DE2839843C2

DE2839843C2 - Fotografisches Standardobjektiv

Info

Publication number: DE2839843C2
Application number: DE2839843A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Hachiouji Tokyo Imai
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-09-13
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1982-06-24
Also published as: JPS5443725A; DE2839843A1; US4232944A

Description

S' = 0,691

worin bezeichnen

r\ bis no die Krümmungsradien der Linsenoberflächen, di bis db die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

ti] bis /J6 die Brechungsindizes der Linsen, v\ bis Vt die Abbe-Zahlen der Linsen, Zd die Baulänge des Objektivs, f die Brennweite des Objektivs und /ß die hintere Schnittweite des Objektivs, in bezug auf die Bildfehler dritter Ordnung im wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler zumindest folgende Bedingung erfüllt ist:

n_b = 1,67003

v₆ = 47,25

- sy <o,i

mit

S Flächenteilkoeffizient nach Seidel für das Objektiv gemäß dem betreffenden Ausfüh

rungsbeispiel

5' Seidelkoeffizient an der entsprechenden Linsenfläche für das vom Ausführungsbeispiel abweichende Objektiv

wobei die Koeffizienten S und 5' jeweils für die gleichen Werte der Brennweite und die jeweilige tatsächliche Blendenlage normiert sind und wobei der Querstrich über einer Größe Mittelwertbildung durch Summation der entsprechenden Werte für alle Linsenflächen und Division durch die Anzahl der Linsenflächen bedeutet

Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Standardobjektiv mit einem ersten Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse, einem zweiten Linsenglied in Form eines Kittgliedes aus einer positiven Meniskuslinse und einer negativen Meniskuslinse, einem dritten Linsenglied in Form eines Kittgliedes aus einer negativen und einer positiven linse und einem vierten positiven Linsenglied, bei dem die folgenden Bedingungen erfolgt sind:

f<-n 0?2f<

13<V5-V4

einer negativen Meniskuslinse, einem dritten Kittglied aus einer negativen Linse und einer positiven Linse und einem vierten positiven Linsenglied Dabei erfüllt das Linsensystem aus den nachstehend näher erläuterten Gründen die folgenden Bedingungen:

(1)

(2) 0,5/<r4<2/ (3) 0,25/<Γ₅<0,29/

(4) 0,25/< -Γ₆<0,29/

(7)

(8) l,6<17i,n₂, J15,/16<1,8

(9) (10)

Ein als lichtstarkes Gauss-Objektiv bezeichnetes Standardobjektiv dieser Art ist beispielsweise aus der so DE-AS 11 28 677 bekannt Dieses Objektiv besitzt eine Baulänge von 0.694.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompakteres gut korrigiertes Normalobjektiv anzugeben, bei dem insbesondere die Koma behoben ist.

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

Die Erfindung wird nun anhand erfindungsgemäßer Objektive mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In den Zeichnungen zeigt: eo

F i g. 1 ein Schnittbild-Objektiv nach der Erfindung, F i g. 2 die Korrekturkurven des Objektivs 1, F i g. 3 die Korrekturkurven des Objektivs 2 und F i g. 4 die Korrekturkurven des Objektivs 3. Die Objektive nach der Erfindung haben den schematisch in F i g. 1 dargestellten Aufbau mit einem ersten positiven meniskusförmigen Linsenglied, einem zweiten Kittglied aus einer positiven Meniskuslinse und Darin bezeichnen n, /4, rs, Γβ, η, /S die Krümmmungsradien der Linsen des

zweiten und dritten Linsenglieds, ds den Luftabstand zwischen zweitem und drittem

Linsengüed,

/Ji, /32, ns, /Je die Brechungsindizes des ersten Linsenglieds der gegenstandsseitigen Linse des zweiten Linsenglieds, der bildseitigen linse des dritten Linsenglieds und des vierten Linsenglieds, V2, V3, Vi_n Vs die Abbe-Zahlen der Linsen des zweiten und

dritten Linsenglieds und f die Brennweite des Objektivs.

Die Bedeutung dieser Bedingungen wird nun der Reihe nach erläutert

Die Bedingungen (1) bis (6) bestimmen die Krümmungsradien der-Oberflächen der Linsen des zweiten und dritten Linsenglieds. Für jede dieser Oberflächen wird der Krümmungsradius größer als der untere Grenzwert jeder dieser Bedingungen gewählt, um die Herstellung der Linsen für beide Linsenglieder zu

erleichtern. Weiter wird der Krümmungsradius jeder der Linsenflächen kleiner als der obere Grenzwert jeder der Bedingungen gewählt, um die verschiedenen Aberrationen bei den Objektiven gut zu korrigieren. Wenn der Krümmungsradius jeder Oberfläche kleiner als der untere Grenzwert ist, wird Koma unterkorrigiert. Obwohl es vorteilhaft erscheinen würde, einen kleineren Krümmungsradius für jede dieser Linsenflächen zu wählen, um Koma gut zu korrigieren, begrenzt die vorliegende Erfindung die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenflächen entsprechend den Bedingungen (1) bis (6) nach unten, um die Herstellung der Linsen zu erleichtern. Krümmungsradien nämlich, die die unteren Grenzwerte unterschreiten, sind vom Standpunkt der Herstellung der Linsen ungünstig. Das Probiem der Linierkorrektur von Koma, das unvermeidlich mit diesen unteren Grenzwerten verbunden ist, wird durch die Bedingungen (7) und (8) gelöst. Von den Bedingungen (1) bis (6) dienen die Bedingungen (1) und (6) als obere Grenzwerte zur Aufrechterhaltung einer Symmetrie von außeraxialer Queraberration. Wenn diese oberen Grenzwerte überschritten werden, wird der Asymmetriefehler groß. Die oberen Grenzwerte der Bedingungen (3) und (4) sind nötig, um eine hintere Schnittweite S'größer als 0,68/Zu erhalten, was für ein Objektiv für einäugige Spiegelreflexkameras wesentlich ist. Wenn die oberen Grenzwerte der Bedingungen (3) und (4) überschritten werden, ist es unmöglich, eine hintere Schnittweite, die größer als der angegebene Wert ist, zu erhalten. Die oberen Grenzwerte der Bedingungen (2) und (5) sind notwendig zum geeigneten Ausgleich paraxialer chromatischer Aberration mit außeraxialer chromatischer Aberration und dienen daher zur guten Korrektur von chromatischer Aberration zusammen mit den Bedingungen (9) und (10). Wenn die oberen Grenzwerte der Bedingungen (2) und (5) überschritten werden, wird es unmöglich, paraxiale chromatische Aberration mit außeraxialer chromatischer Aberration gut auszugleichen.

Die Bedingungen (7) und (8) dienen, wie bereits erwähnt, zur Korrektur von Koma. Wenn cfe kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (7) ist, wird es unmöglich, Koma und Bildfeldkrümmung auf ein Minimum herabzusetzen. Wenn ds größer als der obere Grenzwert der Bedingung (7) ist, hat andererseits das Objektiv unvermeidlich eine große Baulänge und zusätzlich einen großen Durchmesser, um eine genügende Intensität für Randstrahlung zu sichern, so daß es unmöglich ist, das Objektiv kompakter auszubilden.
Die Bedingung (8) dient zur Herabsetzung der 20

25

30

40

Petzvalsumme auf ein Minimum, auch wenn billige Gläser mit niedrigem Brechungsindex für die Linsen verwendet werden und zur Vermeidung von Symmetriefehlern. Zu niedrige Brechungsindizes sind bezüglich der Petzval-Summe unerwünscht, aber zur Korrektur von Koma vorteilhaft. Der untere Grenzwert der Bedingung (8) ist in Anbetracht dieser gegensätzlichen Effekte der Brechungsindizes gewählt. Der obere Grenzwert dieser Bedingung ist notwendig, um die Verwendung billiger Materialien für die Linsen des Objektivs zu ermöglichen. Wenn die Brechungsindizes kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (8) sind, ist die Petzval-Summe hoch. Wenn der obere Grenzwert der Bedingung (8) überschritten wird, sind die Brechungsindizes so hoch, daß die Verwendung teurer Gläser für die Linsen erforderlich ist.

Die Bedingungen (9) und (10) sind wesentlich zur guten Korrektur von chromatischer Aberration, wie bereits erwähnt. Wenn die Abbe-Zahlen von den angegebenen Bereichen abweichen, ist starke chromatische Aberration unvermeidlich.

Zusätzlich zu diesen Bedingungen ist es vorteilhaft, die Objektive so auszubilden, daß sie den folgenden weiteren Bedingungen genügen

Darin bezeichnen

d₃, dt, de, di die Dicken der Linsen des zweiten und dritten Linsenglieds.

Wenn der obere Grenzwert der Bedingungen (11) oder (12) überschritten wird, ist es unmöglich, ein kompaktes Objektiv vorzusehen und die intensität der Randstrahlung wird unvermeidlich gering. Wenn di + d\ oder di+dj kleiner als die unteren Grenzwerte der Bedingung (11) bzw. (12) sind, ist andererseits die Bildfeldkrümmung unerwünscht hoch. Weiter ist es vom Gesichtspunkt der Verringerung der Herstellungskosten vorteilhaft, eine große Dicke für die Linsen mit niedrigem Brechungsindex im zweiten und dritten Linsenglied vorzusehen. Daher ist es vorteilhaft, die Linsen mit niedrigen Brechungsindizes so auszubilden, daß sie verhältnismäßig große Dicken in den durch die Bedingungen gegebenen Bereichen besitzen, wobei in diesen Bereichen die anderen Linsen nicht zu dünn, beispielsweise an ihren Rändern werden, was die Herstellung beeinträchtigen würde.

Das Objektiv 1 hat die in Tabelle 1 aufgeführten Konstruktionsdaten:

Tabelle 1
"1=0,6
T₁ = 1,4634
r₃ = 0,4367
r₄ = 1,0010
r₅ = 0,2676
r₆ = -0,2723
i> = -1,0764

d_x = 0,0654	/ζ, = 1,72	v, = 50,25
d₂ = 0,0018
d₃ = 0,0910	n₂ = 1,72	V₂ = 46,03
^₄ = 0,0836	Tj₃ = 1,72022	V₃ = 29^1
d₅ = 0,2299
d₆ = 0,0432	Ji₄ = 1,69895	v₄ = 30,12
d-, = 0,0764	Ji₅ =1,72	v₅ = 50,25

ίο

Fortsetzung	rf₈ = 0,0018	n_h = 1,69350	v₍, = 53,23
/■„ = -0,3812
	rf, = 0,0545
r, = 3,7632
		Konstruktionsdaten:
/·,„ = -0,6704	S' = 0,691
Σ rf = 0,648	in Tabelle 2 aufgeführten
/-1		«i = 1,72	v, = 46,03
Das Objektiv 2 hat die
Tabelle 2	rf, = 0,0654
r, = 0,579
	d₂ = 0,0018	«2 = 1,72	v₂ = 46,03
r₂ = 1,399
	rf₃ = 0,0827	M₃ = 1,72022	v₃ = 29,31
r₃ = 0,438
	rf₄ = 0,0845
r_A = 1,182
	d₅ = 0,2352	n₄ = 1,68893	v₄ = 31,08
/•j = 0,278
	rf₆ = 0,0494	»5 = 1,72	V₅ = 46,03
/■„ = -0,274
	rf₇ = 0,0756
T₁ = °°
	rf₈ = 0,0018	n_b = 1,69700	v₆ = 48,51
/·„ = -0,381
	rf₉ = 0,0545
/■, = 3,499
		Konstruktionsdaten:
/„, = -0,740	S' = 0,691
Σ rf = 0,651	in Tabelle 3 aufgeführten
/=1		n, = 1,713	v, = 53,89
Das Objektiv 3 hat die
Tabelle 3	rf, = 0,0665
r, = 0,5678
	rf₂ = 0,0018	n₂ = 1,713	v₂ = 53,89
T₁ = 1,3429
	d₃ = 0,0902	n₃ = 1,72022	V₃ = 29,31
r_} = 0,4126
	rf₄ = 0,0660
/4 = 0,5590
		*
	rf₅ = 0,2689	n₄ = 1,72022	V₄ = 29,31
Γ5 = \J,iOIJ
	d₆ = 0,0354	n₅ = 1,74320	' V₅ = 49,41
r₆=-0,2594
	a-, = 0,0821
/7 = -1,2039
	rf₈ = 0,0018	Ti₆ = 1,67003	v₆ = 47,25
r₈ = -0,3461
	rf, =0,0509
r, = 3,2939

T₁₀ = -0,7262
Ed = 0,664

= 0,691

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 843 2 Patentansprüche: d_x = 0,0654 r₂ = 1,4634 d₂ = 0,0018 r₃ = 0,4367 d_} = 0,0910 r₄ = 1,0010 rf₄ =. 0,0836 r₅ = 0,2676 d_s = 0,2299 r-, = -1,0764 rf₇ = 0,0764 r₈ = -0,3812 dt = 0,0018 /y = 3,7632 d₉ = 0,0545 r_l0 = -0,6704 038/<Γ₃<0,46/ I v₂ = 46,03 1. Fotografisches Standardobjektiv mit einem r₆ = -0,2723 . . Σ rf = 0,648 0,5/<λ<2/ ν, = 50,25 1 ersten Linsenglied in Form einer positiven Menis- 5 d₆ = 0,0432 0,25/<Γ5<0,29/ I v₃ = 29,31 kuslinse, einem zweiten Linsenglied in Form eines /< — Γι ' Kittgliedes aus einer positiven Meniskuslinse und 0,22/<£/₅<0,28/ einer negativen Meniskuslinse, einem dritten Lin 13-CVs-V₄ senglied in Form eines Kittgliedes aus einer v₄ = 30,12 negativen und einer positiven Linse und einem io vierten positiven Linsenglied, bei dem die folgenden V₅ = 50,25 Bedingungen erfüllt sind: Tabelle 1 /ι = 0,6 V₆ = 53,23 dadurch gekennzeichnet, daß der Korrek tionszustand mit dem eines Objektivs mit folgenden Daten: n, = 1,72 H₂ = 1,72 n₃ = 1,72022 n₄ = 1,69895 «5 = 1,72 n₆ = 1,69350 28 39

S' = 0,691

worin bezeichnen

η bis no die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,
d\ bis ch die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

/Ji bis /te die Brechungsindizes der Linsen, Vi bis ¹C₆ die Abbe-Zahlen der Linsen, Id die Baulänge des Objektivs, / die Brennweite des Objektivs und /β die hintere Schnittweite des Objektivs, in bezug auf die Bildfehler dritter Ordnung im wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler zumindest folgende Bedingung erfüllt ist:

mit
S

für das Ausfüh-

Flächenteilkoeffizient nach Seidel Objektiv gemäß dem betreffenden rungsbeispie!

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

wobei die Koeffizienten S und S' jeweils für die gleichen Werte der Brennweite und die jeweilige

tatsächliche Blendenlage normiert sind und wobei der Querstrich über einer Größe Mittelwertbildung durch Summation der entsprechenden Werte für alle Linsenflächen und Division durch die Anzahl der Linsenflächen bedeutet.

2. Fotografisches Standardobjektiv mit einem ersten Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse, einem zweiten Linsenglied in Form eines Kittgliedes aus einer positiven Meniskuslinse und einer negativen Meniskuslinse, einem dritten Linsenglied in Form eines Kittgliedes aus einer negativen und einer positiven Linse und einem vierten positiven Linsenglied, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

0,38/<Γ3<0,46/

0,5/<r₄<2/

0,25/<r₅<0,29/

13<V5-1>4

dadurch gekennzeichnet, daß der Korrektionszustand mit dem eines Objektivs mit folgenden Daten:

J.-. ■ Tabelle 2 ^₁ = 0,0654 t
t ' η = 0,579 i/₂ = 0,0018 r · T₂ = 1,399 (■■ d₃ = 0,0827 f. r₃ = 0,438 (■■ </₄ ™ 0,0845 I. r₄ = 1,182 ^₅ = 0,2352 ;■ r₅ = 0,278 ','■ d₆ = 0,0494 I r_b = -0,274 rf₇ = 0,0756 i /> = °° rf₈ = 0,0018 /g = -0,381 i i/₉ = 0,0545 i " r₉ = 3,499 i /•₁₀ = -0,740 Ld = 0,651

/=1 5'= 0,691

worin bezeichnen

A bis no die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,
d\ bis da die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände

zwischen diesen,

/Ji bis /lödie Brechungsindizes der Linsen, Vi bis ve die Abbe-Zahlen der Linsen, Zd die Baulänge des Objektivs, / die Brennweite des Objektivs und /b die hintere Schnittweite des Objektivs, in bezug auf die Bildfehler dritter Ordnung im wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler zumindest folgende Bedingung erfüllt ist:

,

mit

S Flächenteilkoeffizient nach Seidel für das

Objektiv gemäß dem betreffenden Ausfüh-

rungsbeispiel
5' Seidelkoeffizient an der entsprechenden Lin-

senfläche für das vom Ausführungsbeispiel

abweichende Objektiv

wobei die Koeffizienten 5 und 5' jeweils für die so gleichen Werte der Brennweite und die jeweilige

Tabelle 3
/Ϊ = 0,5678
r₂ = 1,3429
/j = 0,4126
/4 = 0,5590
r_s = 0,2675
r₆ = -0,2594
T₁ = -1,2039

rf, = 0,0665 d₂ = 0,0018 rf₃ = 0,0902 rf₄ = 0,0660 d_s = 0,2689 d₆ = 0,0354 d₁ = 0,0821 η, = 1,72

«2 = 1,72
n₃ = 1,72022

n₄ = 1,68893
«5 = 1,72

n₆ = 1,69700

ν, = 46,03

v₂ = 46,03

V₃ = 29,31

V₄ = 31,08

V₅ = 46,03

ν* = 48,51

3. Fotografisches Standardobjektiv mit einem ersten Linsenglied in Form einer positiven Meniskuslinse, einem zweiten Linsenglied in Form eines Kittgliedes aus einer positiven Meniskuslinse und einer negativen Meniskuslinse, einem dritten Linsenglied in Form eines Kittgliedes aus einer negativen und einer positiven Linse und einem vierten positiven Linsenglied, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

0,38/<r₃<0,46/"

0,5/<Γ4<2/

0,25/·<Γ₅<0,29/

f<-n

0,22f<ds<0,2Sf

\3<v$ -V4

», = 1,713

W₂ = 1,713
n₃ = 1,72022

n₄ = 1.72022
n₅ = 1,74320

V₁ = 53,89

v₂ = 53,89 V₃ - 29,31

v₄ = 29,31 v₅ = 49,41

Fortsetzung r_s = -0,3461 r, = 3,2939 r,o = -0,7262 Σ d = 0,664

</₈ = 0,0018 d₉ = 0,0509