DE6803692U - Extrem weitwinkliges objektiv. - Google Patents
Extrem weitwinkliges objektiv.Info
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Description
JJ 7 J 3 1 · Ο · - .
ι .- ' t · tv
ι ι · ι
Die Erfindung bezieht sich auf ein extrem weitwinkliges Objektiv kompakter
Bauart vom Retrofokustypus, das eine relative Öffnung von F/4 und einen
öffnungswinkel von 90-100 besitzt und dos als Kameraobjektiv nicht nur
fUr eine einäugige 35 mm-Spiegelreflexkamera sondern auch fUr eine grosse
einäugige Spiegelreflexkamera des Formats 6 χ 7 cm benutzt werden kann.
Allgemein gesprochen wird bei einem Weitwinkelobjektiv kurzer Brennweite
der vorstehend beschriebenen Baunrt eine starke Verzeichnung leicht erzeugt,
weil es notwendig ist, die Schnittweite oberhalb eines bestimmten Mindestweites zu halten. Zur Korrektion der Verzeichnung ist es vorgeschlagen
worden, dass eine positive Linse hoher Brechkraft dem zerstreuenden System hinzugefügt wird oder dass eine positive Meniskuslinse hoher Brechkraft als
vorderste Linse des Systems verwendet wird. Bei diesen Üblichen Korrektionssystemen ist jedoch ein bemerkenswert hoher effektiver Durchmesser der ersten
Linse erforderlich. Dieses mag zwar bei Verwendung des Objektivs für eine 35 mm-Kamera tragbar sein, nicht aber für eine grosse Kamera beispielsweise
des Formates 6x7 cm, wo dann verschiedene Unbequemlichkeiten bei der
Photographle auftreten.
Andererseits ist ein die Miniaturisierung des Systems begleitender Nachteil
der, dass die Koma und der Astigmatismus schlechter werden.
Erfindungsziel ist es, diese Nachteile zu vermeiden durch Erfüllen der nachstehend
erläuterten Bedingungen I und Il und durch Aufbau eines zerstreuenden Systems als Vordergruppe aus einer positiven Meniskuslinse und zwei negativen
Meniskuslinsen sowie durch Verwendung dieser Vordergruppe zusammen mit fünf Linsen als Hintergruppe.
Entsprechend der Erfindung ist es möglich, ein extrem weitwinkliges Objektiv
vom Retrofokustypus zu erhalten, das eine relative Öffnung von F/4 sowie einen Öffnungswinkel von 90 - 100 besitzt, bei dem femer die Schnittweite
oberhalb eines vorbestimmten Mindestwertes zur Erfüllung der verschiedenen Forderungen gehalten werden kann, der effektive Durchmesser der ersten
Linse bemerkenswert klein 'st und die Aberrationen ausgezeichnet korrigiert sind.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekernzeichnet und anhand in der Zeichnung
dargestellter Ausfuhrungsformen im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausfuhrungsform I eines Objektivs für eine grosse einäugige
Spiegelreflexkamera des Formates 6x6 oder 6x7 cm, wobei die Fig. IA
e?nen LängsmitteIschnitt durch das Objektiv wiedergibt, ferner die Fig. IB
die Koma, die Fig. IC die sphärische Aberration, die Fig. 1 D den Astigmatismus,
die Fig. IE die Verzeichnung und die Fig. 1 F den Astigmatismus
im Nahbereich (kurze Entfernung) bei einer Vergrösserung ß = 1/25.
Fig. 2 zeiyt eine AusfUhrungsform Il des erfindungsgemässen Objektivs,
wobei die Fig. 2A einen Langsmitteischnitt desselben wiedergibt, ferner die
Fig. 2B den Verlauf der Koma, die Fig. 2C die sphärische Aberration, Fig. 2D
den Astigmatismus, Fig. 2E die Verzeichnung und die Fig. 2F den Astigmatismus
im Nahbereich bei einer Vergrösserung ß = l/25, wobei d., geändert ist
auf 1,57.
Fig. 3 zeigt eine AusfUhrungsform III des erfindungsgemässen Objektivs,
wobei Fig. 3A den Längsmittelschnitt derselben wiedergibt, ferner die Fig. 3B den Verlauf der Koma, die Fig. 3C die sphärische Aberration, die Fig. 3D
den Astigmatismus und die Fig. 3E die Verzeichnung.
Rg. 4 und 5 zeigen Objektive für einäugige 35mm-Spiegelreflexkameras als
AusfUhrungsform IV bzw. V, wobei die Fig. 4A und 5A jeweils den Langsmitteischnitt
dieser Objektive wiedergeben, ferner die Fig. 4B und 5B die Koma, die Fig. 4C und 5C die sphärische Aberration, die Fig. 4D und 5D
den Astigmatismus und die Fig. 4E und 5E die Verzeichnung.
Fig. 6 zeigt im Längsmittelschnitt eine AusfUhrungsform Vl des erfindungsgemässen
Objektivs.
Die Erfindung soll nun anhand der AusfUhrungsform I (Rg. 1) im einzelnen
erläutert werden. Bei dieser Ausfuhrungsform ist die Frontlinse Lj eine
positive Meniskuslinse, L2 und L· sind je negative Meniskuslinsen, L.
und L- sind je positive Linsen, L, ist eine negative Linse, und L und
sind je positive Meniskuslinsen. Die Ausfuhrungsform I erfüllt die folgenden
Bedingungen:
I. 1.5 < -==-
< 4.0
ii. d13
Ein Weitwinkelobjektiv, bei dem eine positive Meniskuslinse als Frontlinse,
wie bei der vorliegenden AusfUhrungsform, vorgesehen ist, ist bereits bekannt. Der Nachteil des bekannten Objektivs ist jedoch der, dass die Differenz der Krümmungsradien der ersten Fläche der positiven Meniskuslinse
und der ersten Fläche der nagativen Meniskuslinse hinter der positiven Meniskuslinse zur Korrektion der Verzeichnung bemerkenswert gross ist, so
dass der Luftspalt am Umfang der Linse im Vergleich zum axialen Luftspalt sehr gross wird. Des weiteren wird der schiefe (aslant) Lichtfluss des Umfangsteils, der aus der ersten Linse austritt, stark nach oben gebrochen und
tritt in die zweite Linse ein. Wenn daher die Differenz der Krümmung grosser ist, wird der vorstehend erwähnte Effekt grosser und man erhält das
Resultat, dass die Blendenlage vorbewegt wird. Um die blende an die vor-
ItIt · · ■ t 4
bestimmte Lage zurückzuführen, muß die Position der schiefen Lichtstrahlen,
die in die erste Linse eingetreten sind, erniedrigt werden. Deshalb ist es für den effektiven Durchmesser der ersten Linse erforderlich, grosser zu sein.
Entsprechend der Erfindung werden zur Lösung dieses Problems relativ
grössere Krümmungen den Flachen R. und R. verliehen, und zwar im Vergleich zur Gesamtbrennweite derart, dass die erste Linse ein Meniskus
grösserer Krümmung wird. Des v/eiteren erhält R- eine relativ kleinere
Krümmung als R_ (vgl. Bedingung 1), und der Luftspalt im peripheren Teil
der Linsen wird nicht grosser als der in der Achse. Deshalb kann die Vorwärtsverschiebung der Blende vermieden werden, und es ist möglich eine
im ganzen minimalisierte Linse zu erhalten.
1S
Es wird vorgezogen, eine relativ grössere Krümmung, z.B. 0.3
< -=- < 1.2, der Fläche R, zu verleihen, und zwar im Hinblick auf die Korrektion der
Verzeichnung.
Die obige Bedingung Il ist zur Entfernung des Astigmatismus in der negativen
Richtung auf der meridionalen Oberfläche des Bildmittelteils brauchbar, da dieser erzeugt wird, wenn eine Linse verkleinert wird; und es ist wirksam
d. - gleichzeitig zu verkleinern, um den Astigmatismus in der positiven
Richtung auf der sagittalen Oberfläche des Umfangteils zu korrigieren.
68036S23u. 74
Andererseits wird, da dei· Dispersionseffekt an der Vordergruppe relativ
stark ist, eine Koma-Aberration im unteren Teil des schiefen Lichtflusses
(des Lichtes, das durch den tiefer als die Blendenlage gelegenen Teil hindurchgeht)
in der nagtiven Richtung erzeugt. Um aber die Koma zu korrigieren,
wird die Krümmung der Linse L1. vorzugsweise so gemacht, dass
I R12 { < R.. gilt. Wenn die Krümmung die obere Grenze der Bedingung
I Überschreitet, kann zwar die Verzeichnung weiter korrigiert werden,
hierdurch wird aber die Schnittwsite kürzer, was ein Grösserwerden
des Objektivs bedingt. Dies wird als nachteilig angesehen. Wenn die
KrUmrnung die untere Grenze der Bedingung I unterschreitet, erhält man
eine Verschlechterung der Verzeichnung, die nicht praktikabel ist. Wird die Bedingung H nicht erfüllt, so verschlechtert sich der Astignatismus und
er bleibt auf der meridionalen Fläche im Mittelteil des Bildes stark, so daß
ein Weitwinkelobjektiv, wie ein solches nach der Erfindung, nicht erhalten werden kann.
Die Ausfuhrungsformen I bis Vl nach Fig. 1 - 6 haben die in den Unteransprüchen
2 - 7 (in gleicher Reihenfolge) jeweils gekennzeichneten nummerischen Werte für die Krümmungsradien R., R~ ... der einzelnen Linsenflachen,
fUr die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände ά., d_... und
für die Brechungsindizes n., n„ ... jeweils bei der d-Linie nebst zugehörigen
Abbe-Zahlen v, f v„ ... . Diese Grossen sind sämtlich von der
Objektseite her fortlaufend durchnummeriert. Des weiteren sind entsprechende Linsen in den Figuren jeweils mit L,, L· ... bezeichnet, und zwar
β ι
• 1 *
ebenfalls von der Objektseite her fortlaufend durchnummeriert.
Die in Fig. I dargestellte Ausfuhrungsform I der Erfindung zeigt ein extrem
weitwinkliges Objektiv mit einer relativen Öffnung von F/4 und einem Öffnungswinkel von 90 , und hat die im Unteranspruch 2 gekennzeichneten
nummerischen Werte.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform Il der Erfindung zeigt ebenfalls
ein extrem weitwinkliges Objektiv mit einer relativen Öffnung von F/4 und einem Öffnungswinkel von 90 , wobei aber R0, do und n_, v_ fehlen und
öo OO
R11, R,-, d11, d1<?, n7, und v_, hinzugefugt sind. Diese Ausfuhrungsform
hat die im Unteranspruch 3 gekennzeichneten nummerischen Werte.
Zur Ausführungsform Il sei noch folgendes bemerkt: Allgemein gesprochen
wird, wenn ein übliches Weitwinkelobjektiv vom Retrofokustypus auf kurz;
Entfernungen eingestellt wird, der erzeugte Astigmatismus stark in positive Richtung verschoben, wobei sich die Koma zusammen mit dem Astigmatismus
ebenfalls verschlechtert. Zur Lösung dieses Problems ist die fünfte Linse
L1. in zwei Linsen unterteilt und wird der Luftspalt zwischen den bei den
unterteilten Linsen in Abhängigkeit von der Entfernungseinstellung verkürzt, so können der Astigmatismus und die Koma auf diejenigen Aberrationen
zurückgeführt werden, welche im Falle unendlicher Entfernung vorhanden sind. Dies ist in den Aberrationskurven der Figuren 2 (D) und 2(F)
dargestellt. Die Linse L1. führt zu keinerlei schlechten Einfluss auf die
• : ■- xi
sphärische Aberration, die chromatische Aberration oder die Verzeichnung,
und zwar auch dann, wenn der Luftspalt geändert werden sollte, weil das Licht die Linse L5 praktisch parallel durchsetzt.
Die Seidel'sehen Aberrationskoeffizienten der einzelnen brechenden Oberflächen der Ausfuhrungsform Vi sind die in der nachstehenden Tabeile wiedergegebenen, in welcher I fUr die sphärische Aberration steht, ferner Il für die
Koma, III für die Krümmung des meridionalen Bildes, IV für die Krümmung
des sagittalen Bildes und V für die Verzeichnung.
I 1 • |
• * » · ·
e · · ♦ i |
Il | III | IV |
V1
TA |
ι e »
• . .· -.9 |
|
sehe Aberrationskoeffizienten fUr Ausfuhrungsform Il | 0.050 | 0.354 | 0.278 | ||||
Seidel | I | 0.004 | 0.114 | -0.033 | • | ||
0.058 | 0.009 | 0.339 | 0.315 | 0,225 | |||
Jl | 0.001 | 0.070 | -G.635 | -0.628 | -0.750 | ||
J2 | 0.006 | 0.222 | 0.642 | 0.441 | 0.453 | ||
J3 | -1.495 | 1.665 | -1,435 | -1.077 | 0.029 | ||
J4 | 0.487 | 0.702 | 0.774 | 0.291 | 0.201 | ||
J5 | -15.337 | 0.110 | -0.056 | "0.048 | 0.116 | ||
J6 | 2.025 | -0.205 | -0.647 | -0.137 | 0.100 | ||
J7 | -3.138 | 1.515 | 1.087 | 0.588 | 0.002 | ||
J9 | -0.165 | -0.004 | -0.093 | -0.031 | -0.170 | ||
J10 | 9.090 | 0.004 | 0.093 | 0.031 | 0.097 | ||
J11 | 0.000 | -2.774 | 2.381 | 1.056 | -0.223 | ||
J,,, | 0.000 | 2.802 | -2.012 | -1.080 | 0.223 | ||
J12, | 11.702 | -0.020 | 0.016 | 0.007 | -0.251 | ||
J12 | -16.843 | »3.290 | -3.372 | -1.458 | 0.180 | ||
JJ3 | 0.088 | 0.572 | 1.386 | 0.387 | 0.002 | ||
J14 | -9.003 | -0.502 | 0.749 | 0.590 | -0.534 | ||
J15 | 0.647 | 0.023 | 0.249 | 0.055 | 0.338 | ||
J16 | 3.394 | -1.001 | 0.658 | 0.50) | -0.090 | ||
J17 | 0.005 | -0.048 | 0.092 | 0.108 | 0.249 | ||
J18 | 20.782 | 680369231.1.74 | -0.027 | ||||
J19 | 2.304 | 0.172 | |||||
Fig. 3 zeigt die Ausfuhrungsform II! der Erfindung, und es handelt sich um
ein extrem weitwinkliges Objektiv mit einem Öffnungsverhältnis von F/4 und einem öffnungrwinkel von 78 . Dies : Ausfuhrungsform ist bemerkenswert
miniaturisiert, deshalb insbesondere vorteilhaft fUr eine großformatige Kamera. Bei der Ausführungsform III fehlen R0, R, ., do, d. ,, n_, v_, ηΛ
ο 14 ο 14 ο 5 9
und vo, während d., + d. _ = d._, R,., , d,,, , n7, und v_, hinzugefügt
sind.
Rg. 4ieigt die Ausführungsform IV der Erfindung. Es handelt sich um ein
extrem weirwinkliges Objektiv für eine 35mm-Kamera mit einer relativen
Öffnung von F/4 und einem Öffnungswinkel von 94 . Bei dieser Ausführungsform fehlen R0, dQ, n_ und v_, während R11, , d.,, , R10, , n_,
ο ο D D M Il I ί /
hinzugefügt sind. Die Ausführungsform IV hat die im Anspruch 5 gekennzeichneten
nummerischen Werte.
Fig. 5 zeigt die Ausführungsform V der Erfindung; es handelt sich um ein
extrem weitwinkliges Objektiv für eine 35mm-Kamera mit der relativen Öffnung von F/4 und einem Öffnungswinkel von 100 . Bei dieser Ausführungsform
fehlen Rg, d_, n5 und V5, während R9, , do, , R,,, , d.., ,
' ' d12' ' n6' ' V6' ' n7' ' V7' ' n7' Und V7' n*nzu9efü91'sind· Die
AusfUhrunjiform V hat die im Anspruch ό gekennzeichneten nummerischsn
Werte.
Rg. 6 zeigt die Ausfuhrungsform Vl der Erfindung, die eine Verbesserung
der Ausführungsform V ist. Es handelt sich dabei um ein Objektiv, bei dem
die chromatische |
*
Aberration am ausseraxialen |
■ ' '
t ■■.* ■ aS Teil weiter reduziert ist |
JB A |
durch Ausbildung | der Linse L. als | gekittetes Glied. Bei der Ausführungs- | und W7, hinzugefügt sind. |
form Vl fehlen Rg | ' d8' n5 und V | wührend R. | gekennzeichneten numme- |
R12' ' d12' ' nl | V7,, , n7, | ||
Die Ausfl'Haingsform Vl hat die im | Anspruch 7 | ||
rischen Werte. | |||
Claims (3)
1. Extrem weitwinkliges Objektiv vom Retrofokustypus, gekennzeichnet
durch ein zerstreuendes System als Vordergruppe aus einer positiven
Meniskuslinse L, deren positive Fläche zum Objekt hin gewandt ist,
und negativen Meniskuslinsen L· und L·,
durch eine Hintergruppe aus gekitteten oder unterteilten positiven Linsen
L, und L., einer negativen Linse L, und positiven Meniskuslinsen
und Lg sowie
durch die Systembedingungen
d13 + d14 y d15
worin bedeuten IL und R3 die Krümmungsradien der Hinterfläche von L,
bzw. der Vorderflache von L·,
c!. _ + d. . die axiale Dicke von L, und
Io 14 6
Io 14 6
d. _ den Luftabstand zwischen L, und L,
2. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnst durch folgende Daten:
f = 100 relative Öffnung = F/4 öffnungswinkel = 9C°
159·5 d1 14.0 n} 1.62041 V] 60.3
R2 379.3
135.78
R5 120.69
R10 -280.18
R12 -95.26
U2
0.2
R4 65·73 d4 17.25
d. 4.3 no 1.6968 V<3 55.6
O
ό
ύ
R6 ^5'69 dA 23.71
R7 754.32 54 n ι.ό2045 v. 38.0
7 4 4
' dQ 3.2 n_ 1.62041 v_ 60.3
OJJ
60·5 do 36.64 n. 1.53172 v. 48.9
too
d10 0.2
U2'07 dn 32.76 n7 1.60342 V7 38.0
d]2 15.09
^3 '7Ο'°* dlo 4.53 nQ 1.76182 vQ 26.5
• ο ο ο
Ί4 ββ·'ί1 d14 8.62 n? 1.76684 V9 46.2
«15 I74·57 «L. 5.17
I3
-288.8
6*Ο3βΡΗ3ΐ.t.nw K51835 vio 60·3
R17 "65·3 Cl17 0.2
-926.74 8
-67.57 Schnittweife = 173.0
• · · I · T
• · It
• · I ·
.* .'15
3. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:
relative Öffnung = F/4 öffnungswinkel = 90°
159·5 d1 15.09 r\} 1.62041 V1 60.3
360.74
-95.48
"70#48
135.78 d3 4.31 n2 1.6968 v2 55.6
R4 65.73
120.69
R6 ^*69 dA 23.71
823.29 . 862
K6779
555
/44
R9 60.35 d^ ^56 n^ K60562 v6 43.9
11IO -320·05 d10 0.2
12.93 n7 1.60342 v? 38.0
dn, 2.16
d]2# 15.74 n7, 1.60342 ^, 38.0
d13 4.53 n8 1.76182 vg 26,5
d14 8.62 n9 1.76634 V9 46.2
> Daten: 0
O
5. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:
f = 100, relativ. Öffnung = F/4 Öffnungswinkel 94°
-92.40
-70.10
12
13
R1, 102.94 ,
d
14
184.81
15
-289.22 d
16
24.50 0.50 4.90
19.61 4.90
17,65 5.39
50.98 0.50
14.71 3.92
18.63
12.75 3.92 £.39
2.45 6.86
1.6516
1.6968
1.6968
1.713
1.54814
1.54814
1.62045
1.62004 ν
7'
1.80518
1.80454
1.80454
1.58267 ν
58.5
55.6
55.6
53.9 45.9
38.0
36.3
25.5 39.5
46.5
R17 -68.14
• till
• · ti
• · I
• t tit
■ ' ■■" AÖ
0.50
-906.87
R19 -67.01
d18 9·50
Schnittweite = 184.35
1.54072
47.2
.' 20
Vl : '
■'■' /14
Daten:
R14 9^30 d14 5.47 n9 1.62004 V9 36.3
1.52682 v}Q 51.1
7. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Daten:
f = 100, relativ.Öffnung = F/4 Öffnungswinkel = 100°
204.35 ^ 8 15 ^ , 7552 ^ 27.5
152.17 d 4348 n
120.65
O
L/4443 V4 49 ..4
1.58065 V5 37.1
η-, 1.62004 V7 36.3
,, -65.2 d^^ 435 r^f K62041 V7,, 60.3
9.78
8.15 n7, K62004 V7, 36.3
2.17
3.80 n8 1.80518 Vg 25.5
R14 98·26 d14 5.43 n9 1.62041 V9 38.0
• · · Il 11
• · fc · * I «
• · · Il
248·9ί d15 3.80
-288.04 d^ 8 15 n^ χ
"72·28 d17 0.54
-978.26 d^ 1K41 n^ 1.56384 v^ 60.8
R1 -69.79
Schnittweite = 209.33
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