DE1017381B

DE1017381B - Photographic lens

Info

Publication number: DE1017381B
Application number: DEO4492A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Pennig
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1955-10-05
Filing date: 1955-10-05
Publication date: 1957-10-10

Description

Photographisches Objektiv Die Erfindung betrifft ein vierlinsiges photographisches Objektiv, bei dem eine Streulinse durch je einen Luftraum auf der Seite der langen Schnittweite von einer Sammellinse und auf der Seite der kurzen Schnittweite von einem sammelnden Bauteil getrennt ist, der aus einer inneren Streulinse und einer äußeren Sammellinse verkittet ist. Die Blende befindet sich zwischen der Streulinse und dem verkitteten Bauteil. Solche Systeme sind in vielen Abwan:dlungen bekannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine besondere Bauart und gibt die Mittel an, die zu einer einwandfreien Korrektion der Bildfehler bei -einem Öffnungsverhältnis von mehr als 1 : 3,5, insbesondere I :2,8 oder höher, erforderlich sind. Der Bildwinkel beträgt mindestens 48°, gegebenenfalls 53°.Photographic lens The invention relates to a quadruple lens Photographic lens in which a divergent lens through each air space on the Side of the long back focus from a converging lens and on the side of the short one Back focus is separated from a collecting component, which consists of an inner divergent lens and an outer converging lens is cemented. The bezel is located between the Scattering lens and the cemented component. Such systems are in many variations known. The present invention relates to a particular type and gives the means that lead to a correct correction of the image errors with an aperture ratio of more than 1: 3.5, in particular I: 2.8 or higher, are required. The angle of view is at least 48 °, if necessary 53 °.

Das Objektiv der vorliegenden Erfindung ist an sich dazu bestimmt, in verhältnismäßig lange, rohrförmige Gebilde, etwa vom bisher Üblichen abweichende Zentralverschlüsse, eingebaut zu werden, ohne daß sich für seitliche Bildpunkte eine unzulässige Vignettierung ergibt. Es kann aber auch in normal gebauten Verschlüssen und Fassungen benutzt werden. Zur Lösung des Problems hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Baulänge eines vierlinsigen Objektivs der in Rede stehenden Bauart auf mindestens 40, in gewissen Fällen mindestens 45% der Brennweite gemäß der Erfindung zu bemessen. Um die geforderte Vignettierungsfreiheit voll zu sichern, ist es besonders vorteilhaft, die einzeln stehende, der längeren Schnittweite zugekehrte Sammellinse dem bisher Bekannten gegenüber erheblich dicker zu wählen, so daß sie mehr als 30%, gegebenenfalls sogar mehr als 40°/o der Gesamtdicke des Systems aufweist. Üblicherweise überschreitet die Dicke dieser Linse bei bekannten Objektiven nicht 20 bis höchstens 27% der Gesamtdicke.The lens of the present invention is per se intended to in relatively long, tubular structures, somewhat different from what has been customary up to now Central shutters, to be built in without having to worry about lateral pixels results in impermissible vignetting. But it can also be used in normally built closures and sockets can be used. It has proven to be useful in solving the problem proved to be the length of a four-lens lens of the type in question to at least 40, in certain cases at least 45% of the focal length according to the invention to measure. In order to fully ensure the required freedom from vignetting, it is special advantageous, the single standing, the longer focal length facing convergent lens to choose considerably thicker compared to the previously known, so that they are more than 30%, possibly even more than 40% of the total thickness of the system. Usually the thickness of this lens does not exceed 20 to at most in known lenses 27% of the total thickness.

Diese erhebliche Dicke der Frontlinse bewirkt, daß das in Richtung der langen Schnittweite durch die vor der Blende befindlichen Linsen entworfene Blendenbild möglichst weit in Richtung der langen Schnittweite verschoben wird. Von ihm aus gesehen erscheint .die Fassung der einzeln stehenden Sammellinse also unter einem sehr großen Winkel. Das Blendenbild ist Kreuzungspunkt aller Hauptstrahlen, die aus dem Raum der langen Schnittweite ins Objektiv treten; diese Hauptstrahlen sind mindestens annähernd als Achse der zur Objektivachse geneigten Bündel zu betrachten, die auf der Seite der kurzen Schnittweite den Rändern und Ecken des Bildes zugeordnet sind. Diese Bündel können also durch die einzelne Sammellinse bzw. deren Fassung mit beinerkenswert geringer geometrischer Beeinträchtigung hindurchtreten. Das aber bedeutet eine verhältnismäßig geringe Vignettierung. Um die sphärischen Zonenfehler in den erforderlichen engen Grenzen zu halten, wird von dem bekannten Mittel Gebrauch gemacht, die Brechzahl des Glases in der ersten Linse sehr hoch, nämlich mindestens bei 1,68, zu wählen, und das Mittel der Brechzahlen aller Linsen liegt bei mehr als 1,63.This substantial thickness of the front lens causes the direction the long focal length designed by the lenses in front of the diaphragm The aperture image is shifted as far as possible in the direction of the long focal length. Seen from here, the frame of the individually standing converging lens appears at a very large angle. The aperture image is the point of intersection of all main rays, which step into the lens from the space of the long focal length; these main rays are to be considered at least approximately as the axis of the bundles inclined to the objective axis, those on the side of the short focal length are assigned to the edges and corners of the image are. These bundles can therefore pass through the individual converging lens or its mount step through with noticeably little geometric impairment. But that means a relatively low level of vignetting. About the spherical zone errors The known means is used to keep it within the required narrow limits made, the refractive index of the glass in the first lens is very high, namely at least at 1.68, and the mean of the refractive indices of all lenses is more than 1.63.

Um den Astigmatismus und die Verzeichnung zu heben, ist es erfindungsgemäß notwendig, daß der äußere Radius der in Rede stehenden einzelnen Sammellinse mindestens 39,5°/o der Brennweite mißt, während für die Innenfläche dieser Linse die Bedingung :eingehalten «-erden muß, daß ihre Krümmung kleiner als ein Zwanzigstiel der Krümmung der Außenfläche ist; sie nimmt also entweder schwach positive oder schwach negativ@° Werte an oder wird zu Null.In order to lift the astigmatism and the distortion, it is according to the present invention necessary that the outer radius of the individual converging lens in question is at least 39.5 per cent of the focal length, while the condition for the inner surface of this lens is must be kept so that its curvature is less than a twentieth stem of the curvature the outer surface is; so it takes either weakly positive or weakly negative @ ° Values or becomes zero.

Im Hinblick auf die große Dicke der einzeln stehenden Sammellinse und die erforderliche Korrektion insbesondere der Koma ist es ein Bestandteil der Erfindung, daß das Radienverhältnis der einzeln stehenden Streulinse zwischen - 1,85 und - 2,25 liegt. Dann ist eine bemerkenswert gute Korrektion der Koma für alle Bildwinkel erreichbar. Wird gemäß der Erfindung die Dicke der einzeln stehenden Sammellinse auf 35 bis 40% der Baulänge bemessen, dann ist es im Hinblick auf die chromatische Korrektion zweckmäßig, Gläser zu wählen, deren Summe der v-Werte mehr als 190 beträgt, wobei die Differenz der Brechzahlen der beiden einzelnen Linsen kleiner als 0,055 sein soll.In view of the great thickness of the individually standing converging lens and the necessary correction, especially of the coma, it is part of the invention that the radius ratio of the individually standing divergent lens is between -1.85 and -2.25 . Then a remarkably good correction of the coma can be achieved for all angles of view. If, according to the invention, the thickness of the individually standing converging lens is measured at 35 to 40% of the overall length, then with regard to the chromatic correction it is advisable to choose glasses whose sum of the v-values is more than 190, the difference in the refractive indices of the two individual lenses should be less than 0.055.

Legt man auf besonders weitgehende Freiheit von Vignettierung großen Wert, dann kann die Dicke der allein stehenden Sammellinse auf mehr als 40% der Baulänge gesteigert werden, wobei die Summe der v-Werte auf weniger als 190, gegebenenfalls weniger als 180 bemessen werden kann, die Differenz der Brechzahlen der beiden einzelnen Linsen aber größer als 0,055 sein muß. Der Bildwinkel läßt sich dann auf 53° steigern.If you want to be particularly free from large vignetting Value, then the thickness of the single converging lens can be more than 40% of the Overall length can be increased, the sum of the v-values to less than 190, if necessary Less than 180 can be measured, the difference in the refractive indices of the two individual ones But lenses must be greater than 0.055. The angle of view can then be increased to 53 °.

Der Astigmatismus nimmt bei dem Objektiv gemäß der Erfindung besonders kleine Werte an, wenn bei einer Dicke der alleinstehenden Sammellinse von weniger als 40°/o die Petzval-Summe etwa 0,30 beträgt, bei einer Dicke der besagten ersten Linse von mehr als 40% der Baulänge aber darunterbleibt, beispielsweise 0,27 ausmacht. Die Verzeichnung bewegt sich bei allen Objektiven gemäß der Erfindung für halbe Bildwinkel von 24 bis 27° um 1% oder wenig mehr, während sie bei den bisher bekannten Objektiven gleicher Lichtstärke, aber kürzerer Bauweise gelegentlich den doppelten Wert erreicht.The astigmatism is particularly pronounced in the objective according to the invention small values when with a thickness of the single converging lens less than 40% the Petzval sum is about 0.30, with a thickness of said thickness but remains below the first lens of more than 40% of the overall length, for example 0.27 matters. The distortion moves with all lenses according to the invention for half angles of view from 24 to 27 ° by 1% or a little more, while they were with the previously known lenses of the same light intensity, but occasionally shorter construction twice the value reached.

Die genannten Konstruktionsmerkmale des Objektivs gemäß der Erfindung liefern, längs der Achse gemessen, Beträge der sphärischen Zonenfehler, die nur etwa halb so groß wie die von bisher bekannten Objektiven gleichen Öffnungsverhältnisses sind. Sie ermöglichen es daher, bei etwa derselben Abbildungsleistung ein Öffnungsverhältnis von mehr als 1 :2,8, nämlich 1 :2,5, zu erreichen. In der Zeichnung ist das erste der im folgenden beschriebenen Beispiele für eine Brennweite f = 200 wiedergegeben. Die Tabelle enthält vier Beispiele, von denen die ersten beiden eine Baulänge von über 45% der Brennweite und eine Petzval-Summe von 0.30, die letzten beiden eine Baulänge zwischen 40 und 451/o der Brennweite sowie eine Petzval-Summe von 0,27 aufweisen. Die Tafel gibt nach den Konstruktionsdaten die Zonenbeträge der sphärischen Längsaberration As', die maximal innerhalb des Bildwinkels auftretende Bildfeldwölbung derjenigen der beiden astigmatischen Bildschalen, die sich von der Brennebene am weitesten entfernt, also As' oder A t', bezogen auf den Blendenmittenstrahl, wobei von Werten in den äußersten Bildecken abgesehen sei, und schließlich für den jeweils angegebenen Bildwinkel die Verzeichnung d y'/x' in Prozenten. Werte für f = 100 Beispiel I I II I III I IV Öffnungsverhältnis 1-2,8 ` 1'.215 I 1 : 2,5 2,5 r@ + 42,91 + 42,24 + 39,93 + 40,40 dl 16,60 16,60 17,79 17,81 1,691/54,8 1,691/54,8 1,691/54,8 1,691/54,8 r2 -1625,99 -1980,54 +1556,99 + 7273,58 L1 6,16 6,16 4,14 4,15 r3 - 66,62 - 70,46 - 75,14 - 74,43 d2 3,10 3,48 1,42 1,82 1V2/ v 1,648/33,9 1,648/33,9 1,626/35,6 1,626/35,6 r4 + 35,49 + 34,54 + 34,00 + 34,04 12 6,88+3,35 6,88+3,35 7,04+1,01 7,05+1,01 r5 + 303,11 + 345,15 + 711,53 + 671,46 d3 2,23 2,23 3,84 3,85 1b3/ y 1,571/51 1,571/51 1,596/39,2 1,596/39,2 r6 + 41,25 + 40,42 + 39,93 + 39,98 d4 7,69 7,69 7,78 7,79 7Z4 1,691/54,8 1,691/54,8 1,717/47,9 1,717/47,9 r7 - 51,71 - 51,99 - 55,47 - 55,75 Baulänge =ld' 46,01 46,39 43,02 43,48 d'1/ Id' 0,36 0,36 0,41 0,41 Mittel der Brechzahlen 1,650 1,650 1,657 1,657 -r3/r4 1,88 2,04 2,21 2,19 1/r2:1:r1 -1/37,9 -1/46,8 +1/39,0 -f-1/180 @v 194,5 194,5 177,5 177,5 1 d 1' I bzw. I d t' l `. 0,45 0,45 0,55 0,57 1d s'1 max. . 0,25 0,52 0,52 0,45 halber Bildwinkel 24° 24°- 24° 27° 4y /y, 1,1% - 0,9% - 0,6% - 0,9°/o The stated design features of the objective according to the invention provide, measured along the axis, amounts of the spherical zone errors which are only about half as large as those of previously known objectives of the same aperture ratio. They therefore make it possible to achieve an aperture ratio of more than 1: 2.8, namely 1: 2.5, with approximately the same imaging performance. The drawing shows the first of the examples described below for a focal length f = 200. The table contains four examples, of which the first two have a length of over 45% of the focal length and a Petzval sum of 0.30, the last two a length between 40 and 451 / o of the focal length and a Petzval sum of 0.27 . According to the design data, the table gives the zone amounts of the spherical longitudinal aberration As', the maximum field curvature occurring within the image angle of that of the two astigmatic image shells that are furthest away from the focal plane, i.e. As' or A t ', based on the diaphragm center ray, where apart from values in the outermost corners of the image, and finally the distortion d y '/ x' in percentages for the specified image angle. Values for f = 100 example II II I III I IV Focal ratio 1-2.8 ` 1'.215 I 1 : 2 , 5 2 , 5 r @ + 42.91 + 42.24 + 39.93 + 40.40 dl 16.60 16.60 17.79 17.81 1.691 / 54.8 1.691 / 54.8 1.691 / 54.8 1.691 / 54.8 r2 -1625.99 -1980.54 +1556.99 + 7273.58 L1 6.16 6.16 4.14 4.15 r3 - 66.62 - 70.46 - 75.14 - 74.43 d2 3.10 3.48 1.42 1.82 1V2 / v 1.648 / 33.9 1.648 / 33.9 1.626 / 35.6 1.626 / 35.6 r4 + 35.49 + 34.54 + 34.00 + 34.04 12 6.88 + 3.35 6.88 + 3.35 7.04 + 1.01 7.05 + 1.01 r 5 + 303.11 + 345.15 + 711.53 + 671.46 d3 2.23 2.23 3.84 3.85 1b3 / y 1.571 / 51 1.571 / 51 1.596 / 39.2 1.596 / 39.2 r6 + 41.25 + 40.42 + 39.93 + 39.98 d4 7.69 7.69 7.78 7.79 7Z4 1.691 / 54.8 1.691 / 54.8 1.717 / 47.9 1.717 / 47.9 r7 - 51.71 - 51.99 - 55.47 - 55.75 Overall length = ld '46.01 46.39 43.02 43.48 d'1 / Id ' 0.36 0.36 0.41 0.41 Mean of the refractive indices 1.650 1.650 1.657 1.657 -r3 / r4 1.88 2.04 2.21 2.19 1 / r2: 1: r1 -1 / 37.9 -1 / 46.8 + 1 / 39.0 -f-1/180 @v 194.5 194.5 177.5 177.5 1 d 1 'I or I dt' l `. 0.45 0.45 0.55 0.57 1d s'1 max. 0.25 0.52 0.52 0.45 half angle of view 24 ° 24 ° - 24 ° 27 ° 4y / y, 1.1% - 0.9% - 0.6% - 0.9%

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Four-lens, asymmetrical photographic Objective with an aperture ratio greater than 1: 3.5 with a divergent lens through an air space on each side of the long focal length of a converging lens and separated from a collecting component on the side of the short back focal length which is cemented from an inner diffusing lens and an outer converging lens, the curvature of the inner surface of the individual converging lens being less than one twentieth the curvature of its outer surface and this converging lens made of a glass with a Refractive index of over 1.68, characterized in that the radius of its outer surface greater than 39.50 / 0 of the focal length with a thickness of this converging lens of more than 30, preferably 36 to 42% of the overall length, which in turn is more than 40% of the focal length matters.

2. Lens according to claim 1, characterized in that the ratio the radius of the individual negative lens is between -1.85 and -2.25.

3. Lens according to claim 1 and 2, characterized in that with a thickness of the individual Collective lens between 35 and 40% of the overall length, the sum of the v-values of all glasses is over 190 and that the difference in the refractive indices of the two glasses Lenses is less than 0.055.

4. Lens according to claim 1 and 2, characterized in that that with a thickness of the individual converging lens of more than 40% of the overall length The sum of the v-values of all glasses is below 190 and that the difference in the refractive indices the glasses of both individual lenses is greater than 0.055.

5. Lens according to claim 1 and the following, characterized by the design data mentioned in the description in any length units, with individual curvatures up to 5% of the refractive power, individual thicknesses and distances up to 10% of the focal length, individual refractive indices up to 0, 03 and individual v-values may deviate from the specified values by up to 10.