DE2808107A1

DE2808107A1 - Modifiziertes gauss-objektiv

Info

Publication number: DE2808107A1
Application number: DE19782808107
Authority: DE
Inventors: Tamikazu Yamaguchi
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1978-09-28
Also published as: US4182550A; JPS53117420A

Description

HOFFMAlNN · EI^LJS & PARTNER

PAT E N TAN WALTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197Ä) . DIPL-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING.W. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTEASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MDNCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

Minolta Camera Kabushiki Kaisha, Osaka/Japan

Modifiziertes Gauss-Objektiv

Die Erfindung bezieht sich auf ein modifiziertes Gauss-Objektiv und betrifft insbesonders ein modifiziertes Gauss-Objektiv bestehend aus sechs Gruppen mit sieben Elementen für die Verwendung in einäugigen Spiegelreflexkameras.

Gauss-Objektive oder modifizierte Gauss-Objektive werden im allgemeinen als Objektive mit einem großen Öffnungsverhältnis verwendet, da die Bildfeldkrümmung vorteilhaft korrigiert werden kann. Der von den achsentfernten Strahlen abhängige Reflektionsfleck neigt zu einer steigend schwierigeren Korrektur, wenn das Öffnungsverhältnis in einem Gauss-Objektiv oder einem modifizierten Gauss-Objektiv zunimmt. Weiter neigt die Schnittweite des Gauss-Objektivs oder des modifizierten Gauss-Objektivs dazu,kurz zu

809839/0712 ™,™ „„,^

sein, so wie zum Beispiel 50 bis 60 % der gesamten Brennweite des Objektivs in der üblichen Auslegung, wobei diese Schnittweite relativ ungünstig für die Verwendung in einer einäugigen Spiegelreflexkamera ist, in welcher eine ausreichend große Schnittweite für den Schwingspiegel erforderlich ist, der hinter dem Objektiv angeordnet ist. Für eine steigende Schnittweite ist das Gauss-Objektiv oder das modifizierte Gauss-Objektiv im allgemeinen so ausgelegt, daß eine relativ große Brechkraft auf die Linsengruppen an der Bildseite des Öffnungsanschlages verteilt wird. Diese Auslegung ist jedoch für die Korrektur des von den achsentfernten Strahlen abhängigen Reflektionskreises und der Bildfeldkrümmung ungünstig. Die oben erwähnten Umstände machen es sehr schwierig ein Gauss-Objektiv oder ein modifiziertes Gauss-Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis mit einer ausreichend großen Schnittweite auszulegen, indem die verschiedenen Aberrationen genügend korrigiert sind. Nach dem Stand der Technik erreicht tatsächlich die Schnittweite üblicherweise nur ungefähr 70 % der Brennweite des Objektivs und kein Gauss-Objektiv oder modifiziertes Gauss-Objektiv, in dem die Schnittweite 80 % der Brennweite des Objektivs erreicht, ist bisher bekannt. Im Falle von Hochgeschwindigkeitsobjektiven, wie zum Beispiel ein Objektiv mit F_Mn 1,2 haben die Gauss-Objektive oder modifizierten Gauss-Objektive eine Schnittweite von weniger als 70 % der gesamten Brennweite des Objektivs.

Verschiedene modifizierte Gauss-Objektive aus sechs Gruppen, bestehend aus sieben Elementen, wurden bisher vorgeschlagen wie zum Beispiel jene in der US-PS 3 874 771, US-PS 3 451 745 (DE-AS 1 547 118) und US-PS 3 738 736 (DE-AS 2 163 431). Es wurden weiter viele andere modifizierte Gauss-Objektive, bestehend aus sechs Gruppen, und sieben Elementen bisher bekannt, wie zum Beispiel aus der DE-AS 1 277 580, der US-PS 3 851 953 (DE-AS 2 322 302), der US-PS 3 984 155 (DE-OS 2 506 171), der US-PS 3 743 387 (DE-AS 2 156 009), der US-PS 3 938 884 (DE-OS 2 506 187), der DE-OS 2 607 710, der DE-OS 2 347 262, der JA-PS'en 48-10083, 41-17176, 47-54013 und 49-23891, dem

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47MiSt©25 nod JÄ-äS 51-14S421

Die vorliegende Erfindung scnaf f t Jedock eine raeoe Äüislegong eines modifiziertem «SaTiiss-Qbjjektivs aas secns Gmippem mit: sieben Elementen _p welemes bislier dosrcn den. Stand der Teclhinik nicnt vorbe— seloarieliem wmotdej. wie dies aras einem ¥ergleicL· zwisckeii dem Qbjek— nadi. dem. Stand der Teclniiik: tEHd dem. Bedingungen. ersiclntJLicIi die diircli die vorXiegenide ErfindoiEiig definiert werden.

der "^orliegeHdeit Erf indireng ist ein ntadif iziertes

aims sechs CSrappen mit sieben Elementen zn scnaffen_P welc&ies eine ausreichend groSe Sclnmittsreite Hind ein öffnxmgsver— nältnis aiaifHreist_r in dem die ^ersclkiedenen Aberrationen gcit korrigiert sind.

(Seinäi® der "srorliegenden Erf indmng wird eine Sclmittweite von HteBir _ als ΊΒ % der gesamtes Brennweite des Objektivs im Falle eines Objektivs EEi-fc änsserst noiier (Sesctarindigkeit wie zraan Beispiel E?Wff)> 11 ρ 2 ennSglic6tt_e wobei die Scnnittraeite S© % der Gesamtbrenn— weite des Qfejekti^s exxeiciien kann, für den Fall einer F—!Sani wa H_eS. Biese Scnätzongeia gelten frär den FaIIj₇ daß das Qfo-

jektiw fair einen Bildfeldwinkel toe TEEngefäEnr 5© ausgelegt ist_B wobei es nicnt nötig ist_edaraaf ninziaiweisen,, daB eine amsreicnend gmte Korrektoar der ^erscaiddenen Mjerrationen im Betracnt gezogen

der vorliegenden Erf induing sind in der

dargestellt und werden inn folgenden näner beschrieben.. Es seigts

Fig.. 1_F 3 Tund 5 scneHtatiscke Änsicnten einer ersten „ zweitem tHüd. dritten AuisfBnruimgsfairini der vorliegenden Erf indting Fig. 2a, 2b_r 2c_r 2d Biagrarame der Mierrationen der 4aβ- 4ffi*r 4c _r 4d ersten,, zweiten land dritten abs— Sa₁, 6b r 6c e 6d fSmroaigsforrm der vorliegenden Erfim—

dung.

Wie man in den Fig. 1,3 und 5 sieht, umfasst das modifzierte Gauss-Objektiv der vorliegenden Erfindung sechs getrennte Linsengruppen, bestehend von der Objekt- zur Bildseite aus folgenden Gruppen: Einer ersten Gruppe, bestehend aus einer positiven objektsei-txgen; konvexen Meniskusexnzellinse It_t, einer zweiten Gruppe, bestehend aus einer positiven objektseitigen konvexen Meniskus— einzellinse L„_r einer dritten Gruppe, bestehend aus einer negativen.! oirfektseitigen . konvexen Meniskuseinzellinse I₁₃, einer vierten Gruppe, bestehend aus einer - objekt seitigen konkaven meniskxis— fSinnigen Doppellinse, die durch Verkitten eines negativen und eines positiven Unterelements L·. und L·,- ausgebildet ist_r einer fffinften Gruppe, bestehend aus einer positiven objektseitigen konkaven Meniskuseinzellinse L·^, und einer sechsten hinteren Gruppe, bestehend aus einer positiven Einzellinse !._,-

Die vorliegende Erfindung ist, wie oben erwähnt, auf ein modifi— zieartes Gauss-Objektiv aus sechs Gruppen mit sieben Elementen ge— ricktefcr welches durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet -1st=

11} —d_#4 < ((f. + iT(-)f ¹^ -0,24

f 21 -1 _f 2T < C^₁ ■+ ^₃ Ϊ /0₆ ^ -1 r 12

-1,13

,67

C71 -tt_ft4 f/R «CO, 2
wobei:

IR, den Krümmungsradius der i-ten Brechungsfläche, gezählt von der Oirjcktscitc, darstellt;

B. den χ-ten axialen Abstand (das heißt den Luftspalt oder die Hinsendicke), gezählt von der Objektseite, darstellt; HL den Brechungsindex hinsichtlich der d-Linie des i-ten Glasiaaterials, gezählt von der Objektseite, darstellt; YV die Äbbezahl des i-ten Glasmaterials, gezählt von der Objefcfcsexte» darstellt?

f. dis Hrechkraft der i-ten Brechungsfläche, gezählt -wart der

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Objektseite,, darstellt, wobei die Brechkraft ^₁ durch den Krümmungsradius R. der i-ten Brechungsfläche, den Brechungsindex η des Mediums auf der Objektseite' der i-ten Brechungsfläche und der Brechungsindex n¹ des Mediums auf der Bildseite der i-ten Brechungsfläche wie folgt difiniert ist:

Jß_± = (n¹ - n)/R_±; und
f die Brennweite des gesamten Objektivs darstellt.

Wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, sind modifizierte Gauss-Objektive aus sechs Gruppen mit sieben Elementen durch den Luftspalt D., der zwischen der zweiten und dritten Linse L„ und L_ ausgebildet wird, gekennzeichnet. Dieser Luftspalt D. wird durch die Trennung einer Doppellinse geschaffen, welche in dem Original-Gauss-Objektiv das zweite Element darstellt, um eine negative Brechkraft zur Korrektur des von den achsentfernten Strahlen abhängigen Reflektionskreises zu erzielen. Das Problem des Reflektionskreises ist unlösbar mit den Gauss-Objektiven verbunden und die Schaffung eines Luftspalts D. verbessert das Objektiv, um ein Bild hohen Kontrastes zu schaffen, sogar für den Fall eines großen Öffnungsverhältnisses. Die Steigerung der negativen Brechkraft des Luftspalts D. zur Verminderung des Reflektionskreises bewirkt jedoch ebenfalls eine Steigerung der Petzvalsumme, welches für die Korrektur der Bildfeldkrümmung ungünstig ist. Die negative Brechkraft des Luftspaltes D. sollte deshalb innerhalb geeigneter Grenzen für die Korrektur des achsentfernten Reflektionskreises und der Bildfeldkrümmung bestimmt werden. Die Bedingung (1) definiert diesen Bereich. Ausserhalb der unteren Grenze der Bedingung (1) wird die Bildfeldkrümmung wegen des Ansteigens der Petzvalsumme problematisch, obwohl der achsentfernte Reflektionskreis vermindert werden kann. Auf der anderen Seite ist es schwierig, den achsentfernten Reflektionskreis ausserhalb der oberen Grenze zu korrigieren.

Die Bedingungen (2) bis (5) beziehen sich auf das Problem,eine ausreichend große Schnittweite bei einer guten Korrektur der verschiedenen Aberrationen zu erhalten. In einem modifizierten Gauss-

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Objektiv aus sechs Gruppen mit sieben Elementen konvergiert ein I ic.itstrahl durch die erste Brechungsfläche R- bis zur sechsten Brechungsfläche R_fi und divergiert durch die folgende siebte Brechungsfläche R_ bis zur elften Brechungsfläche R₁₁. Entsprechend sind die relativen Werte der axialen Abstände zwischen den Brechungsflächen wichtig, um die Schnittweite zu bestimmen. Bedingung (4) bezieht sich auf die axialen Abstände als grundsätzliche Bedingung für die Erzielung einer ausreichend großen Schnittweite. Ausserhalb der unteren Grenze der Bedingung (4) ist der

Lichtweg D_+D_o+D-.+D_ir., auf dem ein Lichtstrahl divergiert, unzu-/ ο y ι υ

reichend relativ zu dem Lichtweg D..+D„+D_+D .+Dj-, auf dem der Lichtstrahl konvergiert. Hierdurch wird es schwierig, die gewünschte Schnittweite bei ausreichender Korrektur der verschiedenen Aberrationen zu erhalten. Auf der anderen Seite ist der achsentfernte Reflektionskreis ausserhalb der oberen Grenze schwierig zu korrigieren, obwohl eine große Schnittweite in vorteilhafter Weise erzielt werden kann. Bedingung (2) definiert das Gleichgewicht zwischen einer positiven und einer negativen Brechkraft hinsichtlich den positiven Brechnungsflachen R. und R₃, die die positive Brechkraft in den Linsengruppen an der Objektseite des Öffnungsanschlages darstellen und die negative Brechungsfläche R , die die negative Brechkraft in der gleichen Linsengruppe an

6
der Objektseite des Öffnungsanschlages darstellt. In ähnlicher Weise definiert Bedingung (2) ein Gleichgewicht zwischen einer positiven und einer negativen Brechkraft in den Linsengruppen auf der Bildseite des Öffnungsanschlages, hinsichtlich der Brechungsflächen R , R₁₁ und R . Die Bedingungen (2) und (3) beziehen sich auf die Korrektur verschiedener Aberrationen, wobei die Schnittweite ausreichend groß gehalten werden soll, und betreffen insbesonders eine günstige Korrektur des Komas und der Verzeichnung. Bedingung (5) bezieht sich auf die in dem Objektiv verwendeten Brechungsindizes, die zur Korrektur der verschiedenen Aberrationen dienen sollen, wobei die Schnittweite ausreichend groß gehalten werden soll, wobei die Brechungsindizes der Linse L- und L₄ mit Flächen R_g und R_, die die negative Brechkraft des Objektivs darstellen, relativ hoch zur Korrektur der sphärischen Aberration und des achsentfernten Reflektionskreises sein müssen, die durch

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die steigende Schnittweite problematisch werden. Die Bedingungen {2)und (3) sind ebenfalls erforderlich, um das Objektiv in kompakter Bauweise auszuführen.

Schließlich dienen die Bedingungen (6)und (7) der Korrektur der chromatischen Aberrationen. Durch Hinzufügen der Bedingungen (6) zu den oben aufgeführten Bedingungen wird die seitliche chromatische Aberration vorteilhaft korrigiert. Die Bedingung (7)
dientzur Korrektur der Aberrationen unter Berücksichtigung der
Lichtstrahlen kürzerer Wellenlänge/wie zum Beispiel der sphärischen Aberration unter Berücksichtigung der d-Linie. Ausserhalb der Bedingung (7) werden die Aberrationen für die Achsstrahlen und die achsentfernten Strahlen hinsichtlich der Lichtstrahlen kürzerer Wellenlänge nicht ausreichend korrigiert.

Die Tabellen 1 bis 3 zeigen die drei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

IS/071

AO

Tabelle 1

Ausführungsform 1

f = 100

1 : 1,2

= 4€

Krümmungs radius	88.05	Axialer Abstand	» 11.	0	Brechungs index	Abbezahl	7	6
								7
^Rl "	404.87	D₁	- O.	44		- -
					N₁ - 1.7885	V₁ «■ 45.		7
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	80.1Oi₁		« 3.	7
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ΑΛ

Ausführungsform 2 f.= 100

Tabelle

:

u) =46'

Krümmungsradius

Axialer Abstand Brechungsindex

Abbezahl

R₂

?; R₃

75.00

314.55

48.50

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- 10.0

-

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Tabelle 3

Ausführungsform 3

117.

-

' 44.

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49

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1 :

1,

Axialer

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Abstand

8,

20.

Brechungs

47.3

f =

1226.

72.

50

index

■ ■.

Krümmungs

,07

• 1 ι

D₁ -

0,

3.

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Abbezahl

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radius

100«

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64

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Schnittweite

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Claims

BÖOPFMÄIOf · EITLE & PARTISTER

PATENTAKWItTE

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Dlrl.-ING. K-FQCHStE - DB. BEE. MAT. B. HANSEN ARABELLASTSASSE 4 (STEKNHAUS} · B-SdCKi MEJNCHEN 31 - TELEFON (069) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

Minolta Camera Kafoushiki Kaisna_r Osaka/Japan

Modifiziertes Gauss-Qbjektiv

Patentansprüche

\i# Modifiziertes Gauss-Objektiv aus sechs separaten Linsen— ' €pnappen_r die im einzelnen bestehen aus:

Einer ersten vorderen Gruppe _t bestehend ans einer positiven ob'jektseitigen konvexen Meniskuseinzellinse; eine zweite Gruppe, bestehend aus einer positiven objektseitigera konvexen Meniskuseinzellinsej einer dritten Gruppe_F bestehend aus einer negativen objjektseifcigren konvexen Meniskuseinzellinse s einer vierten. Gruppe_f bestehend aus einer objektseitigen konkaves Meniskusdoppellinse,,. die durch ¥erkitten eines negativem έηϊ«! eines positiven Ontereleiaents aiisgebildet

einer iEfefteii Gruppe. _e bestehend sas einer positiven JektseifeigeiB. koiifeaveK ESsmiskaseinzelliiisej sad einer seefesten GrEEpps-_E bestellend sess einer g

ia 3s r el ge&esEsse

erfüllt.?

ORiGMAL INSPECTED

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0.85 < (D₇+D₈+P₉+R_1OJ/(D₁+D₂+D₃+B^+D₅) < 1,1,

₈c o,2,

R. den Krümmungsradius der ±-ten Brechtingsf lache, gezählt: von der Objektseite, darstellt;

D. den i—ten axialen Abstand {das heißt des Luftspalts oder der Iiinsendicke) , gezählt von der Objekt sei te, darstellt;

N. den Brechungsindex hinsichtlich der d-Linxe des i-ten Glasmaterials, gezählt von der Objektseite, darstellt; ^T. die Abbezahl des i-ten Glasmaterials, gezählt von der Objektseite, darstellt,

§. die Brechkraft der i-ten Brechungsfläche, gezählt von der Objektseite, darstellt, wobei die Brechkraft §. durch den Krümmungsradius R. der i-ten Brechungsfläche, den Brechungsindex η des Mediums auf der Objektseite der i-ten Brechungsfläche und den Brechungsindex n¹ des Mediums auf der Bildseite der i-ten Brechungsfläche wie folgt definiert ist:

jf.= Cn* - ni/R.; und
f die Brennweite des gesamten Objektivs darstellt.