DE1251971B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES #Λ PATENTAMT

DeutscheKl.: 42 h-4/10

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1 251 971

Aktenzeichen: V 21132IX a/42h

1251 9 T 1 Anmeldetag: 7. August 1961_;

Auslegetag: 12. Oktober 1967

Die Erfindung erstreckt sich auf ein 51insiges, 4gliedriges Tele-Objektiv mit einem Öffnungsverhältnis von mindestens 1: 4 und einer Brennweite, deren Wert mindestens das 4fache der auszuzeichnenden Formatdiagonale beträgt. Das Objektiv setzt sich aus einem auf Seite der längeren Strahlungsweite stehenden positiven und einem auf Seite der kürzeren Strahlungsweite stehenden negativen Systemhauptteil zusammen und besitzt eine Endschnittweite, die kleiner ist als 27% der Gesamtbrennweite, wobei die beiden Systemhauptteile durch einen großen Luftabstand voneinander getrennt sind. Der positive Systemhauptteil besteht aus zwei positiven Menisken, die beide ihre Wölbung dem Objekt zukehren, wobei der als Frontlinse stehende Meniskus eine Einzellinse darstellt, während der zweite als Kittglied ausgebildete Meniskus sich aus einer bikonvexen Sammellinse und einer bikonkaven Zerstreuungslinse zusammensetzt. Der nach großem Luftabstand folgende negative Systemhauptteil besteht aus zwei Einzellinsen und ist so aufgebaut, daß ein negativer Meniskus seine Wölbung einer bikonvexen Sammellinse zuwendet, die als letztes Glied das System auf Seite der kürzeren Strahlungsweite abschließt.

Langbrennweitige Tele-Objektive, bei denen sich wie üblich die Aperturblende zwischen den beiden Systemhauptteilen befindet, sind hinsichtlich der Anpassung an die Kamera der Kleinbildphotographie in ihren baulichen Ausmaßen besonders stark eingeengt. So müssen z. B. Tele-Objektive, deren Brennweite das 4fache der Formatdiagonale übertrifft, im Verhältnis zu ihrer Brennweite eine besonders kurze Schnittweite aufweisen, um störende Vignettierungen an der Kamera zu vermeiden.

Man fordert allgemein gerade von langbrennweitigen Tele-Objektiven, daß sie aus wirtschaftlichen Gründen und der Handlichkeit wegen einen möglichst einfachen Aufbau besitzen. Bekannte 41insige Tele-Objektive mit der erwähnten langen Brennweite bestehen meist aus einem zweiünsigen positiven Vorderglied und einem zweilinsigen negativen Hinterglied, die durch einen großen Luftabstand voneinander getrennt sind, wobei jedes Glied eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse enthält. Derartigen Systemen müssen aber bei einem Öffnungsverhältnis 1: 4 irgendwelche Zugeständnisse hinsichtlich ihrer Leistung zugebilligt werden, so daß vor allem die sphärische Aberration und die Koma nicht befriedigende Restfehler aufweisen. Wie die Bildfehleranalysen nach Seidel ergeben, liegt der Grund für die ungenügende Korrektur der besagten Abbildungsfehler hauptsächlich an den einzelnen Krümmungs- Photographisches Tele-Objektiv
Anmelder:

VEB Feinoptisches Werk Görlitz,
Görlitz, Fichtestr. 2

Als Erfinder benannt:
Hubert Ulbrich, Görlitz

flächen des Vordergliedes. Durch Aufspalten und Brechkraftverteilung der Sammellinse des positiven Vordergliedes lassen sich die sphärischen und komatischen Abbildungsfehler erheblich verbessern, wobei die Aufteilung sinnvoll so erfolgt, daß ein als Frontlinse stehender positiver Meniskus seine Hohlseite der Wölbung eines zweiten Meniskus zukehrt, der sich aus einer bikonvexen Sammellinse und einer bikonkaven Zerstreuungslinse zusammensetzt. Der astigmatischen Korrektur wegen besteht das negative Hinterglied zweckmäßig aus zwei Einzellinsen, und zwar aus einem negativen Meniskus, der seine Hohlseite der Blende zuwendet, und aus einer bikonvexen Sammellinse, die das System auf Seite der kürzeren Strahlungsweite abschließt.

Tele-Objektive, die diesen Slinsigen Aufbau aufweisen, sind mit einer Brennweite bekannt, die ungefähr das 2- bis Sfache der Formatdiagonale beträgt, wobei die Schnittweite allgemein größer ist als 30% der Objektivbrennweite. Es sind auch Tele-Objektive bekannt, die neben der kurzen Schnittweite eine äußerst kleine Austrittspupille aufweisen müssen, um an Kleinbildkameras mit Hinterlinsenzentralver-Schluß verwendet werden zu können. Einige dieser Tele-Objektive besitzen Brennweiten, deren Wert das 4fache der Formatdiagonale erreicht oder übertrifft, aber das Öffnungsverhältnis kann nicht über 1:4,5 gesteigert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Kleinbildkameras ein Tele-Objektiv mit einem Öffnungsverhältnis von wenigstens 1: 4 und einer Brennweite j, die mindestens das 4fache der Formatdiagonale beträgt, zu schaffen. Hierbei wird für das System eine Schnittweite s' gefordert, die zwischen 24 und 27% der Brennweite liegt, um auch bei näheren Entfernungseinstellungen keine störenden Vignettierungen durch die Kamera auftreten zu lassen.

Diese in der Aufgabenstellung enthaltenen Forderungen werden durch das gemäß der Erfindung aufgebaute System erfüllt.

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F i g. 1 und die Quotentabelle charakterisieren das gemessenen Luftabstände zwischen den Linsen,

erfindungsgemäße Objektiv für eine Brennweite von η die auf die rf-Linie des Heliumspektrums (λ =

100 mm. Hierbei bedeutet L die Glaslinsen, r die 587,6 nm) bezogenen Brechzahlen der Glasarten

Radien der Linsenkrümmungsflächen, d die Mitten- und ν die für die Farbzerstreuung maßgebenden

dicken der Glaslinsen, / die auf der optischen Achse 5 Abbeschen Zahlen:

Öffnungsverhältnis 1:4 / = 100 s' = 25,28

d_t = 2,48 η = 1,61484 ν = 51,1
Z₁ = 0,25

d₂ = 5,47 η = 1,61375 ν = 56,3

d_s = 1,99 η = 1,71736 ν = 29,5
= 42,50

d_i = 1,59 η = 1,63854 ν = 55,5
I_a= 0,55

d₅ = 1,83 η = 1,69895 ν = 30,1
d =56,66

rI =	+ 62,25
ΙΌ_ =	+ 152,25
r* =	+ 28,82
Γ4 =	-167,35
h =	+ 50,14
rH =	-16,67
rI =	-81,91
'β =	+ 60,55
r9 =	-141,60

Um einerseits die optische Baulänge klein zu halten, andererseits um aus Korrekturgründen die Brechkräfte der beiden Systemhauptteile nicht allzusehr anzuspannen, sind diese Brechkräfte der beiden Systemhauptteile in ihren absoluten Werten einander angepaßt, wobei keiner dieser Werte sich über das Doppelte der Gesamtsystembrechkraft erhebt.

Unter Berücksichtigung der geforderten Schnittweite resultiert hieraus ein axialer Luftabstand I₂ zwischen den beiden Systemhauptteilen, der zwischen einem Drittel und der Hälfte der Objektivbrennweite/ liegt. Zur besseren Korrektur der Bildfeldwölbung und des Astigmatismus ist die auf Seite der kürzeren Strahlungsweite an letzter Stelle stehende bikonvexe Sammellinse so ausgebildet, daß der Radius r₉ der der Bildebene zugekehrten Krümmungsfläche mindestens doppelt so groß ist wie der Radius r₈ der dem Systeminneren zugewandten Krümmungsfläche, der wiederum zwei Drittel der Objektivbrennweite nicht überschreitet.

Untersuchungen haben gezeigt, daß es bei diesem Optikaufbau zweckmäßig ist, nur Glasarten zu verwenden, deren Brechzahlen jeweils größer sind als 1,6. Die Restfehler der sphärischen Abberation und der Koma können vor allem dann in engen Grenzen gehalten werden, wenn im vorderen Systemhauptteil der Radius T₁ der dem Objekt zugewölbten Krümmungsfläche des als Frontlinse stehenden ersten Meniskus größer ist als 0,6 / und mindestens doppelt so groß wie der Radius r₃ der dem Objekt zugewölbten Krümmungsfläche des als Kittglied ausgebildeten zweiten Meniskus, während der Radius r₅ der dem Blendenraum mit seiner Hohlseite zugekehrten Krümmungsfläche eben dieses als Kittglied ausgebildeten Meniskus einen Wert zwischen 0,45 / und 0,55 / aufweist.

Das entsprechend der Erfindung aufgebaute Objektiv mit einer Brennweite von 100 mm und einem Bildwinkel von 12° weist bei der trigonometrischen Durchrechnung nur noch Abbildungsfehler in folgenden Größen auf: Die Restfehler der Bildfeldwölbung und des Astigmatismus sind kleiner als 0,05, der Farbquerfehler ist geringer als 0,01, und die Verzeichnung liegt unter 1 % 0. F i g. 2 zeigt die sphärische Abberation für die J-Linie des Heliumspektrums bei einer Öffnung 1: 4, und F i g. 3 sowie 4 veranschaulichen die in der Bildebene ermittelten Restfehler der Querkoma.

In der nachstehenden Tabelle sind die einzelnen Flächenteilkoeffizienten sowie ihre Summe nach den Seideischen Bildfehleranalysen angegeben, und zwar betreffen die Zahlen in der Spalte H den Öffnungsfehler, in der Spalte C die Koma, in der Spalte A den Astigmatismus, in der Spalte P die Petzval-Wölbung, in der Spalte S die sagittale Bildfeldwölbung, in der Spalte M die meridionale Bildfeldwölbung, in der Spalte W die mittlere Bildfeldwölbung und in der Spalte D die Verzeichnung.

Fläche	H	C	A	P	S	M	W	D
1	+ 0,977	+ 0,237	+ 0,058	+ 0,612	+ 0,669	+ 0,784	+0,727	+ 0,162
2	+ 0,001	+ 0,012	+ 0,206	-0,250	-0,044	+ 0,367	+ 0,162	-0,775
3	+ 3,450	-0,004	+ 0,000	+ 1,320	+ 1,320	+ 1,320	+ 1,320	-0,002
4	-1,562	+ 0,999	-0,638	-0,022	-0,661	-1,937	-1,299	+ 0,422
5	+ 0,045	+ 0,149	+ 0,489 '	-0,833	-0,344	+ 0,634	+ 0,145	-1,128
6	-3,063	-0,887	-0,257	-2,338	-2,595	-3,109	-2,852	-0,752
7	+ 0,093	-0,237	+ 0,601	+ 0,476	+ 1,077	+ 2,280	+ 1,679	-2,738
8	-0,001	+ 0,035	-0,901	+ 0,679	-0,222	-2,024	-1,123	+ 5,660
9	+ 0,245	-0,356	+ 0,517	+0,291 ,	+ 0,808	+ 1,842	+ 1,325	-1,174
Σ	+ 0,185	-0,052	+ 0,075	-0,065	+ 0,008	+ 0,157	+ 0,084	-0,325

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   51insiges, 4gliedriges Tele-Objektiv mit einer relativen Öffnung von mindestens 1: 4, mit einer Brennweite, deren Wert mehr als das 4fache der auszuzeichnenden Bildformatdiagonale beträgt, und mit einer Objektivschnittweite, die kleiner ist als 27°/o der Systembrennweite, das nur Glasarten mit jeweiligen Brechzahlen größer als 1,6 enthält und das sich aus einem auf Seite der längeren Strahlungsweite stehenden positiven und einem nach großem Luftabstand folgenden, auf Seite der kürzeren Strahlungsweite stehenden negativen Systemhauptteil zusammensetzt, von denen der positive Systemhauptteil aus zwei positiven Menisken gebildet wird, die ihre Wölbung dem Objekt zukehren, wobei der als Front-

   15 linse stehende Meniskus aus einer Einzellinse besteht und der zweite Meniskus ein Kittglied aus einer bikonvexen Sammellinse und einer bikonkaven Zerstreuungslinse darstellt, während der negative Systemhauptteil sich aus zwei Einzellinsen zusammensetzt, wobei ein negativer Meniskus seine Wölbung einer bikonvexen Sammellinse zukehrt, die als letztes Glied das System auf Seite der kürzeren Strahlungsweite abschließt, gekennzeichnet durch folgende, auf eine Brennweite von 100 mm bezogene Konstruktionsmerkmale, wobei die einzelnen Flächenbrechkräfte (Δ n/r) um einen Betrag bis zu + 0,3// und die Mittendicken (d) der Linsen sowie die Luftabstände (Z) der Linsenscheitel um einen Betrag bis zu + 0,03 ■ / von den angegebenen Zahlen abweichen können:

   Öffnungsverhältnis 1:4 / = 100 s' = 25,28

   T₁= +62,25 r₂ = +152,25 r_t— +28,82 r₄ - -167,35 r_s= +50,14 r₆ = -16,67 r₇= -81,91 r₈= +60,55 r₉ = -141,60

   h =

   2,48 0,25 5,47 1,99 42,50 1,59 0,55 1,83

   η ^:

   1,61484 ν = 51,1

   1,61375
   1,71736

   1,63854

   1,69895

   ν = 56,3
   ν = 29,5

   ν = 55,5

   ν = 30,1

   2 d = 56,66

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Britische Patentschrift Nr. 697 366;

   französische Patentschrift Nr. 1180 843, 1162 811, 1268 507 (Fig. 3);

   Michel, Die wissenschaftliche und angewandte Photographie, Bd. 1, 1955; Flügge, Das fotografische Objektiv, S. 187 bis 190.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   709 677/169 10. 67 © Bundesdruckerei Berlin