DE2750138C3 - Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive - Google Patents

Description

1,85,

worin /74 und /75 die Brechungsindizes der Gläser der Linsen L 4 und L 5 bezogen auf die Linie c/bedeuten;

0,05/< d_s < 0,09/.

worin /die Brennweite des ganzen Objektivs und c/₅ die Dicke der Linse L 3 bedeuten;

0,13/<rf₄<0,19/.

worin dt den Abstand zwischen den Linsen L 2 und L 3, und d} die Dicke der Linse L 2, bedeuten.

Im folgenden sind die oben aufgeführten Bedingungen näher erläutert:

Das Objektiv gemäß Fig. 1 umfaßt fünf Linsenglicder, und zwar cme negative Meniskuslinse Ll, eine bikonvexe Linse L 2, eine bikonkave Linse L 3, sowie positive Meniskuslinsen L 4 und L 5, deren K^nkavseiten zum Objektiv gewandt sind. Üblicherweise wurden bei einem so einfachen Objektiv Koma und Verzeichnung, die an der vordersten Linse hervorgerufen werden, mittels eitler Vergrößerung des Abstands zwischen der zweiten Linse L 2 und der dritten Linse L 3 oder durch eine größere Krümmung der besitzseitigen Fläche der zweiten Linse L 2 korrigiert.

Beim erfindungsgemäßen Objektiv besitzt die erste Linse L1 einen relativ großen Betrag negativer Brechkraft zur Erzielung einer großen bildseitigen Schnittweite 5'. welche das 1,1- bis 1.3-fache der Brennweite f beträgt. Die unvermeidlich an der ersten Linse L 1 auftretende Koma und Verzeichnung werden hauptsächlich im hinteren Teil des Objektivs korrigiert. Genauer gesagt, läßt sich diese Korrektionsmaßnahme dadurch charakterisieren, daß zwei im rückwärtigen Teil des Objektivs angeordnete positive Linsen Meniskuslinsen sind, deren Konkavseiten zum Objekt hin gewandt sind. Damit wird nämlich angestrebt, daß das Objektbild durch die von den beiden zum Bild gewandten. Konkavseiten der beiden positiven Linsen bewirkte Zerstreuungsfunktion vergrößert wird, um dadurch die durch die negative Frontlinse hervorgerufene negative Verzeichnung weitgehend zu korrigieren.

Bei solchen Objektiven vom Typ umgekehrter 1 eleobjektive haben jedoch die Linsen L I bis /.J sehr große Beträge negativer Brechkraft und die Brechkraft der beiden positiven Linsen ist daher entsprechend groß. Wenn daher die objektseitigcn Flachen der vierten und der fünften Linse L 4 und 1.5 konkav sein sollen, ist es unbedingt nötig, zu große positive Brechkräfte an den bildseitigen Flächen dieser Linsen /u vermeiden.

Zur Gewährleistung einer solchen Gegenmaßnahme ohne Beeinträchtigung der Wirksamkeit der vorgesehenen Zerstreuungswirkung besteht dahei erfindungsgemäß die Bedingung (i). die sich durch

ausdrücken laßt. Bei dem unteren Grenzwert dieser Bedingung wird die genannte Gegen- oder Korrektionsmaßnahme erreicht, wenn der obere Grenzwert einen Schwellenwert zur Erzielung eines Ausgleichs für die Farbfehler an diesen positiven Linsen darstellt.
Weiterhin ist die Bedingung 2. d. h.

O.O^/V d- < O.W f.

£>j|!ie. um die Wirksamkeit der genannten Korrektionsmaßnahme sicherzustellen. Dies bedeutet, daß das durch die Konkavflächen beider positiver Linsen L4. i.5 und die bildseitige Fläche der Linse /. 3 hindurchfallende Licht dadurch /um Bildfeldrand gestreut wird, daß die Dicke der Lip.se L 3 relativ groß gewählt und dadurch die Zeritreuungswirkung der Konkavflächen der beiden positiven Linsen L 4 und /.5 vergrößert wird. Der untere Grenzwe.; der Bedingung (2) ist somit der kleinste Wert fur die Bildfehlerkorrektion. während der obere Grenzwert dieser Bedingung (2) der größte Wert für die Korrektur des Farbfehlers im rückwärtigen Teil des Objektivs darstellt. Neben den im rückwärtigen Teil, d. h. an den Hinteriinsen. des Objektivs vorgenommenen Korrektionsmaßnahmen wird eine Korrektionsfunktion im vorderen Teil des Objektivs dadurch einfacher, daß der Abstand zwischen den Linsen L 2 und L 3 sowie die Dicke der zweiten Linse L 2 wie folgt festgelegt werden:

0,l3/<rfi<0,19/,
0,15/<rf,<0,4/.

Es ist für Objektive dieser Art ein Korrektionsverfahren bekannt, bei dem der Luftabstand dt zwischen der zweiten Linse L 2 und der dritten Linse L 3 groß gewählt wird, während der zweiten Linse L 2 eine große Brechkraft und eine große Dicke zugemessen werden, um die durch die erste Linse hervorgerufene negative Koma und Verzeichnung sowie eine überkorrigiertc sphärische Aberration zu kompensieren. Im Hinblick auf die Beziehung zwischen der Zersireiiiingswirkung des Luftraums und der Dicke der Linse stellt es jedoch keine günstige Maßnahme dar. den Luftabstand dt zu groß auszulegen. Obgleich nämlich durch einen zu großen Luftabstand dt eine wirksame Korrektion der Verzeichnung erreicht wird, sind damit Nachteile verbunden, etwa eine Vergrößerung der Petzvalschen Summe, die von einer Zunahme der Krümmung der Meridional-Bildfläche zur negativen Seite hin abhängig ist. sow';..· eine Vergrößerung des Effektivdurchmessers der ersten Linse.

Beim erfindungsgemäßen Objektiv wird daher der Luftabstand zwischen zweiter uno dritter Linse L 2 bzw. /,3 so klein gehalten, daß die Einfügung einer Blende noch möglich ist. und die durch die Dicke der zweiten Linse 1.2 bedingte Sammelwirkung wird bezüglich der Korrektion stärker berücksichtigt. Der untere Grenzwert von Bedingung 3 ist der kleinste Wert zur Erhaltung der notwendigen mechanischen Maße für die Einfügung der Blende, während der obere Grenzwert der größte Wert ist. bei dem die oben genannten Nachteile nicht auftreten. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß Bedingung 4 mit Bedingung 3 zusammenhängt.

Bedingung 4 wird, wird die Sammelwirkung ungenügend, während sie dann, wenn dt den oberen Grenzwert übersteigt, zu groß wird, was zur Folge hat. daß es schwierig wird, eine große bildseitige Schnittweite zu erzielen, und auch die anderen Nachteile, wie zu stark negative sphärische Aberration, auftreten.

Im folgenden ist der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1. 3 und 5 Schnittbilder dreier Objektive und

F i g. 2,4 und 6 Aberrationen dieser Objektive.

In den folgenden Tabellen sind die Konstruktionsdaten der Objektive gemäß den den Fig. L 3 und 5 aufgeführt

Objektiv i

/■= 1 1 : 2.8

r = 1.4169

r. = 0.4143
r. = 0.76 i 4

) = 64"- s'= 1,116

rf-=0.0423

Λ = 03386

nd; = 13163

Hd₁= 1.7570

64,1

Fortsetzung
A = -1,3390
r, = -0,5800
r₆ = 1,4698
Π = -0,8472
r« = -0,5243
η, = - 13.986
η η= -0,6324

d, = 0,1467 d₅ = 0,0705 d₆ = 0,0372 d? = 0,0592 d, = 0,0028 ch = 0.0874

/JtZ₃= 1,7407

nd. = 1,6968

ds = 1.7130

d₃ = 27,8

vd. = 55,5 vd-, = 53.9

Seideische Äberrauünskoeiii/.ieüieii ίί'π Olijekiiv 1

	S	0,0795	C	0,0777	Λ	0,0759	P	0,2403	D	0.3090
1	-10,8808	1.0623	-0,1037	-0,8219	0,0904
2	7,2098	1,00-14	0,1399	0,5658	0.0983
3	3,4101	-1,8068	0,9573	0,3217	-0,6776
4	-8,0078	2,3751	-0,7044	-0,7336	0,4265
5	-1,6288	-1.2475	- 0,9554	-0,2895	- 0,9534
6	0.0434	-0,0913	0,1922	-0,4847	0,6156
7	1,5111	-0,4537	0.1362	0,7831	-0,2760
8	0,0019	"0.0144	0.1086	- 0.0298	0,5911
9	9.3529	- 0.9709	0,1008	0,6582	- 0,0788
10	1.0912	- 0.0363	- 0.0526	0.2097	0.1450
V

Diese Koeffizienten gelten für Aufnahmeabstand mus. während P und D die Petzvalkrümmung bzw. die »unendlich« und Lage der Blende bei 0.07 hinter der -»n Verzeichnung bedeuten. £ ?'b^{ die Summe der vierten Linsenfläche. S. Cund A sind Koeffizienten der Aberrationskoeffizienten an.

Ab^rr?VOⁿ

Ηργ

Objektiv 2

/■= 1 I : 2.8
r, = 1.1263

r_: = 0.4869

Π = 0,9921

η =-1,4612

T₅ =-0,5742

/ν = 1.6640

Γ: =-1.8897

r_s =-0.5883

r₉ =-Z7570
_Γι0= -0.7365

75=

5'= 1,219

di =0.0521

d₂ = 03555 d₃=03194 d. = 0,1736 d₅ = 0,0729 ck = 0.0278 a, = 0,0764 dg = 0,0035 d, = 0.0799

nd, = 1.6230

nd₂= 1.7859

nd₃= 1,7407

. = 1.6968

/?d₅ =1.6968

vd: = 58.2 Vd₂ = 44.2 vd₃ = 27,8

Seideische Aberrationskoeffizienten für Objektiv SCA

2 3

4 5 6 7 8

10

0,1655

-6,6445

4,9329

4,9282

-12.3120

-1.9778

0.0288

3.5568

-0,0877

9,0518

1.6420

0,0891 1,2020 1.0143

-2,1231 2,7072

-1,3539 0.1051

-0,7469 0.1077

-KOI52

-0.0135

0,0480

-0,2174

0,2086

0,9146

-0,5953

-0,9268

0,3834

0,1568

-0.Π22

0,1138

-0.0463 0,3407

-0,7883

0,4435

0,3011

0,7410

-0,2557

-0,2173

0.6980

-0.1489

0,5575

0.1897

10

0.2094

0,1819

0,1341 -0,5237

0,2938 -0,8095

0.6059 -0,1795

0.3452 -0.0753

0.1824

Diese Koeffizienten gelten für

»unendlich« und Laee der Blende bei 0,07 hinter der vjprtpn I irnpnflächp S. C A. fund D sowie y besitzen dieselbe Bedeutung wie vorher.

Objektiv 3

A= 1 1 : 3,5 r, = 1,0809

r> = 0,4386

Γ) = 0,8076

η =-1,4515

r_s =-0,5466

r_b = 1.5009

Γ; =-1,9748

r₈ =-0,5869

r» = - 2.K68 no= -0,6203

, = 75° .?'= 1.241

(/,=0,0523 (/₂ = 0,4886 (/, = 0.2094

ds = 0,0698 ti = 0,0209 di = 0,0698 ck =0,0035 d, = 0,0698 nc/, = 1,5891

nc/,= 1.7200

di= 1.7847

i= 1.8061

ds= 1.6230

Vf/, = 61.1

43.7

vd, = 26.2

vc/₅ = 58,2

Seideische Aberrationskoeffizienten für Objektiv

1,6672

-0,0629

-0,0327 0,1934

1	0,1834	0,1027	0,0575	03429	0.2243
2	-8,7613	1,3312	-0,2023	-0,8452	0.1592
3	7^275	1,3255	0,2334	03183	0.1324
4	4,8099	-2,1246	03385	0.2884	-03419
5	-13,8309	3,1072	-0,6981	-0,8043	0,3375
6	-35010	-2,1583	-1,1942	-0,2929	-0,8228
7	0,2105	03603	0,6166	-0,2260	0,6684
8	33756	-0,8134	0,1960	0,7605	-0,2305
9	-0,0857	0,1007	-0,1182	-0,1671	03352
10	12,1392	-1,2943	0,1380	0,6188	-0,0807

0,1811

Diese Koeffizienten gelten für Aufnahmeabsta.id »unendlich« und Lage der Blende 0,087 hinter der vierten Linsenfläche. S, Q A, P, D und das Sumrr.enzeichen besitzen dieselbe Bedeutung wie vorher.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, wird beim erfindungsgemäßen Objektiv eine gute Aberrationskorrektur über das ganze Objektiv erreicht

Hierzu 4 Blatt Zeichnuneen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive, mit einer objektseitig konvexen negativen Meniskuslinse, einer bikonvexen Linse, einer bikonkaven Linse und zwei bildseitig konvexen positiven Meniskuslinsen, dadurch gekenn-

f=\ 1 :2,8 2ω = 64" 5=1,11 Ib nd\ = 1,5163 η = 1,4169 c/,=0,0423 ' Γϊ = 0,4143 d₂ = 0,2540 /JiZ₂= 1,7570 η = 0,7614 £/₃ = 0,3386 η = -1,3390 £/4 = 0,1457 nc/.= 1,7407 η = -0.5800 (Z₅ = 0,0705 r_b = 1,4698 dt = 0,0372 /?£/,= !,6968 η = -0,8472 (J₇ = 0,0592 r» = -0,5243 ds = 0,0028 mA= 1,7130 /9 = -13,986 d, = 0,0874 no = -0,6324

zeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden SeidelkoefFizienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1% abweichen:

V£/,=64,l

47,9

■veh = 55,5

Z₅ = 53.9

2. Weitwinkelobjektiv νρ·η Typ umgekehrter Teleobjektive, mit einer objektseitig konvexen negativen Meniskuslinse, eine"· bikonvexen Linse, einer bikonkaven Linse und zwei bildseitig konvexen r> positiven Meniskuslinsen, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entspre-

'= 1,219

r=\ 1 :2,8 2ω = 75° S η = 1,1263 <Ζι =0,0521 r₂ = 0,4869 t/j = 0,5555 Γι = 0,9921 <Ζ₃ = 0.3194 η = -1,4612 (Z₄ = 0,1736 /"5 = -0,5742 £/₅ = Ο,Ο729 /f> = 1,6640 c/₆ = 0,0278 Γ? = - 1,8897 CZ₇ = 0,0764 Γα = -0,5883 tZ» = 0,0035 /"9 = -2,7570 tZ, = 0,0799 no = -0,7365

chen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsrnäßig höchstens 1% abweichen:

nc/, = 1,6230

nt/,= 1.7407

/JtZ₄= 1.6968

nc/,= 1.6968 vt/, = 58,2

₂ = 44,2

27,8

i't/₄ = 55,5

3. Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive, mit einer objektseitig konvexen negativen Meniskuslinse, einer bikonvexen Linse, einer bikonkaven Linse und zwei bildseitig konvexen positiven Meniskuslinsen, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1% abweichen:

3 27 50 138 nd\ -- 1 :3,5 /=1 1,0809 2ω = 75° S'-- = 1,241 Γι = 0,4386 c/, =0,0523 ndi- /·, = 0,8076 £/. = 0,4886 η = -1,4515 £73 = 0,2094 η = -0,5466 04 = 0,1675 rs = 1,5009 c/₅ = 0,0698 = 1,5891 Γβ = -1,9748 cZ₆ = 0,0209 η = -0,5869 dj=0,0698 = 1,7200 /8 = 2,2968 CTi = 0,0035 /•q = -0.6203 ch = 0,0698 /7CZ₃= 1,7847 Γιη = nctx ⁼ rids - = 1,8061 = 1,6230

₂ = 43,7

ve/, = 26,2

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 3.

In letzter Zeit sind verschiedene Weitwinkelobjektive vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit einer relativen Öffnung von 1 : 2,8 bis 1 :3,5 und einem Bildfeld von 62° bis 76° entwickelt worden, die aus fünf Linsen bestehen, nämlich einer negativen, einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer positiven Linse in der angegebenen Reihenfolge. Bei diesen Objektiven erfolgt die Aberrationskorrektur in der Weise, daß die Aberrationen der vorderen Linsengruppe korrigiert werden. Beispeilsweise werden negative Koma und negative Verzeichnung, die durch die erste, negative 1 60<-

Linse hervorgerufen werden, dadurch korrigiert, daß der Abstand zwischen der zweiten, positiven Linse L 2 und der dritten, negativen Linse L 3 groß gewählt wird und dadurch, daß die Brechkraft der zweiten, positiven Linse erhöht wird.

Es ist jedoch nicht zweckmäßig, diese Korrektion v, lediglich am Frontlinsenglied vorzunehmen, weil dieses eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung eines hinreichend großen Bildfeldes und einer ausreichend großen bildseitigen Schnittweite spielt.

So ist es bei solchen Objekten üblich, die frontseitig angeordnete negative Linse zur Erzielung eines großen Bildfeldes und zur Erzielung einer großen bildseitigen Schnittweise vorzusehen. Eine stärkere negative Brechkraft ist unweigerlich mit stärkerer negativer Koma und Verzeichnung verbunden. Wenn diese Aberrationen nur an der Frontlinse des Objektivs korrigiert werden, wird die positive Leistung dieses ^Teils groß, mit dem Ergebnis, daß der Effektivdurchmesser der Frontlinse unzulässig groß wird. Dieser Nachteil darf insbesondere bei Linsensystemen mit kleiner Linsen.zahl nicht &ο übersehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines kompakten, einfach aufgebauten Weitwinkelobjektivs vom Typ umgekehrter Teleobjektive, bei welchem Koma und Vevze'chnung, die durch eine negative Frontlinse zur Aufrecherhaltung einer großen bildseitigen Schnittweite hervtx gerufen werden, in erster Linie im bildseitigen Teil des Objektivs und nicht ausschließlich im objektseitigen Teil korrigiert werden, während die. erforderliche große bildseitige Schnittweite und die erforderliche relative öffnung erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung des Weitwinkelobjektivs mit Konstruktionsdaten gelöst, die denen im Kennzeichen einer der Ansprüche I bis 3 aufgeführten Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Seidel'schen Flächenteilkoeffizienten bzw. deren Summen innerhalb der im Kennzeichen angegebenen Toleranzbereiche liegen.

Das Objektiv gemäß der Erfindung genügt den folgenden Bedingungen: