größter Krümmung verkittet ist. Die achte, neunte und zehnte Linse Lq, Lq und L^₀ sind positive Linsen. Eine nicht dargestellte Blende wird bei der Verwendung zwischen den beiden Kittgliedern angeordnet und teilt das Linsensystem in eine vordere und eine rückwärtige Linsengruppe.

Das erfindungsgemäße Weitwinkelobjektiv ist durch folgende, unten angegebene Bedingungen gekennzeichnet:

(D	F/1.K I F	1 2	5	3* *	F/0.7
(2)	O.		•	< 0	.23
(3)	0,	< °	2	18F
(*)	0.
(5)	-13<(n4	^F	1
(6)	.08F< d6	9,>».		0 <	61
	.75< r„<				• +d8
(7)	2F< riP'<				• +d17
$< V8,V
d1+
V

hierin bedeuten:

die Brennweite des gesamten Linsensystems, £ ^d*^e zusammengesetzte Brennweite der ersten bis zur i-ten Linse, der j-te Abstand oder Linsendicke der Krümmungsradius der k-ten Linsenfläche,

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η. der Brechungsindex für die d-Linie der

i-ten Linse,
V. die Abbe'sehe Zahl der i-ten Linse.

Im folgenden werden die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Objektivs im einzelnen beschrieben.

Die Bedingung (1) wird vorgesehen, um die Brechkraft der negativen Linsen in der vorderen Linsengruppe zu bestimmen und die erwünschte bildseitige Schnittweite zu erhalten. Wenn | Έ_{Λ o x}| kleiner als F/1.1 ist, ist es leicht, die erwünschte bildseitige Schnittweite zu erhalten, jedoch führt dies zu einer Verschlechterung der Koma, welche an der vierten und sechsten Linsenfläche hervorgerufen wird und zu einer Verringerung der Petzval-Summe. Somit wird es schwierig, den oben beschriebenen Nachteil durch die rückwärtige Linsengruppe zu kompensieren. Wenn IF^ ₂ 3I größer als F/0.7 ist, kann es möglich sein, die erwünschte rückwärtige Schnittweite dadurch zu erhalten, daß die Werte dg, dn und dg erhöht werden, wodurch die gesamte Baulänge des Linsensystems größer wird. Somit kann die erwünschte Miniaturisierung nicht erreicht werden, da es notwendig ist, das rückwärtige Linsensystem größer auszuführen.

Durch die Bedingung (2) werden im Zusammenhang mit den Bedingungen (1) und (3) geeignete Wertebereiche für die sphärische Aberration und die Koma festgelegt. Wenn der Wert von (η^,-η,-) größer als 0.23 ist, wird im Zusammenhang mit der Bedingung (4-) ein besonders starker Ausgleich für die sphärische Aberration notwendig und die Koma für Licht mit einer vergleichsweise hohen Einfallshöhe wird verschlechtert. Wenn der Wert von

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(η^,-ric) kleiner als 0.13 ist, wird die gesamte sphärische Aberration größer und wenn der Ausgleich dadurch hergestellt wird, daß der äußerste, besonders starke Ausgleich der Aberration in der Bedingung (4) verwendet wird, kann eine unerwünschte Streuung leicht wegen der Wirkung eines Herstellungsfehlers auftreten und deshalb ist es wünschenswert, in der achten Linsenfläche durch Verwendung unterschiedlicher Brechungsindizies auszugleichen.

Die Bedingung (3) ist vorgesehen, um eine zusätzliche Rolle in Bezug auf die Bedingungen (2) und (4-) zu spielen, und um gleichzeitig die erwünschte rückwärtige Brennweite zu erhalten. Wenn dg größer als 0.18F ist, wird die erwünschte rückwärtige Brennweite leicht mit dem Ergebnis erhalten, daß ein großer Ausgleich für die sphärische Aberration erforderlich ist, der Ausgleich nicht ausreichend sein kann und ferner der Ausgleich bei der chromatischen Aberration verschlechtert wird. Außerdem kann die Miniaturisierung nicht erreicht werden. In Gegensatz hierzu, wenn dg kleiner als 0.08F ist,muß der Ausgleich, um die erwünschte rückwärtige Brennweite zu erhalten, in einem anderen Abschnitt des Linsensystems vorgenommen werden, woraus sich eine Verringerung der Petzval-Summe ergibt.

Die Bedingung (4) bestimmt die Größe und Art der sphärischen Aberration im Zusammenhang mit der Bedingung (3). Wenn r„ kleiner als 0.75^ ist, wird, selbst wenn es möglich ist, einen geeigneten Wert für die Größe der sphärischen Aberration in einem Bereich zu erhalten, der durch einen Ring in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene begrenzt ist, der Ausgleich in den Um-

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.fangsflachen außerhalb dieses Bereiches sehr schnell mangelhaft mit dem Ergebnis, daß der Ausgleich in dem fokussierten Bild ungleich wird. Im Gegensatz hierzu, wenn r™ größer als 1.25F ist, wird der Ausgleich für die Umfangsbereiche äußerst übertrieben und es ist schwierig, diesen Ausgleich in einem anderen Bereich des Linsensystems vorzunehmen.

Die Bedingung (5) ist vorgesehen, um eine geeignete Koma für das Licht von vergleichsweise geringer Einfallshöhe aufrechtzuerhalten. Im Zusammenhang mit dem Brechungsindex ist diese Bedingung so bestimmt, daß ein großer Brechungsindex für die negative Linse Ln verwendet wird, damit der Ausgleich der chromatischen Aberration in der rückwärtigen Linsengruppe übermäßig _j; ist. Wenn r,,_P kleiner als 2F ist, wird das Auftreten der inneren Koma gefördert.

Die Bedingung (6) ist vorgesehen, um zuzulassen, daß die chromatische Aberration in der rückwärtigen Linsengruppe übermäßig kompensiert wird. Bei einem solchen Vorgehen ist es notwendig, den Ausgleich der positiven Linsen beträchtlich zu verringern und Vg, Uq und \) *q oberhalb von 48 zu halten, obgleich die sechste Linse L₆ mit der siebten Linse L„ verkittet ist. Bei heute üblichen Gläsern nimmt der Brechungsindex mit einem unerwünschten Einfluß auf die sphärische Aberration ab, wenn die Abbe'sehe Zahl größer als 61 ist.

Die Bedingung (7) enthält das Verhältnis der vorderen und rückwärtigen Linsengruppen. Wenn die Länge der vorderen Linsengruppe (d^+ ... +dg) zu groß ist im Vergleich zu der Länge der rückwärtigen Linsengruppe (d_Q+ ... +d/jn) d.h., das Verhältnis der Längen der vorderen und der rückwärtigen Linsengruppe ist größer als 1.6, da die Blende in dem Abstand d_Q angeordnet ist,

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muß die erste Linse groß sein, wodurch es schwierig wird, ein Linsensystem kleiner Größe zu erzielen. Eine Vergrößerung der Durchmesser der Linsen der rückwärtigen Linsengruppe, um die durch sie hindurchgehende Lichtmenge zu vergrößern, ist ein Mittel, um die Durchmesser der vorderen Linsen zu verringern. Jedoch, wenn das Verhältnis der Längen der vorderen und rückwärtigen Linsengruppen kleiner als 1.2 ist, werden die Durchmesser der rückwärtigen Linsen zu groß, wobei die Durchmesser der rückwärtigen Linsen durch den Innendurchmesser einer praktisch verwendbaren Linsenhalterung begrenzt sind.

Spezielle Daten für ein Beispiel werden unten angegeben. Die Aberrationskurven, die sich mit diesem Beispiel ergeben, sind in den Figuren 2A - 2D dargestellt.

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F = 100

fr = 118.0

L, 4 ^x d, = 18.00 η_Ί = 1.7Ί32Ο ν. = I9.I

^±lr_? = 357.0 ^{λ λ} -¹

d„ = 0.86
r r_ = 208.2 *
L₂I . . d₃ « 3.13 n₂ = 1.51633 v₂ = 61.1

r. = 118.1

d_h = 25.11
257.1

d = 7.23 η-, = I.51633 ν = 61.1

71.6 ^{5 3 3}

^ö d, = 11.13

fr- « 102.5 °

L₁,¹, ' d = 11.05 ru = I.8O6IO ν = I0.9

flr_ft = -6I.9 ' ^H '

J dg = 8.66 η = 1.62588 ν =35.7

I. r_Q = -782.2 ö 5 5

^y d = 19.71

r = -110.2 ^y

^dio - ¹^"^{3 n}6 ■ ¹^^{731100 V}6 ^{= 51}·⁵

L₇ / ^1:L d_i;L = 3.I3 n_? = I.80518 V₇ = 25.I

V= 295.1

/ ^1:L d_i;L = 3.I3 n_? = I.80518

Vr= 295.1

d₁₉ = 10.00

Lgi ¹³ d₁₃ = 12.13 ng = 1.73100 Vg = 51-5

r_lh = -96.0

d _H = 0.29

¹⁵ ' d₁₅ = 11.13 n₉ = 1.71300 v_g = 53.9

, = -120.5

¹⁵ d_li; = 2.86

₁₇ « 112.1 ¹⁶

^X( d = 11.09 n₁₀= 1.75700 ν = I7.9

,0 - -359.7 ^{1( 10 10}

-P/0.84 = -119

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e e r s e 11

Claims (1)

1. . ·'■ . «PATfeNTANWr.LTE A. GRÜNECKER

   \ -Λ V ·■ -■ »-■·«

   H. KtNKELDEY

   or ns

   W. STOCKMAIR

   mw M emeu 2739488 K. SCHUMANN

   P. H. JAKOB G. BEZOLD

   DR MMWU OR. OtM

   8 MÜNCHEN 22

   MAXlMtUANSTRASSE 43

   PH 11 970 -40/Scton 1. Sept. 1977

   Patentanspruch

   Fotographisches Weitwinkelobjektiv mit einer großen Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander von der Objektseite zur Bildseite angeordnet sind: eine erste positive Linse (L^), eine zweite und eine dritte negative Meniskuslinse (Lg und IO, deren bildseitige Linsenflächen die größere Krümmung aufweisen, eine vierte positive Linse (L^), eine fünfte negative Linse (L₁-), wobei die vierte und die fünfte Linse an den Linsenflächen der stärksten Krümmung miteinander verkittet sind, eine sechste positive Linse (Lg) und eine siebte negative Linse (Lr,), wobei die sechste und die siebte Linse mit ihren Linsenflächen größter Krümmung miteinander verkittet sind und eine achte, neunte und eine zehnte positive Linse (Lg, Lq und L^q), wobei folgende Konstruktionsdaten vorgesehen sind

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   telefon (Οββ) aaaaea telex οβ-aasoo teleqramme monapat teiekopicrcr *-

   ORIGINALINSPECTEO

   F = 100

   = 118.0

   / T₁ = 11Ö.0

   ^Li "j ^di = 18.00 η_Ί = 1.74320 ν_Λ = 49.4

   ^r = 357.0 ^λ 1 ^λ

   - ά_ο = 0.86

   / γ-. = 208.2 ^d

   ^L2 Ι _ιβ do ^s 3.43 η = 1.516:3 v_ = 64.1

   ^ r, = 48.1 5 2 2

   d. = 25.14 .

   r r = 257.1 *

   ³U = 71.6 ^d5 ^{= 7}·^{23 n}3 ^{= 1}'5l633 V₃ = 64.1

   ⁶ d₆ = 11.43

   f r = 102.5

   ^Ll\ \ d = 44.05 n_Ä = 1.80610 v., = 40.9

   ( ^{V r}« = -6I.9 ' ^{q ή}

   r_q = -782.2 ° "fr ^V5 ^{= 35}'⁷

   d_q = 19.71
   γ,_λ = -110.2 ^y

   Y¹T_n= -68.2 ^iU " ° ^V6 " ⁵¹·⁵

   ^J7\ r = 295.4 ^" ³^³ °7 ^¹'⁸^⁸ v_? = 25.4

   ¹² d,_o = 10.00

   f ^r13 ⁼ -334.3 ¹²

   ^L8lr..= -Qfi.n ^ά13^^{12Λ3 n}8 =1-73400 v₈-₅1.5

   r = -96.0 13 ³

   ^dl4 ⁼ °·²⁹

   ^Γ15

   r_lfi = -120.5 15 9

   _lfi = 1205 15 "9 -"1300 V₉ = ₅₃.9

   d_lS « 2.86
   442.1 ¹⁶

   L₁₀ ^d17 ^{= n}·^{09 n}l0 - 1-75700 ν - 4₇.9

   ■10 =-359.7

   = -F/0.84- « -119

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   ■■ V-i-P-

   -3-

   P Brennweite des gesamten Linsensystems, F* _o . zusammengesetzte Brennweite der ersten

   I f ei · m m 1

   "bis zur i-ten Linse,

   d . der j-te Abstand der Linsendicke τ, der Krümmungsradius der k-ten Linsenfläche n. . der Brechungsindex für die d-Linie der

   i-ten Linse,
   lJ. ' die Abte¹ sehe Zahl der i-ten Linse.

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