DE2206106C2

DE2206106C2 - Teleobjektiv

Info

Publication number: DE2206106C2
Application number: DE19722206106
Authority: DE
Inventors: Jihei Higashi Tokyo Nakagawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1971-02-10
Filing date: 1972-02-09
Publication date: 1982-12-30
Also published as: JPS5221367B1; DE2206106A1

Description

/=100 Jb = 32,58

1:11

d,

	38,079	«1	= 1,351	"2	= 1,618

ri	= -22,975	d₂	= 0,014
r₃	= -23,811	d₃	= 0,8	«3	= 1,7552

*Ti.*	12,937	d*	= 0,209
rs	13,323	ds	= 1,325	/J₄	= 1,7817

r₆	= -113,167	de	= 33,162
/7	23,928	di	= 0,299		= 1,6990

's	65,522	*d_s*	= 0,05
/"9	= OO	d₉	= 0,37	= 1,5687

11,799

mit

v, = 63,38

27,5

25,6

v₄ = 30,1

V₅ = 63,1

/ der Brennweite des Objektivs,

f_B der Schnittweite des Objektivs,

F dem Öffnungsverhältnis,

r, den Krümmungsradien der Linsen,

</, den Linsendicken bzw. Luftabständen benachbarter Linsen,

n, den Brechungsindizes und

ν, den Abbeschen Zahlen der Linsen.

Die Erfindung betrifft ein Teleobjektiv mit extrem großer Brennweite gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das von einem Teleobjektiv mit besonders großer Brennweite darstellbare Bild und dessen Qualität werden in erster Linie durch die chromatische Aberration begrenzt. Eine Verkleinerung der chromatischen Aberration jedoch hatte eine Erhöhung des Televerhältnisses zur Folge, das definiert ist als Verhältnis des Abstands zwischen der vordersten Linsenfläche und der Bildebene zu der Brennweite des Objektivs. Eine Vergrößerung des Televerhältnisses ist daher nicht erwünscht, da dies eine kleinere Objektivbrennweite / mit sich bringt. Zur Verkleinerung des Televerhältnisses ist es bisher üblich, spezielle und teure Gläser, wie etwa Flußspat usw, zu verwenden.

Es ist ein Teleobjektiv mit einer Brennweite von z. B. mm, einem Televerhältnis von 0,75 und einem

Öffnungsverhältnis von 1 :8 bekannt, das eine bildseitige Schnittweite zwischen 25 und 40% der Objektivbrennweite hat, welches aus einer objektseitigen sammelnden Linsengruppe und einer bildseitigen zerstreuenden Linsengruppe aufgebaut ist, wobei beide Linsengruppen durch einen großen, die Blende enthaltenden Luftraum getrennt sind. Die objektseitige Linsengruppe besteht aus einer sammelnden Einzellinse als Vorderglied und einem aus zwei Linsen entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzten meniskenförmigen, zur Blende hohlen Kittglied, während die bildseitige Linsengruppe aus zwei Einzellinsen entgegengesetzter Brechkraft besteht Die Einzelbrennweite der objektseitigen Linsengruppe und der Absolutwert der Einzelbrennweite der bildseitigen Linsengruppe liegen in den Grenzen zwischen dem 0,4fachen und dem 0,7fachen der Objektivbrennweite. Bei dem durchgerechneten Objektiv beträgt die Einzelbrennweite der objektseitigen Lir.sengruppe 59% der Objektivbrennweite f. Der Brechungsindex der zweiten und dritten L^;nse beträgt 1,51825 bzw. 1,7552. Die Brennweite der vierten Linse beträgt 0,28 der Objektivbrennweite (CH-PS 3 96 442).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Objektiv mit einem relativ kleinen Televerhältnis von etwa 0,7 zu schaffen, das ausgezeichnete optische Eigenschaften aufweist und für das keine speziellen und teuren Gläser, wie Flußspat usw., erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Teleobjektiv sind üie Linsen des ersten, zweiten und dritten Linsenglieds aus einem Glas hergestellt, das aufgrund der Theorie vom Superachromatismus — wie bekannt — so gewählt wurde, daß die Brennweite /123 der objektseitigen bzw. vorderen Linsengruppe aus dem ersten, zweiten und dritten Linsenglied sich innerhalb der Grenzen 0,45 f < /123 < 0,6 / hält und die Brechungsindizes des zweiten und dritten Linsenglieds Λ2 und /73 jeweils größer als 1,7 sind. Weiterhin ist — wie bekannt — vorgesehen, daß die Krümmungsradien η und Λο der konvexen vordersten und der hintersten Hauptfläche der bildseitigen bzw. hinteren Linsengruppe aus dem vierten und fünften Linsenglied jeweils positiv und beide Hauptflächen zum Objekt konvex sind, im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Teleobjektiven, bei denen die konkaven Hauptflächen zum Objekt konkav sind. Dieses Merkma' in Verbindung mit der letzten Bedingung, daß die Brennweite des vierten Linsengliedes /4 bemessen ist gemäß der Bedingung 0,4 / < U < 0,7 f, ergibt eine ganz wesentliche Verbesserung des Korrektionszustandes einschließlich der sphärischen Aberration, des Astigmatismus und der Verzeichnung über das gesamte Bildfeld. Durch die Erfindung wird also ein Teleobjektiv geschaffen, das sich vor allem durch ein relativ kleines Televerhältnis in der Größenordnung von 0,7 auszeichnet.

Der Grund, weshalb die Bedingung 0,45 S < fm < 0,6 /"befriedigt sein muß, beruht auf dem Umstand, daß dann, wenn die Brennweite der vorderen Linsengruppe /123 kleiner als 0,45 /wird, es schwierig ist, die Aberration zu korrigieren. Andererseits wird es schwierig, das Televerhältnis auf einen Wert in der Größenordnung von 0,7 zu verkleinern, wenn die Brennweite der vorderen Linsengruppe /123 > 0,6 / wird.

Brechungsindizes /22 und m des zweiten und dritten Linsengüeds müssen größe,*- als 1,7 sein, weil die Krümmungsradien dieser Linsen klein und damit die Aberrationen ziemlich groß werden, wenn diese Brechungsindizes kleiner als 1,7 werden, weil für sie billige Gläser zu verwenden sind. Es ist bekannt, daß hohe Brechungsindizes einen kleinen Zonenfehler der sphärischen Aberration und kleine Beiträge zur Petzval-Summe geben. Die Aperturblende befindet sich dicht vor der zweiten Linsengruppe.

Die Krümmungsradien /> und Γιο der äußersten Linsenflächen der bildseitigen Linsengruppe müssen positiv sein, weil die Hauptflächen der hinteren Linsengruppe gegen das zu betrachtende Objekt konkav wären, wenn η bzw. no < O werden. Dadurch würden die Aberrationen über das gesamte Bildfeld vergrößert werden. Bei einem Teleobjektiv gemäß der Erfindung mit relativ kleinem Televerhältnis wird die Brechkraft der hinteren Linsengruppe verhältnismäßig groß. Erfüllen die Krümmungsradien η und Λο des vierten und fünften Linsenglieds nicht diese Bedingungen, so wird es unmöglich, die sagittalen Aberrationen sehr klein zu halten. Werden η und r_]0 negativ, so lassen sich die unteren Strahlen im sagittalen Strahlenbündel nicht voll korrigieren. Diese Bedingung ist hinsichtlich der Verzeichnung und Bildfeldwölbung an sich unerwünscht. Da das erfindungsgemäße Teleobjektiv jedoch ein sehr kleines Bildfeld (2,5°) hat, ist die Verminderung der sagittalen Queraberration durch Erfüllen dieser Bedingung wesentlich größer als der zusätzliche Beitrag zur Verzeichnung und Bildfeldwölbung. Das Teleobjektiv ist praktisch vignettierungsfrei.

Die letzte Bedingung, wonach die Brennweite /4 des vierten Linsenglieds größer als 0,4 /und kleiner als 0,7 f sein soll, bezweckt, daß die Brechkraft des fünften Linsenglieds (der Zerstreuungs-Linse) stärker wird, d. h. sphärische Aberration und Koma herabgesetzt werden, wenn /4 kleiner als 0,4 /wird, während andererseits die Brechkraft des vierten Linsenglieds zur Korrektur der Koma nicht ausreicht, wenn /4 größer als 0,7 / wird.

Ein erfindungsgemäßes Teleobjektiv ist im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Teleobjektiv,

F i g. 2A die sphärische Aberration des erfindungsgemäßen Objektivs.

Fig.2B und 2C die Korrektur des Astigmatismus bzw. der Verzeichnung.

Das Teleobjektiv weist ein erstes Linsenglied aus einer Sammel-Linse auf, deren Krümmungsradien, Dicke und Brechungsindex mit n, r₂, d\ bzw. n, bezeichnet sind. Ein zweites Linsenglied wird durch eine negative Einzel-Linse gebildet, deren Krümmungsradien, Dicke und Brechungsindex mit n, r*, dz bzw. /72 bezeichnet sind. Ein drittes Linsenglied bildet eine positive Einzel-Linse, deren Krümmungsradien, Dicke und Brechungsindex durch die Bezugszeicnen rs, rt, ds bzw. /73 bezeichnet sind. Mit ck ist der Luftabstand zwischen dem ersten und zweiten Linsenglied und mit d* der Luftabstand zwischen dem zweiten und dritten Linsenglied bezeichnet. Das erste, zweite und dritte Linsenglied bilden eine objektseitige Linsengruppe.

Das Teleobjektiv gemäß Fig. 1 weist ferner ein viertes Linsenglied auf aus einer positiven Einzel-Linse. Weiterhin ist ein fünftes Linsenglied vorgesehen in Form einer negativen Einzel-Linse. Das vierte und fünfte Linsenglied bilden eine von der vorderen Linsengruppe durch einen großen Luftabstand c4 getrennte bildseitige Linsengruppe, wobei die Hauptfläche der hinteren Linsengruppe gegen das zu betrachten-

1*

-a j

de Objekt konvex ist. Krümmungsradien, Dicke und Brechungsindex des vierten Linsengliedes sind mit />, r$, di bzw. lu bezeichnet, während die entsprechenden Parameter des fünften Linsenglieds mit rg, no, dg und ns bezeichnet sind. Mit cfe ist der Luftabstand zwischen dem vierten und fünften Linsenglied bezeichnet.

Bevorzugt hat das erfindungsgemäße Teleobjektiv eine Brennweite von /= 1000 mm.

Die Konstruktionsdaten des erfindungsgemäßen Teleobjektivs sind im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegeben.

F i g. 2A zeigt die sphärische Aberration des in F i g. 1 gezeigten Objektivs, wobei die voll ausgezogene Kurve die d-Linie, die strichpunktierte Linie die Kurve der F-Linie, die Zwei-Punkt-Strich-Linie die Kurve der

g-L\n\e und die gepunktete Linie die Kurve der oLinie wiedergibt.

Fig. 2B zeigt die Korrektur des Astigmatismus für ein Objektiv gemäß Fig. 1, wobei mit As die Kurve der sagittalen Bildfeldkrümmung und mit Am die Kurve der meridionalen Bildfeldkrümmung bezeichnet ist.

F i g. 2C gibt die Korrektur der Verzeichnung durch ein Objektiv gemäß F i g. 1 wieder.

Wie die Fig.2A, 2B und 2C, die die verschiedenen Aberrationen des erfindungsgemäßen Objektivs wiedergeben, erkennen lassen, wird jede dieser Aberrationen gut korrigiert, und zwar soweit wie es sonst nur bei Verwendung spezieller und teurer Gläser, wie Flußspat usw, erwartet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Teleobjektiv mit extrem großer Brennweite und einem Televerhältnis von etwa 0,7 mit einer objektseitigen Linsengruppe aus einem ersten Linsenglied aus einer Sammel-Linse, einem zweiten Linsenglied aus einer Zerstreuungs-Linse und einem dritten Linsenglied aus einer Sammel-Linse sowie einer durch einen großen Luftraum getrennten bildseitigen Linsengruppe aus einem vierten Linsenglied aus einer Sammel-Linse und einem fünften Linsenglied aus einer Zerstreuungs-Linse, bei dem die Brennweite /"123 der objektseitigen Linsengruppe größer als 0,45 und kleiner als 0,6 der Brennweite / des Objektivs ist und

der objektseitige Krümmungsradius η des vierten Linsengiieds und der bildseWge Krümmungsradius Γιο des fünften Linsenglieds jeweils positiv sind,
da-durch gekennzeichnet,
daß die Brechungsindizes m und m des zweiter!, und dritten Linsenglieds jeweils größer als 1,7 sind und die Brennweite U des vierten Linsenglieds größer als 0,4 und kleiner als 0,7 der Brennweite /des Objektivs sind, und

daß die Konstruktionsdaten den 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: