DE2163615B2

DE2163615B2 - Fischaugenobjektiv

Info

Publication number: DE2163615B2
Application number: DE2163615A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kawasaki Kanagawa Shimizu (Japan)
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1980-09-18
Also published as: DE2163615A1; FR2119047A1; US3734600A; GB1334974A; DE2163615C3; FR2119047B1; JPS4920534B1

Description

R₁	= +548.000	Ί\	--- 16.0	"ι -	1.62041	1.52682	vd = 60.3

R₂	+ 92.400	'h	- 70.0			1.52000

R,	= +578.000	>h	= 11.333	ill -	1.62041		vd = 60.3

Λ.ι	- + 93.866	di	= 60.667			1.52000

Rs	= +144.000	lh	= 49.333	Hi =	1.57501	1.75520	w/ = 41.3

	= -133.333	</,,	13.333	H₄ =	1.77279		vv/ = 49.5

R-	= -321.331	<Λ	= 3.333
		'h	- 12.000		Filter η = 1.51823	Filter
		(A,	= 51.333

R,	- +3333.333	(Z₁II	- 6.666	Ή =	vd---- 51.1

*R.,*	= + 200.000	(/π	= 33.333	*"_h =*	vd= 70.1

Rm	= - 180.000	</,,	= 0.666

*R₁₁*	= +520.000	*ti M*	= 33.333	H- =	vd = 70.1

«ι:	= -83.333	du	= 3.333	"S =	vd = 27.5

*R-:*	= -212.057

worin R der Krümmungsradius el der Scheitelpunktsabstand der Linsenflächen, η die Brechzahl und v_d die Abbe'sche Zahl bedeuten.

Die Erfindung betrifft ein Fischaugenobjektiv aus zwei negativen Meniskuslinsen mit objektseitig konvexen Flächen, einem Kittglied mit einer bikonvexen Linse und einer zerstreuenden Meniskuslinse sowie weiteren Linsengliedern.

Aus der DE-PS 6 20 538 geht ein Fischaugenobjektiv hervor, bei dem insgesamt fünf Linsen vorgesehen sind, wobei die Blende zwischen der zweiten und der dritten Linse angeordnet ist Bei einem solchen Objektiv treten bei einem großen Öffnungsverhältnis verhältnismäßig starke Abbildungsfehler auf. Weiterhin ist unter diesen Bedingungen die Baulänge verhältnismäßig groß im Vergleich zur Brennweite des Objektivs.

Durch die DE-OS 19 14 679 ist auch bereits ein Fischaugenobjektiv bekanntgeworden, welches aus elf

Linsengliedern besteht Das Objektiv ist deshalb verhältnismäßig aufwendig und weist eine verhältnismä ßig große Baulänge im Vergleich zu seiner Brennweite auf.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein gut korrigiertes Fischaugenobjektiv großer relativer Öffnung mit großer bildseitiger Schnittweite zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen eines der Ansprüche 1 bis 4 beschriebene Ausbildung des Fischaugenobjektivs gelöst

Das erfindungsgemäße Fischaugenobjektiv ist besonders lichtstark und besitzt eine sehr kompakte Bauweise. Es hat eins büdseätige Schnittweite, die csn mehrfaches der Brennweite beträgt Das Öffnungsverhältnis kann dabei 1 :Z8 sein. Weeen seines relativ

einfachen Aufbau.* läßt sich das rrfindiingsgemäße Fischaugenobjektiv kostengünstig herstellen.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Eszeipt

Fig. I ein Schnittbild eines erfindurigsgemäßen Fischaugenobjektivs.

F i g. 3 ein Schnittbild eines anderen erfindungsgemäßen Fischaugenobjektivs,

Fig 2, 4, 5 und 6 die sphärische Aberration A für die «/-Linie bzw. ^-Linie, den Astigmatismus B und die Verzeichnung C.

Fig. I und 3 zeigen in dieser Reihenfolge eine erste Linse L\, und eine zweite Linse L₂, welche als objektseitig konvexe Meniskuslinsen negativer Brechkraft ausgebildet sind. Als dritte Linse L₁ ist eine bikonvexe Linse vorgesehen, mit welcher als vierter Linse U eine zerstreuende Meniskuslinse verkittet ist. Der vierten Linse U ist eine fünfte, eine sechste, eine siebte und eine achte Linse L=,, Lt. Lj bzw. Ln nachgeschaltet, wobei zwischen den Linsen L, und L=, eine Blende vorgesehen ist. Zwischen die vierte Linse U und die Blende kann ein Filter zwischengeschaltet sein. Die letztgenannten vier Linsen L=,... Z.«. von denen eine oder zwei als zerstreuende Linsen ausgebildet sind, können entsprechend F i g. I in zwei Linsenglieder zu je zwei miteinander verkitteten Linsen zusammengefaßt sein oder entsprechend F g. 3 gruppiert sein, wobei das eine Linsenglied drei miteinander verkittete Linsen aufweist.

Die Brennweite des Objektivs sei mit /"bezeichnet, der Krümmungsradius der Linsenfläche der /-ten Linse mit R* der Scheitelpunktabstand der /-ten Linse mit d, die Brechzahl und die Abbesche Zahl der /'-ten Linse L₁ mit π, bzw Vj. Das Objektiv erfüllt die folgenden Bedingungen:

3/<K,

0,5/< R₂ < If. 0.5/< R₁ < 2/

R₇ <0

(I)

(3)

Nun seien die Mittelwerte der Brechzahlen und die Mittelwerte der Abbeschen Zahlen der Gläser der negativen Linsen unter den Linsen L=,... L$ mit n\, bzw. vm, bei den positiven Linsen aus derselben Linsengruppe mit n_P bzw. v_P bezeichnet. Dann ist auch die folgende Bedingung erfüllt:

"w > "p

(4)

Die oben aufgeführten Bedingungen seien nun im folgenden erläutert.

Bedingung (1) bezieht sich auf die Krümmungsradien /?i und R] der objektseitigen Flächen der Linsen L\ bzw. L₂. Liegen die Werte für R] und A3 unterhalb der unteren Grenze der Bedingung (1), so sind die effektiven Aperturen der Linsen L\ und L₂ höher. Überschreiten die Werte für die Krümmungsradien Ri und Rj die oberen Grenzen der Bedingung (I), so treffen Strahlen mit großem Bildwinkel an den objektseitigen Flächen der Linsen L\ und L₂ unter größeren Einfallswinkeln auf, so daß am Bildfeldrand eine ungenügende Beleuchtungsstärke vorhanden ist. Die Bedingung (1) ist also auf die Reduzierung der Objektivabmessungen unter gleichzeitiger Sicherstellung einer genügenden Beleuchtungsstärke am Bildfeldrand gerichtet.

Die Beziehung (2) gilt für die Krümmungsradien R? und R4 der bildseitigen Flächen der Linsen L\ bzw. /,„>. Liegen die Werte für /?., und Ra unterhalb der unteren Grenzen dieser Bedingung, so weisen achsenferne Strahlen, welche mit bestimmten Bildfeldwinkeln auftreffen, d. h. Strahlen, die unter bestimmten Winkeln zur optischen Achse auftreffen, eine übermäßig große innere Koma auf, die nicht korrigiert werden kann. Im umgekehrten Fall, wenn die Werte von /?.< und Λ über den oberen Grenzen der Bedingung (2) liegen, ist eine große bildseitige Schnittweite nur schwer zu erzielen. Die Bedingung (2) ist daher dazu bestimmt, das Auftreten einer zu starken Koma zu verhindern und eine große bildseitige Brennweite aufrechtzuerhalten.

Beziehung (3) betrifft den Krümmungsradius R; der bildseitigen Fläche der Linse U und schreibt für diesen einen negativen Wert vor. Diese Bedingung dient zur Korrektur der inneren Koma der achsenfernen Strahlen. Da die Blende der Linse L> nachgeschaltet ist. wird für derartige achsenferne Strahlen infolge der Begrenzungen an der bildseitigen Fläche der Linse L· eine stärkere Korrektur der inneren Koma ermöglicht. Bedingung (3) dient daher vorteilhaft der Korrektur der Koma.

Beziehung (4) ist auf die Korrektur des Astigmatismus gerichtet, wozu in den der Blende nachgeschalteten Linsengliedern die positiven Linsen eine niedrigere mittlere Brechzahl aufweisen sollen als die negativen Linsen. Diese Bedingung bewirkt eine Petzvalsche Summe mit positivem Vorzeichen und ermöglicht eint. Korrektur der Abweichung der Petzvalschen Summe der Linsen Z., und L: in negativer Richtung. Bedingung (4) fordert zudem, daß in diesen Linsengliedern die positiven Linsen eine größere mittlere Abbesche Zahl aufweisen als die negativen Linsen. Dies ermöglicht eine Korrektur der chromatischen Längsaberration und der durch die Linsen L\ und L₂ erzeugten chromatischen Vergrößerungsdifferenz.

In den nun folgenden Datentabellen für die erfindungsgemäßen Objektive I —IV ist jeweils mit R dtr Krümmungsradius, mit c/der Scheitelpunktabstand der Linsenflächen, mit η die Brechzahl und mit Vd die Abbesche Zahl bezeichnet. Die Schnittbilder für die Objektive I und II sind in Fig. 1 bzw. 3 dargestellt. Auf eine ähnliche Darstellung bei den Objektiven III und IV wurde verzichtet, da die Linsenanordnung hier denen in F i g. 1 bzw. 3 gleicht.

Objektiv I

Brennweite/= 100,0 Bildfeldwinkel 180° 1:2,8

bildseitige Schnittweite 237,38

Λ, = +581.25

d_x = 17.5 /i, = 1.62041

A₂ = +92.375

(I₁ = 70.0 vd = 60.3

IO

I orlsi.'	t/ιιημ	(U	- 11.25	//< = I	.62041	Vl/	60.3
*K: -*	■t 546.875
		(U	- 60.63
/Λ	+ 95.625
		>u	= 45.62	/ι, = 1	.57501	Vi/ =	= 41.3
R,	\ 143.75
		*(I₁,*	- 10.0	//, ■= 1	.77279	vt/ -	- 49.5
Ii,, -	133.313
		(U	= 3.13
R-	321.313	<U	= 11.25	Filter	ti ---■ 1.51823		Filter
		(/..	= 54.37

		</\|„	- 6.25	lh - 1	.52682	Vt/ =
R,	• λ¹· 12.5
		*Ί\\*	= 31.56	//, 1	>2(K)	iv/ -
R,	+ 200.0
		,/,,	= 0.625
*Ru, ^r-*	- 173.75
		(I, ;	- 31.25	//7 1	.5200	Vi/ =
Rn =	+ ν 77.!-,:«
		ί/,4	- 5.63	«χ =- I	.7552	IV/ =
Λ',: ■■=	- 80.625

Λ,, =■	204.319
	= 51.1

70.1



= 70.1

= 27.5

Die sphärische Aberration und die .Sinusbedingung dieses Objektivs sind in Fig. 2(Λ), Astigmatismus und Verzeichnung in Hg. 2(B) bzw. 2(C) dargestellt.

Objektiv Il

Brennweite/= 100,0 Bildfeldwinkel 180°

bildseitige Schnittweite 246,08

1:2,8

/?. =	+ 620.463	(U	= 15.873	/), =	1.62041	1.51835	iv/ = 60.3

K? -	+ 103.244	*(I;*	= 76.190			1.74950

Λ-, =	+ 438.095	'U	= 14.603	/I, =	1.62041	1.5200	Vt/ = 60.3

Ra =	+ 89.206	<u	= 86.984

R, =	+ 200.0	*d_k*	= 53.333	"'. ⁼	1.74950	iv/ = 35.0

*R =**	- 98.667	ih	= 24.126	'U =	1.64831	Vd = 33.8
		ik
R₁ =	-450.793	(U	= 3.174
			= 11.428		Filter /; = 1.51823	Filter
		dm	= 43.809

Ä« =	+ 1666.667	*(Iu*	= 23.492	"5 =	w/ = 60.3

R₁, =	-79.619	j	— 5 7 M	«6 =	vt/ = 35.0

Λ Ki =	+ 151.111	= 26.031	«7 =	Vf/ = 70.1

Il

Λ,ι =- - ISf₁JI7 R_]? = +506.730 Λ,., - -218.876

0.634

ί/_Μ = 17.778 - 1.5168

νιΙ ■= (ι4.2

Die sphärische Aberration und die Sinusbedingung dieses Objektivs sind in Fig. 4!Ai. Astigmatismus und Verzeichnung in Fig. 4(B) bzw. 4(C) dargestellt.

Objektiv III

Brennweite/= 100.0 Bildfeldwinkel 180° 1:2.8

bildseitige Schnittweite 240.33

R_] - +620.463

ti, - i5.873 /j, = i.dJi'Mi v</ du.3

R, =- +103.244

,·/. 73.015 R_} +4(K). 190

(Λ 14.603 //; - 1.62041 vd ■-· 60.3

R₁ = +87.460

</, -■ 40.158

-

Rt, = - 103.244

R₁ = -481.980

Äs = +1666.667

R₉ = -75.936

Λ,η = +148.571

A₁1 = -156.317

Λ,₂ = +506.730

R_n = -219.993

(/„ - 23.492

(/- = 3.174

f/_s - 11.428

(/., = 42.539

</,„ - 20.952

ί/,ι - 5.714

</,: - 26.031

</,., = 0.634

</,, = 17.777

ih, - 1.744 ν,/ = 44.')

/I₄ ' 1.62(Wl ι·,/ = 60.3

filter /; = 1.51823 Filter

ih = 1.51835

ih = 1.51680

= 60.3

/i„ = 1.74')5O v,/ --= 35.0

/;- = i.^: Vi/ = 70.1

iv/ =64.2

Die sphärische Aberration und die Sinusbedingung dieses Objektivs sind in Fig. 5(A), Astigmatismus und Verzeichnung in Fig. 5(B) bzw. 5(C) dargestellt

Objektiv IV Brennweite/= 100.0 Bildfeldwinkel 160° 1:2,8

bildseitige Schnittweite 240,69

R₁ = +548.000

d, = 16.0 /:, = 1.62041 vd = 60.3

A₂ = +92.400

d-, = 70.0 A₃ = +578.000

dx =11.333 /i,= 1.6204I vd = 60.3

	= +93.866	2	1 63	615	14	in = 1.57501	vd	= 41.3	= 51.1

	= + 144.000				n₄ = 1.77279	vd	= 49.5	= 70.1
13
Fori>et/iins	= -133.333	rf₄ =	60.667
A4				Filter π = 1.51823		Filter
	= -321.333	rf₅ =	49.333				= 70.1
Λ.
		*d_b =*	13.333	π s = 1.52682		vd	= 27.5
A₆
	= +3333,333	di =	3.333	H₆ = 1.52000		vd
R-		ds ■=	12.000
	= +200.000	rf* =	51.333

	= -180.000	rfio =	6.666	«τ = 1.52000	vrf
Rs
	= +520.000	rf,, =	33.333	/I₈ = 1.75520	vd
*R-,*
	= -83.333	du =	0.666
Rw
	= -212.057	rf,, =	33.333
Rn
	au =	3.333
Rn

Rn

Die sphärische Aberration und die Sinusbedingung dieses Objektivs sind in Fig. 6(A), Astigmatismus und Verzeichnung in Fig. 6(B) bzw. 6(C) dargestellt.

Hiereu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Fischaugenobjektiv aus zwei negativen Meniskuslinsen mit objektseitig konvexen Flächen, einem Kittglied mit einer bikonvexen Linse »nd einer 5 zerstreuenden Meniskuslinse, sowie weiteren Linsengliedern, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten in nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidelkoefftzienten um nicht mehr als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1% abweichen:

Ä, = +581.25 Ri = + 92.375 R₃ = + 546.875 A₄ - + 95.625 A₅ = +143.75 R₆ = -133.313 R₇ = -321.313

Λ₈ = +3312.5 K₉ = +200.0 Λ,ο= -173.75 Ru = +577.688 A₁₂ = -80.625 Ä,j = -204.319

d\ = 17.5

d₂ =70.0

d₃ = 11.25

d₄ =60.63

d_s =45.62

d₆ = 10.0

d₇ = 3.13

d_t =11.25

d_g =54.37

rf,o = 6.25

rf,, =31.56

d_n = 0.625

</,j =31.25

rf,4 = 5.63

Λ, = 1.62041

= 1.62041

vd =603

vd = 60.3

/Jj = 1.57501 vd = 41.3

n₄ = 1.77279 vd = 49.5

Filtern-= 1.51823 Filter

n_s= 1.52682 vrf = 51.1

n₆= 15200 vd= 70.1

= 1.5200 = 1.7552

Dd= 70.1 vd = 27.5

worin Ader Krümmungsradius c/der Scheitelpunktabstand der Linsenflächen, π die Brechzahl und v₍/die Abbesche Zahl bedeuten.

2. Fischaugenobjektiv aus zwei negativen Meniskuslinsen mit objektseitig konvexen Flächen, einem Kittglied mit einer bikonvexen Linse und einer zerstreuenden Meniskuslinse sowie weiteren Linsengliedern, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten in 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:

R) - + 620.463 d, = 15.873 n, = 1.62041 vd = 60.3 Ri = + 103.244 f/₂ =76.190 Λ₃ = + 438.095 r/, - 14.603 /I; = 1.62041 Vf/ = 60.3 A4 + 89.206 d_i = 86.984 /fs - + 200.0 f/, = 53.333 /Il =" 1.74950 vf/ = 35.0

= -98.667 rf* = 24.126 4 /I₄ = 1.64831 Vd = 33.8 3 Fortsetzung = -450.793 dj = 3.174 *ί d» = 11.428 Filter η = 1.51823 Filter d₉ = 43.809 R₁ = +1666.667 d\o = 23.492 #i_s = 1.51835 vd = 60.3 = -79.619 du = 5.714 n₆ = 1.74950 vd = 35.0 R% = +151.111 du = 26.031 /I₇ = 1.5200 vd= 70.1 R₉ = -156.317 du = 0.634 R]o = +506.730 du = 17.778 /ig = 1.5168 vrf = 64.2 Ru = -218.876 Ru

worin Ader Krümmungsradius dder Scheitelpunktabstand der Linsenflächen, π die Brechzahl und Vddie Abbesche Zahl bedeuten.

3. Fischaugenobjektiv aus zwei negativen Meniskuslinsen mit objektseitig konvexen Flächen, einem Kittglied mit einer bikonvexen Linse und einer zerstreuenden Meniskuslinse sowie weiteren Linsengliedern, dadurch gekennzeichnet, daß seine

Ko-istruktionsdaten in 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:

Ri = +620.463 rfi = 15.873 /I₁ = 1.62041 vd = 60.: Ri = +103.244 di = 73.015 R₃ = +400.190 dj = 14.603 /I₂ = 1.62041 vd = 6OJ R₄ = +87.460 d₄ = 90.158 Rs = +189.968 d_s = 53.333 /I₃ = 1.744 vd = 44.9 Rt = -103.244 d„ = 23.492 /I₄ = 1.62041 vd = 60.3 R₁ = -481.980 d₇ = 3.174 d» - 11.428 Filter η = 1.5.1823 Filter do = 42.539 R» = +1666.667 d\Q = 20.952 "5 = 1.51835 vd = 60.3 R₉ = - 75.936 du = 5.714 /I₆= I 1.74O50 vd = 35.0 Rio = +148.571 'Iu = 26.031 /I₇ = I .52000 vd = 70.1 Ru = -156.317 (I M = 0.634 - + 506.730 = 17.777 ih = I .51680 vd 64.2 - 219.993

worin Rder Krümmungsradius el derScheitelpunktabstand der Linsenflächen, ndie Brechzahl und v,/die Abbesche Zahl bedeuten.

4. Fischaugenobjektiv aus zwei negativen Meniskuslinsen mit objektseitig konvexen Flächen, einem Kittglied mit einer bikonvexen Linse und einer /Verstreuenden Meniskuslinse sowie weiteren Linsengliedcrn, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten in 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: