DE2161804B2

DE2161804B2 - Als invertiertes Teleobjektiv ausgebildetes Wettwinkel-Kameraobjektiv

Info

Publication number: DE2161804B2
Application number: DE2161804A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kawasaki Kanagawa Shimizu (Japan)
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-12-13
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE2161804C3; DE2161804A1; FR2118089A1; US3731989A; JPS5113573B1; GB1360287A; FR2118089B1

Description

Für / = 100,0

F: 2,8 Bildwinkel 62° s' = 104,665

r\	= +140,0 = +47,5	rf. = d_t =	= 6,0 = 52,0	«1 =	1,51454 V₁	= 54,6
R₃ R₁	- +82,5 = -135,0	d₃ = d, =	= 42,3 = 21,0	«2 =	1,74443 v₂	= 49,4
R*	= -59,5 = +119,0	d₅ = d* =	= 3,5 = 4,0	«3 =	1,72825 v₃	= 28,3
Rl	= -146,5 = -67,0	i =	= 10,5 = 0,1	«4 =	1,713 v₄	= 53,9
R, *Rio*	= +279,67 = -91,15	d₉ =	= 9,4	«5 =	1,62041 v₅	= 60,3
	L₃, L₄ bzw.	L₅ die erste	bis fünfte	Einzellinse	bezeichnet.

worin,

Die Erfindung betrifft ein als invertiertes Teleobjektiv ausgebildetes Weitwinkel-Kameraobjektiv, bei dem insgesamt fünf Einzeilinsen vorgesehen sind und zwischen der zweiten und der dritten Linse eine Blendenvorrichtung eingesetzt ist, wobei die erste und dritte Einzellinse Zerstreuungslinsen sind, mit der Maßgabe, daß die erste Einzellinse in Ausbildung als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zügewandter konvexer Seite, die dritte Einzellinse als bikonkave Linse vorgesehen ist, wobei weiterhin die zweite, vierte und fünfte Einzellinse Sammellinsen sind, mit der Maßgabe, daß die zweite und die fünfte Linse in Ausbildung als bikonvexe Linsen, die vierte Einzellinse als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konkaver Seite vorgesehen ist, wobei ferner in Achsrichtung der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linse größer als 0,2 /, jedoch kleiner als 0,6 / ist, und die hintere Brennweite des Linsensystems größer als 0,9 /,jedoch kleiner als 1,2 / ist, wobei / die Gesamtbrennweite des Objektivs ist.

Ein Objektiv der eingangs erwähnten Art ist bereits durch die DT-AS 11 87 393 bekanntgeworden.

Bei fotografischen Objektiven für einäugige Spiegelreflexkameras muß die Länge der Bildschnittweite notwendigerweise größer sein als ein vorbebtimmter Wert. Jedoch ist bei derartigen Objektiven gewöhnlicher Bauart die hintere Brennweite kürzer als die Brennweite. Kurzbrennweitige Objektive, bei welchen die Länge der Bildschnittweite kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, sind bei Kameras mit abmessungsmäßig beschränktem hinterem Teil nicht anwendbar. Daher schlägt die japanische Patentschrift 3 14 719 ein als invertiertes Teleobjektiv ausgebildetes Weitwinkel-Kameraobjektiv vor, dessen Bildschnittweite langer ist als die Gesamtbrennweite/, jedoch kurzer als 1,5/, und welche sich aus insgesamt sechs Linsen, nämlich vier Einzellinsen mit positiver Brennweile (bikonkave und Meniskuslinsen) und zwei Einzellinsen mit negativer Brennweite (bikonkave und Meniskuslinsen) zusammensetzt. In einer Ausführungsform des in dieser Patentschrift offenbarten Objektivs ist jedoch die dem Aufnahmegegenstand am nächsten liegende Einzellinse mit positiver Brennweite (Konvexlinse) zum Korrigieren der nachteiligen Verzeichnung vorgesehen, wie sie häufig bei einem invertierten Teleobjektiv mit einem Bildwinkel von mehr als 75° und einer Bildschnittweite von mehr als 1,3 /auftritt. Bei invertierten Teleobjektiven verstärkt sich eine solche nachteilige Verzeichnung im Verhältnis mit der Zunahme des Bildwinkels und der Bildschnittweite. Wird daher der effektive Bildwinkel auf etwa 60° und die Bildschnittweite auf etwa 1,1 / begrenzt, so kann auf diese dem Aufnahmegegenstand am nächsten liegende (konvexe) Einzellinse verzichtet und der Aufbau der in der vorgenannten Patentschrift offenbarten Objektivausbildung durch Verwendung von nur fünf Einzellinsen vereinfacht werden. Eine auf etwa 1,1 /verringerte Bildschnittweite trägt ebenfalls vorteilhaft dazu bei, daß die relative Öffnung des Objektivs heraufgesetzt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkel-Kameraobjektiv zu schaffen, das sich aus 5 Einzellinsen zusammensetzt, ein Öffnungsverhältnis F: 2,8, einen Bildwinkel von 62" sowie eine Bildschnittweite von bis 1,1 /oder angenähert aufweist und bei dem die Abbildungsfehler in ausgezeichneter Weise korrigiert sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Objektiv der eingangs erwähnten Art in der in den Ansprüchen angegebener Weise gelöst.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Objektiv verringert in erheblichem Umfang die starke Koma und die sphärische Aberration und gewährleistet eine ausge· zeichnete Abbildungsfähigkeit kontrastschwacher Auf nahmegegenstände. Die Verringerung der Koma er folgt über das gesamte Bildfeld. Gleichzeitig wird eini größere relative Öffnung und ein klares Bildfeld be voll geöffneter Blende erzielt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von dre Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 3 und 5 Seitenansichten der erfindungs gemäßen Weitwinkelobjektive I, II und III im Längs schnitt,

F i g. 2, 4 und 6 grafische Darstellungen verschiedener, den Weitwinkelobjektiven I, II und III zugeordneter Abbildungsfehler: (A) die sphärische Aberration und Sinusbedingung (wobei d die Gelb-rf-Linie, g die Grün-#-Linie darstellt), (B) den Astigmatismus und (C) die Verzeichnung.

Das in F i g. 1, 3 und 5 gezeigte Objektiv nach der Erfindung ist aus fünf Linsen L₁ bis L₅ zusammengesetzt, welche in Richtung des Strahlenverlaufs hintereinander angeordnet sind. Die erste Linse L₁ ist a!s Meniskuszerstreuungslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konvexer Seite ausgebildet. Die zweite Linse L₈ ist eine bikonvexe Sammellinse und die dritte Linse L₃ eine bikonkave Zerstreuungslinse. Als vierte Linse L₄ ist eine Meniskussammellinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konkaver Fläche vorgesehen. Die fünfte Linse L₆ ist als bikonvexe Sammellinse ausgebildet. Zwischen die Linse L₂ und die Linse L₃ ist eine Blendenvorrichtung B eingesetzt. Ganz allgemein gilt, daß bei den Linsen L₁ und L₂ ein größerer Luftspalt als zwischen den Linsen L₂ und L₃ bessere Bedingungen für das Korrigieren verschiedener Abbildungsfehler schafft. Ein zu großer Luftspalt hat jedoch eine Vergrößerung der Abmessungen des Objektivs insgesamt und damit einen mechanischen Nachteil zur Folge. Andererseits kann bei zu kleinem Luftspalt keine große Bildschnitrweite erzielt werden. Zum Verwirklichen einer hinteren Brennweite von etwa dem l.lfachen Wert der Gesamtbrennweite / muß der Luftspalt zwischen den Linsen L₁ und L₂ zweckmäßig im Bereich zwischen Ό,2 und 0,6 / gewählt sein. Der Luftspalt zwischen der Linse L₂ und der Linse L₃ sollte mehr als 0,15 /, jedoch weniger als 0,25 / betragen. Dieser Zwischenabstand reicht zum Einsetzen einer Blendenvorrichtung B oder zum Montieren einer vorwählbaren oder automatischen Blendenverstelleinrichtung aus. Der Krümmungsradius A₄ der bildseitigen Fläche der Linse L₂ muß mit einem Wert zwischen 0,9 und 1,5 / gewähH sein. Eine derartige Ausbildung ist sehr wirkungsvoll beim Korrigieren der überkorrigierten sphärischen Aberration und der inneren Koma, die beide durch die Linse L₁ erzeugt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, die die innere Koma erzeugenden und durch die Linse L₁ hindurchgehenden Lichtstrahlen erfahren infolge der der Linse L₂ nachgeschalteten Blendenvorrichtung an der bildseitigen Fläche der Linse L₂ eine stärkere Brechung als der Hauptstrahl, wobei die Brechung so erfolgt, daß eine Korrektur der inneren Koma bewirkt wird. Überschreitet der Krümmungsradius /?₄ der Linse L₂ den vorgeschriebenen Wertbereich, so erfolgt keine Korrektur der inneren Koma. Andererseits verursacht ein unter diesem Bereich liegender Wert für R, eine zu starke Wirkung der genannten Linsenfläche, so daß dementsprechend eine äußere Koma erzeugt wird.

In den nachfolgenden Tabellen sind die Konstruktionsdaten der drei erfindungsgemäßen Weitwinkelobjektive aufgeführt, wobei R den Krümmungsradius der jeweiligen Linse, d die Mittendicke der jeweiligen Linse oder die Größe des Luftspaltes zwischen Linsen, η die Brechzahl des jeweiligen optischen Glases für die Natrium-/)-Linie und ν die Abbesche Zahl angibt.

Objektiv I	*f =-*	100,0 F:	2,8 Bildwinkel 62°	s'	= 107,345	V₁ = 64,2
Für	R₁ ■■	= +161,1 = +41,9	di = 4,2 d₂ = 27,8	ⁿi =	1,5168	V₁ = 53,9
L₁	*R₃ -*	= +68,1 = -133,3	d₃ = 36,1 rf_t = 17,5	«2 =	1,713	v₃ = 27,5
L,	*rI ■■*	= -58,3 = +143,6	d₅ = 4,4 d, = 3,9	«3 =	1,74077	v₄ = 49,5
L₃	R₇	= -76,7 = -46,4	d₇ = 7,2 rf« = 0,3	W₁ =	1,77279	v_s = 53,9
*L_t*	*R, -* Rio	= +305,6 = -109,95	rf, = 6,7	«5 =	1,713
Ls

Objektiv II	L₁	R₁ = Rt =	100,0 F:	2,8	Bildwinkel	62° s' = 108,427	= 59,0
Für / =	L₂	*R₃ =*	+155,6 +40,7	rfi d,	= 7,0 = 39,7	H₁ = 1,51823 V₁	= 53,9
L₃	R, =	+68,9 -111,7	d₃ d*	= 37,2 = 17,2	n₂ = 1,713 V₁	= 29,5
U	r\ =	-50,0 +131,9	4	= 3,6 = 3,6	n₃ = 1,71736 v₃	= 49,4
U	R₃ =	-138,9 -47,2	*d-,* rf₈	= 7,0 = 0,3	n₄ = 1,74443 *₄	= 60,3
	+325,0 -184,84	d₉	= 7,0	«₅ = 1,62041 »-B

StT(Q

7
Objektiv III

Für / = 100,0

L₁ R₁ = +140.0

R₁ = +47,5

L₈ R₃ = +82,5

Λ₄ = -135,0

L₃ R₅ = -59,5

R₆ = +119,0

L₁ ,R₇ = -146,5

.R₈ = -67,0

L₅ .R₉ = +279,67

R₁₀ = -91,15

F: 2,8 Bildwinkel 62= s' = 104,665

d_l = 6,0

d₂ = 52,0

d₃ = 42,3

d_t = 21,0

rfe = 3,5

d_e = 4,0

rf, = 10,5

</₈ = 0,1

d, = 9,4

/I₁ = 1,51454

„₂ = 1,74443

n₃ = 1,72825

/I₁ = 1,713

/I₅ = 1,62041

v, =

54,6 49,4 28,3 53,9 60,3

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, sind unmittelbar vor der Blendenvorrichtung B eine Sammellinse und nach der der Blendenvorrichtung B unmittelbar folgenden Zerstreuungslinse zwei Sammellinsen angeordnet. Eine derartige Anordnung bewirkt eine Vergrößerung der Bildschnittweite und eine Schwächung der Brechkraft in der vorderen Linsengruppe, was sich günstig zur Vermeidung von verschiedenen Abbildungsfehlern und vorteilhaft zur Korrektur von Abbildungsfehlern auswirkt. Das erfindungsgemäß ausgebildete Objektiv verringert daher in großem Um-20 fang eine starke Koma und sphärische Aberration und gewährleistet eine ausgezeichnete Abbildungsfähigkeit kontrastschwacher Aufnahmegegenstände.

Trotz seiner die Brennweite übersteigenden Bildschnittweite und seines großen Bildwinkels erzeugt das

25 nach der Erfindung ausgebildete Objektiv nur eine sehr geringe Verzeichnung und bewirkt eine starke Verringerung der Koma über das gesamte Bildfeld, während gleichzeitig eine große relative öffnung und bei voll geöffneter Blende ein klares Bildfeld erzielt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

fi09 520/1

Ä7Q

Claims

Patentansprüche:

1. Als invertiertes Teleobjektiv ausgebildetes Weitwinkel-Kameraobjektiv, bei dem insgesamt fünf Einzellinsen (L₁ bis L₅) vorgesehen sind und zwischen der zweiten (L₂) und der dritten Linse (L₃) eine Blendenvorrichtung (B) eingesetzt ist, wobei die erste (L₁) und dritte Einzellinse (L₃) Zerstreuungslinsen sind, mit der Maßgabe, daß die erste Einzellinse (L₁) in Ausbildung als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konvexer Seite, die dritte Einzellinse (L₃) ate bikonkave Linse vorgesehen ist, wobei weiterhin die zweite (L₂), vierte (L₄) und fünfte Einzellinse (L₅) Sammellinsen sind, mit der Maßgabe, daß die zweite (L₂) und die fünfte Linse (L₅) in Ausbildung als bikonvexe Linsen, die vierte Einzellinse (L₄) als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konkaver Seite vorgesehen ist, wobei ferner in Achsrichtung der Abstand (rfg) zwischen der ersten (L₁) und der zweiten Linse (L₂) größer als 0,2 /, jedoch kleiner als 0,6 / ist, und die hintere Brennweite des Linsensystems größer als 0,9 /, jedoch kleiner als 1,2 / ist, wobei / die Gesamtbrennweite des Objektivs ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Linsensystem folgende Kenngrößen aufweist:

Für / = 100,0 F: 2,8 £ Bildwinkel 62° s' = 107,345 V₁ = 64,2 L₁ R₁ = = +161,1
= +41,9 d₃ = 4,2
= 27,8 /I₁ = 1,5168 v₂ = 53,9 L₂ R₃ - = +68,1
= -133,3 ds = 36,1
= 17,5 /I₂ = 1,713 v₃ = 27,5 L₃ = -58,3
= +143,6 dl = 4,4
= 3,9 "3 = 1,74077 v₄ = 49,5 Li = -76,7
= -46,4 rf» = 7,2
= 0.3 /I₄ = 1,77279 v₅ = 53,9 L₅ *„ =
R_1Q- = +305,6
= -109,95 = 6,7 "s = 1,713 worin Li, L₂, L₃, L₄ bzw. L₅ , die erste bis fünfte Einzellinse bezeichnet.

2. Als invertiertes Teleobjektiv ausgebildetes Weitwinkel-Kameraobjektiv, bei dem insgesamt fünf Einzellinsen (L₁ bis L₅) vorgesehen sind und zwischen der zweiten (L₂) und der dritten Linse (L₃) eine Blendenvorrichtung (B) eingesetzt ist, wobei die erste (L₁) und dritte Einzellinse (L₃) Zerstreuungslinsen sind, mit der Maßgabe, daß die erste Einzellinse (L₁) in Ausbildung als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konvexer Seite, die dritte Einzellinse (L₃) als bikonkave Linse vorgesehen ist, wobei weiterhin die zweite (L₂), vierte (L₄) und fünfte Einzellinse (L₅) Sammellinsen sind, mit der Maßgabe, daß die zweite (L₂) und die fünfte Linse (L₅) in Ausbildung als bikonvexe Linsen, die vierte Einzellinse (L₄) als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konkaver Seite vorgesehen ist, wobei ferner in Achsrichtung der Abstand (d₂) zwischen der ersten (L₁) und der zweiten Linse (L₂) größer als 0,2/, jedoch kleiner als 0,6 / ist, und die hintere Brennweite des Linsensystems größer als 0,9 /, jedoch kleiner als 1,2 /ist, wobei /die Gesamtbrennweite des Objektivs ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem folgende Kenngrößen aufweist:

Für /

= 100,0 F: 2,8 Bildwinkel 62° s^l = 108,427

¹ Ri --
R₂ = = +155,6
= +40,7 rf, =
d₂ = 7,0
39,7 M₁ = = 1,51823 V₁ = 59,0 L₂ R₃ - = +68,9
= -111,7 rf₃ = 37,2
17,2 TJ₂ = = 1,713 v₂ = 53,9 L₃ k ^: = -50,0
= +131,9 d, =
rfe = 3,6
3,6 «3 = = 1,71736 v₃ = 29,5 L* R₁ = = -138,9
= -47,2 d, =
rf₈ = 7,0
0,3 /I₄ = = 1,74443 v₄ = 49,4 L, R₉ -
Rio - = +325,0
= -184,84 d₉ = 7,0 "5 = = 1,62041 v_b = 60,3 worin Lu L₃, L₄ bzw. L₅ die erste bis fünfte Einzellinse bezeichnet.

3. Als invertiertes Teleobjektiv ausgebildetes Weitwinkel-Kameraobjektiv, bei dem insgesamt fünf Einzellinsen (L₁ bis L₅) vorgesehen sind und zwischen der zweiten (L₂) und der dritten Linse (L₃) eine Blendenvorrichtung (ß) eingesetzt ist, wobei die erste (L₁) und dritte Einzellinse (L₃) Zerstreuungslinsen sind, mit der Maßgabe, daß die erste Einzellinse (L₁) in Ausbildung als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konvexer Seite, die dritte Einzellinse (L₃) als bikonkav«

Linse vorgesehen ist, wobei weiterhin die zweite (L₂), vierte (L₄) und fünfte Einzellinse (L₅) Sammellinsen sind, mit der Maßgabe, daß die zweite (L₂) und die fünfte Linse (L₅) in Ausbildung als bikonvexe Linsen, die vierte Einzellinse (L₁) als Meniskuslinse mit dem Aufnahmegegenstand zugewandter konkaver Seite vorgesehen ist. wobei ferner

in Achsrichtung der Abstand (d^) zwischen der ersten (L₁) und der zweiten Linse (L₁) größer als 0,2 /, jedoch kleiner als 0,6 / ist, und die hintere Brennweite des Linsensystems größer als 0,9 /, jedoch kleiner als 1,2 / ist, wobei / die Gesamtbrennweite des Objektivs ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem folgende Kenngrößen aufweist: