DE1097163B

DE1097163B - Photographic lens

Info

Publication number: DE1097163B
Application number: DE1955P0013874
Authority: DE
Inventors: Arnold Werfeli
Original assignee: Paillard SA
Current assignee: Paillard SA
Priority date: 1954-05-05
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1961-01-12

Description

Fotografisches Objektiv Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Objektiv großer Lichtstärke, welches für sphärische Aberration, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung, Bildfeldwölbung und chromatische Aberration korrigiert ist.Photographic lens The invention relates to a photographic lens Lens with high light intensity, which is used for spherical aberration, coma, astigmatism, Corrects for distortion, curvature of field and chromatic aberration.

Es besteht aus zwei sammelnden Einzellinsen, zwischen denen zwei zerstreuende, aus je zwei Einzellinsen entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzte Meniskusglieder angeordnet sind, die ihre Hohlflächen der zwischen ihnen angeordneten Blende zukehren.It consists of two converging individual lenses, between which two diffusing, Meniscus members composed of two individual lenses of opposite refractive power are arranged, which face their hollow surfaces of the diaphragm arranged between them.

Man kennt bereits Objektive dieser Gattung, z. B. aus der deutschen Patentschrift 485 798 und aus der USA.-Patentschrift 2 601805. Die bekannten Objektive gestatten es allerdings nicht, eine größere Öffnung als f : 1,4 zu erhalten, dies trotz sehr hoher Brechungszahlen, wie sie aus der USA.-Patentschrift hervorgehen.Lenses of this type are already known, e.g. B. from German patent specification 485 798 and from USA patent specification 2 601805. However, the known lenses do not allow a larger aperture than f: 1.4 to be obtained, despite very high refractive indices, such as those from the USA. -Patent specification emerge.

Ferner zeigt die USA.-Patentschrift 2 012 822 ein siebenlinsiges Objektiv, Typ Gauß, das eine Relativöffnung f : 1,1 hat. Dieses Objektiv ist aber nur für Spezialaufgaben geeignet und nicht sehr gut korrigiert.Furthermore, the United States patent specification 2 012 822 shows a seven-lens lens, Gaussian type, which has a relative opening f: 1.1. This lens is only for Suitable for special tasks and not corrected very well.

Das Objektiv nach der Erfindung kann demgegenüber für eine Öffnung von mindestens f : 1,3 vorgesehen sein, wobei es sehr gut korrigiert ist, insbesondere, was die sphärische Aberration und die Bildfeldkrümmung betrifft, von denen die letztere praktisch 1`u11 ist. Diese überraschenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Objektivs werden durch die gleichzeitige Erfüllung folgender Bedingungen hinsichtlich der Brechzahlen (n), der Radien (R), der Dicken (d) und der Abstände (L), bezogen auf die Aquivalentbrennweite (F), erzielt: Die Zeichnung stellt schematisch und als Beispiel ein Objektiv gemäß der Erfindung dar und zeigt einige seiner Eigenschaften.The objective according to the invention, on the other hand, can be provided for an aperture of at least f: 1.3, whereby it is very well corrected, in particular with regard to the spherical aberration and the field curvature, the latter of which is practically 1'u11. These surprising properties of the objective according to the invention are achieved by simultaneously fulfilling the following conditions with regard to the refractive indices (n), the radii (R), the thicknesses (d) and the distances (L), based on the equivalent focal length (F): The drawing shows schematically and as an example an objective according to the invention and shows some of its properties.

Fig. 1 stellt das Objektiv dar; Fig.2 zeigt den Verlauf der sphärischen Aberration und der Abweichung von der Sinusbedingung.Fig. 1 shows the lens; Fig.2 shows the course of the spherical Aberration and the deviation from the sine condition.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht das Objektiv aus den vier Gliedern I, II, III und IV, getrennt durch die Luftabstände 1" 12, l3. Das erste und letzte Glied (I und IV), in Richtung vom Objektiv zum Film (F) gesehen (in Fig. 1 von links nach rechts), bestehen je aus einer einfachen Sammellinse L1 und L6. Im Gegensatz dazu sind die Glieder 1I und 11I, zu beiden Seiten der Blende (nicht gezeichnet) liegend, aus je zwei Linsen L2 und L3 bzw. L4 und L5 zusammengekittet. Die Linsen L, und L5 sind sammelnd, die Linsen L3 und L4 zerstreuend. Man erkennt, daß jedes dieser beiden Glieder einem zerstreuenden Meniskus gleichkommt.As can be seen from Fig. 1, the lens consists of the four members I, II, III and IV, separated by the air gaps 1 "12, 13. The first and last Member (I and IV), seen in the direction from the lens to the film (F) (in Fig. 1 from the left to the right), each consist of a simple converging lens L1 and L6. In contrast in addition, the links 1I and 11I, on both sides of the cover (not shown) lying down, cemented together from two lenses L2 and L3 or L4 and L5. The lenses L and L5 are converging, lenses L3 and L4 are divergent. You can see that each of these two limbs is equivalent to a dispersing meniscus.

Das Objektiv gemäß Erfindung gestattet es, eine große Öffnung zu erhalten, wobei jedoch die verschiedenen Aberrationen, insbesondere die sphärische Aberration, infolge der nachfolgenden Besonderheiten auf einem sehr niedrigen Wert gehalten werden.The lens according to the invention makes it possible to obtain a large opening, however, the various aberrations, especially the spherical aberration, kept at a very low value due to the following peculiarities will.

Der Krümmungsradius (Rlo) der hinteren Fläche des vierten Gliedes (IV) hat einen Absolutwert, der mindestens zweimal größer als der Krümmmungsradius (R9) der Vorderfläche desselben Gliedes (IV) ist. Dies gestattet es, für die Zerstreuungslinse (L4) der zweiten Linsengruppe (III) ein Glas zu wählen, dessen Brechungsindex (n4) mindestens 0,12 mal größer als der Brechungsindex (n3) der Zerstreuungslinse (L3) der ersten Linsengruppe (II) ist. Trotz eines Lichtbündels von sehr kleinem Durchmesser zwischen den beiden Linsengruppen (II und III) ermöglicht der sehr erhöhte Brechungsindex (n4) so einen Absolutwert des Krümmungsradius (R6) der Vorderfläche der Zerstreuungslinse (L4) der zweiten Linsengruppe (III), der mindestens 1,4mal größer als der Krümmungsradius (R5) der Hinterfläche der Zerstreuungslinse (L3) der ersten Linsengruppe (II) ist, wobei dieser Krümmungsradius (R6) zwischen 40 und 45 °(o der Brennweite (f) liegt. Eine andere Besonderheit, die eine gute Korrektion der sphärischen Aberration für eine große Öffnung des Objektivs gestattet, besteht in. der Tatsache, daß der Absölütwert -des -Kittflächenradius (R4) der Linsen (L2, L3) der ersten Linsengruppe (II) sehr groß ist, wobei der Radius (R4) größer als das Zwölffache der Brennweite (f) des Objektivs ist.The radius of curvature (Rlo) of the rear surface of the fourth link (IV) has an absolute value which is at least two times larger than the radius of curvature (R9) of the front surface of the same link (IV). This makes it possible to choose a glass for the diverging lens (L4) of the second lens group (III) whose refractive index (n4) is at least 0.12 times greater than the refractive index (n3) of the diverging lens (L3) of the first lens group (II) . Despite a light bundle of very small diameter between the two lens groups (II and III), the very increased refractive index (n4) enables an absolute value of the radius of curvature (R6) of the front surface of the diverging lens (L4) of the second lens group (III), which is at least 1, 4 times larger than the radius of curvature (R5) of the rear surface of the diverging lens (L3) of the first lens group (II), this radius of curvature (R6) being between 40 and 45 ° (o the focal length (f). Another special feature, the good one Correction of the spherical aberration for a large aperture of the objective consists in the fact that the absolute value of the cemented surface radius (R4) of the lenses (L2, L3) of the first lens group (II) is very large, the radius (R4 ) is greater than twelve times the focal length (f) of the lens.

Die verschiedenen - vorher erwähnten Bedingungen gestatten es, eine sehr geringe Zone der sphärischen Aberration zu erzielen, welche die Größenordnung von 1/iooo der Brennweite (f) haben kann, selbst für eine relative Öffnung von mindestens f : 1,3.The various conditions mentioned above allow one to achieve a very small zone of spherical aberration, which is the order of magnitude of 1 / iooo of the focal length (f), even for a relative aperture of at least f: 1.3.

Der erhöhte Brechungsindex (n4) des Glases der zweiten Zerstreuungslinse (L4) der zweiten Linsengruppe (III) erfordert auch erhöhte Brechungsindizes (n5 und n6) des Glases der Sammellinse (L5) dieser zweiten Linsengruppe (III) und des Glases der Linse (L6) des Gliedes (IV), um eine Petzval-Summe von einer Größe erhalten zu können, die eine Bildfeldkrümmung von praktisch Null sichert. Mit anderen Worten ist das arithmetische Mittel der Indizes (n4, n5, n6) des Glases der drei letzten Linsen (L4, L5, L6) des Objektivs größer als 1,72, und für die Linsen (L, bis L6) ergibt sich daraus ein arithmetisches Mittel der Indizes von mindestens 1,68.The increased index of refraction (n4) of the glass of the second diverging lens (L4) of the second lens group (III) also requires increased refractive indices (n5 and n6) the glass of the converging lens (L5) of this second lens group (III) and of the Glass of the lens (L6) of the limb (IV) to obtain a Petzval sum of one size to be able to ensure a curvature of field of practically zero. In other words is the arithmetic mean of the indices (n4, n5, n6) of the glass of the last three Lenses (L4, L5, L6) of the lens larger than 1.72, and for the lenses (L, up to L6) this results in an arithmetic mean of the indices of at least 1.68.

Die nachfolgende Tabelle gibt die Zahlenwerte für ein Objektiv gemäß der Erfindung für eine resultierende Brennweite von f = 100. mm und eine relative Öffnung von f : 1,3. Die Krümmungsradien der Linsenflächen sind mit R, die Mittendicken der Linsen mit d bezeichnet. nD und Y bedeuten Brechungsindex für die Spektrallinie D bzw. mittlere relative Dispersion (Abbesche Zahl) der verwendeten Gläser. R dl in mm in mm d Y I L1 _ R, = ..F. 93,32 R dl = 11,32 ni = 1,7169 Vi = 47,8 2 = -f-358,32 li = 0,4 R3 = -f- 46,32 II L2 R = d 2 = 20 n2 = 1,6444 V2 = 47,9 L3 4 d3- 2 n3 = 1,5892 V3 = 41 R5 = + 28,68 12 = 24 R6 = - 41,32 L4 R d4= 6 n4 = 1,7618 V4= 26,5 III L5 7 = - 60,8 ds = 22 n5 = 1,7449 V5 = 44,7 R$ _ - 55 ' l3 = 13 R9 = -f- 90,2 IV 1s d6 = 16 n6 = 1,7169 V6 = 47,8 Rio = -212,6 Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, sind die in der Erfindung postulierten Bedingungen erfüllt, nämlich: Andererseits hat das beschriebene Objektiv noch folgende Eigenschaften: Die Kurven in Fig. 2 stellen den Verlauf der sphärischen Aberration und der Abweichung von der Sinusbedingung dar. Es geht aus ihnen hervor, daß für eine relative Öffnung des Objektivs von 1:1,3 die sphärischen Zonenabweichungen 0,10/0 der Brennweite nicht übersteigen.The following table gives the numerical values for an objective according to the invention for a resulting focal length of f = 100 mm and a relative aperture of f: 1.3. The radii of curvature of the lens surfaces are denoted by R, the center thicknesses of the lenses by d. nD and Y denote the refractive index for the spectral line D and mean relative dispersion (Abbe number) of the glasses used. R dl in mm in mm d Y I L1 _ R, = ..F. 93.32 R dl = 11.32 ni = 1.7169 Vi = 47.8 2 = -f-358.32 li = 0.4 R3 = -f- 46.32 II L2 R = d 2 = 20 n2 = 1.6444 V2 = 47.9 L3 4 d3- 2 n3 = 1.5892 V3 = 41 R5 = + 28.68 1 2 = 24 R6 = - 41.32 L4 R d4 = 6 n4 = 1.7618 V4 = 26.5 III L5 7 = - 60.8 ds = 22 n5 = 1.7449 V5 = 44.7 R $ _ - 55 'l3 = 13 R9 = -f- 90.2 IV 1 s d6 = 16 n6 = 1.7169 V6 = 47.8 Rio = -212.6 As can be seen from the table above, the conditions postulated in the invention are met, namely: On the other hand, the lens described has the following properties: The curves in FIG. 2 represent the course of the spherical aberration and the deviation from the sine condition. It can be seen from them that for a relative aperture of the objective of 1: 1.3 the spherical zone deviations 0.10 / 0 of the focal length are not exceed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Six-tooth photographic lens with an aperture ratio greater than 1: 1.4, consisting of two converging individual lenses, between which two dispersing meniscus members, each composed of two individual lenses of opposite refractive power, are arranged, their hollow surfaces facing the diaphragm arranged between them, characterized by the simultaneous fulfillment of the following conditions for the refractive indices (n), radii (R), thicknesses (d) and distances (l), based on the equivalent focal length F: 2. Lens according to claim 1, characterized by the following design: f = 100; relative opening f = 1.3 R d, 1 _d V in mm in mm 1 L1 R1 = -f- 93.32 dl = 11.32 n1 = 1.7169 V1 = 47.8 R2 = -f-358.32 11 = 0.4 R3 = + 46.32 II L2 dz = 20 n2 = 1.6444 V2 = 47.9 L R4 d3 = 2 n3 = 1.5892 V3 = 41 R5 = + 28.68 1 2 --24 R6 = - 41.32 L4 d4 = 6 n4 = 1.7618 V4 = 26.5 III R7 _ + 60.8 L5 d5 = 22 n5 = 1.7449 V5 = 44.7 R $ = - 55 1, = 13 IV L, R9 - + 90'2 d6 = 16 n, = 1.7169 V6 = 47.8 Rlo = -212.6

Documents considered: German Patent No. 485 798; U.S. Patent No. 2,012,822, 2,601,805; GH Aklin, Josa, 1948, pp. 841 to 844.