DE4005300A1

DE4005300A1 - Kameraobjektiv

Info

Publication number: DE4005300A1
Application number: DE4005300A
Authority: DE
Inventors: Walter Watz
Original assignee: Leica Camera AG
Current assignee: Leica Camera AG
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-08-22
Also published as: JP2825356B2; US5161060A; JPH0580252A; DE4005300C2; FR2658623B1; FR2658623A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kameraobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es an sich bekannt ist und z. B. unter der Bezeichnung Summilux M 1.4/35 mm, Best.-Nr. 11 870, von der Firma Leica GmbH angeboten wird.

Aus der DE-OS 35 23 611 ist auch ein Objektiv für eine Kompaktkamera für 35 mm Film mit einem bildseitigen zerstreuenden Meniskus mit einer asphärischen Linsenfläche bekannt.

Der Meniskus ist jedoch objektivseitig konkav und seine bildseitige Fläche ist eine konvexe Asphäre. Gezeigt sind Objektive mit Korrektur für ein Öffnungsverhältnis von 1/2,8 und 1/3,5. Aus dieser Schrift ist auch die Verwendung zweier Asphären für derartige Objektive bekannt, die beide in einem Teil, also vor oder hinter der Blende, des Objektivs angeordnet sein sollen.

Aus der DE-OS 36 33 032 ist ein Objektiv mit fünf Gliedern aus sieben sphärischen Linsen mit einem Öffnungsverhältnis von 1 : 1,4 mit guter Korrektion bekannt, bei dem jedoch zur Fokussierung das fünfte Glied gegenüber den ersten vier Gliedern bewegt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Objektiv unter Verwendung asphärischer Flächen in der Abbildungsqualität zu verbessern, insbesondere in den Randbereichen des Bildes.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem gattungsgemäßen Kameraobjektiv mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß zur Erzielung guter Korrektur im Randbereich des Bildes die Einführung von Asphären allein noch nicht zum Erfolg führt. Überraschend wurde festgestellt, daß die ergänzende Ausbildung der jeweils äußersten Flächen des Objektivs in konkaver Form zur Verbesserung im Randbereich führt.

Damit wird vom üblichen Gauß-Typ grundsätzlich abgewichen.

Als flankierende Maßnahme sind dann das erste und fünfte Glied als Kittglieder auszuführen.

Durch die Anwendung von zwei konvexen Asphären werden herstellungstechnisch problematische Asphärenformen vermieden, insbesondere konkave Asphären, wie sie z. B. bei der Ausbildung einer Asphäre am dritten Glied erforderlich wären.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 das Schnittbild eines beispielhaften Objektivs,

Fig. 2 die Queraberrationen des beispielshaften Objektivs für verschiedene Bildhöhen,

Fig. 3 dazu die Verzeichnung,

Fig. 4 dazu die Bildfeldwölbung,

Fig. 5 dazu den Verlauf der Beleuchtungsstärke über die Bildhöhe für verschiedene Blendeneinstellungen.

In Fig. 1 sind mit G₁ bis G₅ die fünf Glieder des Objektivs bezeichnet.
Die brechenden Flächen sind von 1 bis 6 und 8 bis 15 numeriert.
Die Blende ist mit 7 und die Bildebene mit 16 bezeichnet.
Das erste Glied G₁ ist ein objektseitig konkaves Kittglied positiver Brechkraft.
Das zweite Glied G₂ ist ein objektseitig konvexes Kittglied negativer Brechkraft, dessen konvexe Linsenfläche 4 asphärisch ausgeführt ist.
Im folgenden Luftspalt ist die Aperturblende 7 angeordnet.
Das dritte Glied G₃ ist ein objektseitig konkaver Meniskus positiver Brechkraft.
Das vierte Glied G₄ ist ein objektseitig konkaves Kittglied positiver Brechkraft.
Das fünfte Glied G₅ ist ein objektseitig konvexes Kittglied negativer Brechkraft, dessen konvexe Linsenfläche 13 asphärisch ausgeführt ist.

Mit einerBrennweite f=35 mm, einer Schnittweite von 19 mm und einer kleinsten Blendenzahl von K=1,4 ist das Objektiv als lichtstarkes Weitwinkelobjektiv für Kleinbildkameras geeignet.

Im einzelnen sind die Konstruktionsdaten dieses Ausführungsbeispiels der folgenden Tabelle zu entnehmen:

f=35; K=1,4; 2σ=64°

wobei für die Linsenflächen Nr. 4 und Nr. 13 der Scheitelradius angegeben ist und diese asphärisch sind nach der Formel für die Pfeilhöhe (p) in Abhängigkeit von der Sehne (s):

mit den Koeffizienten

Diese Wahl der Koeffizienten für die Asphären hat zur Folge, daß die Linsenfläche zum Rand hin zunehmend flacher wird. Dies erleichtert die Serienproduktion. Der Koeffizient K(1) ist dabei gerade das Inverse des Scheitelradius.

Der zur Linsenfläche 15 angegebene Abstand ist der Abstand zur Bildebene 16, also die Schnittweite des Objektivs. Die Sehne s ist der Abstand eines Punkts auf der Linsenfläche vom Linsenscheitel.

Der mit diesem Objektiv erreichte Korrektionsgrad ist den folgenden Figuren zu entnehmen.

In Fig. 2 ist für die Bildhöhe y′ gleich 0,00; 6,00; 12,00; 18,00 und 21,00 als Funktion der relativen Apertur ap, in punktierter Darstellung der Rinnenfehler, entsprechend der sagittalen Koma, für die Wellenlänge λ3=546 nm angegeben. Selbst am Bildfeldrand bei y′=21,00 ist er über zwei Drittel der relativen Apertur ap verschwindend gering.

Ebenso ist für diese Wellenlänge λ3 die sagittale Queraberration als durchgezogene Linien eingetragen.

Für y′ gleich 0,00 ist diese, in dem Fall als sphärische Aberration zu bezeichnende Größe, auch für die Wellenlängen λ1=436 nm, λ2= 480 nm und λ4=644 nm eingetragen. Gestrichelt eingetragen ist die meridionale Queraberration, und zwar für y′=6,00 und 21,00 für λ3 und für y′=12,00 und 18,00 für alle vier Wellenlängen λ1 bis λ4.

Für alle Bildhöhen y′ und Wellenlängen λ bleibt der Fehler in einem weiten Bereich der relativen Apertur ap unter 20 µm, ist am Rand des Bildfeldes (y′=21,00) sogar noch relativ geringer und läßt sich über große Aperturbereiche für alle Bildhöhen einheitlich linear annähern, was zu einer weiteren Qualitätsverbesserung auf unter 7 µm in der besten Einstellebene führt.

Fig. 3 zeigt die bis zum Rand des Bildfeldes bei y′=21 geringe Verzeichnung (verz). Für y′=6,00 beträgt sie -0,254%, für y′= 12,00: -0,871%, für y′=18,00: -1,322% und für y′=21,00: -1,061%. Die Verzeichnung ist tonnenförmig.

Fig. 4 zeigt gestrichelt die meridionale und durchgezogen die sagittale Bildfeldwölbung. Durch leichte Defokussierung um -0,07 mm wird die meridionale Bildfeldwölbung praktisch vollständig auskorrigiert.

Fig. 5 zeigt für verschiedene niedrige Blendenzahlen K die gute Ausleuchtung (unter Berücksichtigung des cos⁴ Gesetzes) des Bildfeldes bis zum Rand.

Diese Leistungscharakteristik des neuen Objektivs bleibt selbst im Nahbereich bis 0,7 m mit einem Abbildungsmaßstab von 1 : 17,5 erhalten.

Claims

1. Kameraobjektiv mit einer relativen Öffnung von 1 : 1,4 und 35 mm Brennweite mit fünf Gliedern in der Anordnung

a) erste Glied (G₁),
b) zweites Glied (G₂) als objektseitig konvexes Kittglied,
c) Blende (7),
d) drittes Glied (G₃) als Einzellinse,
e) viertes Glied (G₄) als objektseitig konkaves Kittglied,
f) fünftes Glied (G₅),

dadurch gekennzeichnet, daß

g) das erste Glied (G₁) als objektseitig konkaves Kittglied,
h) das fünfte Glied (G₅) als bildseitig konkaves Kittglied und
i) die objektseitigen konvexen Flächen des zweiten (G₂) und des fünften (G₅) Glieds asphärisch ausgeführt sind.

2. Kameraobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkraft

a) des ersten Glieds (G₁) positiv,
b) des zweiten Glieds (G₂) negativ,
c) des dritten Glieds (G₃) positiv,
d) des vierten Glieds (G₄) positiv und
e) des fünften Glieds (G₅) negativ

ist.

3. Kameraobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv durch folgende Konstruktionsdaten charakterisiert ist:

wobei für die Linsenflächen Nr. 4 und Nr. 13 der Scheitelradius angegeben ist und diese asphärisch sind nach der Formel für die Pfeilhöhe (p) in Abhängigkeit von der Sehne (s): mit den Koeffizienten

4. Kameraobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien, Dicken, Luftabstände und Asphä ren-Koeffizienten (K(i)) innerhalb ±10%, n_e innerhalb ±0,05 und ν_e innerhalb ±5 variierbar sind und dabei über das gesamte Bildfeld die Verzeichnung unter -1,5% und die meridionale Bildfeldwölbung unter 0,1 mm liegt.