DE2217191C3 - Fernobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fünfünsiges Fern bzw. Teleobjektiv mit kleinem Televerhältnis bestehend aus einer sammelnden Linsengruppe aus zwei positiven und einer negativen Linse sowie zwei dahinter jeweils mit relativ großem Luftabstand zur sammelnden Linsengruppe bzw. zueinander angeordneten einzelstehenden Linsen.

Ein solches Fernobjektiv ist aus der DE-AS 12 78 753 bekannt Das Televerhältnis beträgt 0,9 und das Öffnungsverhältnis 1 :4 bzw. 1 :2,8. Die erste Linse ist eine Sammellinse, die zweite Linse eine Zerstreuungslinse die dritte Linse eine Meniskus-Sammellinse mit dem Aufnahmeobjekt zugekehrter, stärker gekrümmter Fläche, die vierte Linse eine Sammellinse und die fünfte Linse eine Zerstreuungslinse. Die sphärische Abweichung ist durch die erste bis dritte Linse überkorrigiert, durch die vierte Linse unterkorrigiert und durch die fünfte Linse ausgezeichnet korrigiert. Ein großer Teil des auf die vordere sammelnde Linsengruppe zurückzuführenden Astigmatismus wird durch (¹Ie stark gekrümmte Fläche der hinteren Zerstreuungslinse korrigiert Damit ist die Krümmung dieser Fläche sehr groß und verstärkt somit die komatische Abweichung. Der Astigmatismus und die komatische Abweichung werden dadurch klein gehalten, daß der Krümmungsradius der siebten Linsenfläche mindestens so groß ist, daß er für Lichtstrahlen, die von einem unendlich weit entfernten Objekt kommen und aus der sechsten Linsenfläche austreten, aplanatisch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fernobjektiv der eingangs genannten Art mit großer Brennweite, großer öffnung von 1 :3,5 bzw. 1 :2,8 und einem Televerhältnis von höchstens 0,9 zu schaffen, das eine überragend gute Abbildungsleistung aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. die im Kennzeichen des Anspruchs 2 beschriebene Ausbildung des Fernobjektivs gelöst.

Bei diesem Fernobjektiv ist die erste Linse eine Meniskus-Sammellinse, deren dem auf Aufnahmeobjekt zugekehrte Fläche konvex gekrümmt ist, die dritte Linse eine Zerstreuungslinse, die vierte Linse eine Zerstreuungslinse und die fünfte Linse eine Sammellinse. Die Brechkräfte der ersten und zweiten Linse sind größer als normal, weshalb hinter der zweiten Linse eine Zerstreuungslinse vorgesehen ist, um die durch die erhöhte Brechkraft entstandene Aberration der ersten und zweiten Linse zu korrigieren.

Das Objektiv hält folgende fünf Bedingungsgleichungen ein:

(1) 0,7f>f,2j>0Af,

(2) 0,05 > d₂ > 0,0 If,

(3) |/-₅|>3ir₅>0,

(4) 0,2/>d8>d6>0,l/und

(5) f>f_s>0,8f.

mit /der Brennweite des Objektivs, /1,2,3 der Brennweite

der vorderen, sammelnden Linsengruppe, r, (i—1,2,

10) und d, (/=1,2 9) den Krümmungsradien der von

der Seite des Objekts her gezählten Linsenflächen bzw. der Linsendicken und Luftabständen, für die fünf Linsen

Li Li des in F ä g. 1 dargestellten Objektivs. Die

Aberrationskurven für das Objektiv nacn Anspruch 1 sind in den F i g. 2a bis 2c und die Aberrationskurven für das Objektiv nach Anspruch 2 in den Fig.3a bis 3c dargestellt

Die Bedingungsgleichungen (2) und (4) erfüllt auch das eingangs genannte bekannte Fernobjektiv.

Die Bedingungsgleichung (1) bezieht sich auf das Televerhältnis. Ist sie nicht erfüllt, so kann ein Objektiv

to mit großer Brennweite und guter Korrektur der Linsenfehler nicht erhalten werden, dessen Televerhältnis äußerst klein, d. h. nicht größer als 0,9 ist Ist ferner /1^3 kleiner als 0,4i so wird die Brechkraft der vierten Linse Ls, groß. Dies ist jedoch hinsichtlich der Korrektur der Aberrationen nicht erwünscht Wird /1,23 größer als 0,7/j wird es unmöglich, das Televerhältnis in den Bereich unter etwa 0,9 zu legen.

Gemäß der Bedingungsgleichung (2) darf <& nicht kleiner als 0,01/werden, denn obwohl die Koma am Rande des Bildfeldes verbessert wäre, würde dies zu Schwierigkeiten beim Ausgleich der chromatischen Aberration im achsnahen Bereich und bei der Vergrößerung führen. Wird andererseits Gfe>0,05/so läßt sich die chromatische Abberration korrigieren, während die Koma und insbesondere die Koma am Bildfeldrand verschlechtert wird.

Die Bedingungsgleichung (3) ist wesentlich für die Korrektur der sphärischen Aberration, der chromatischen Abberration im achsnahen Bereich, der Koma und des Astigmatismus. Wird \r^ > 3 so wird es schwierig, die sphärische Abberration und die chromatische Aberration im achsnahen Bereich zu korrigieren. Wird rs > 0, so werden Koma und Astigmatismus größer. Es ist dann schwierig, die Koma und den Astigmatismus bei Veränderung der anderen Linsenparameter entscheidend zu korrigieren.

Die Bedingungsgleichung (4) in Verbindung mit den Bedingungsgleichungen (1) und (5) muß eingehalten werden, da bei c4>0,l>/ es ist nicht möglich ist, ein kleines Televerhältnis von höchstens 0,9 zu erzielen. Wird c/g<cfe, so kann die Verzeichnung nicht ausreichend korrigiert werden. Wird cfe > 0,02f, so werden die Aberrationen im achsfernen Bereich asymmetrisch.
Die Einhaltung der Bedingungsgleichung (5) ist erforderlich, da bei /s< 0,8/die Koma zwar kleiner aber die Verzeichnung größer wird. Wird k> f, erhöht sich die Verzeichnung.

Für das Objektiv gemäß der Datentabelle im Kennzeichen des Anspruchs 1 gilt /=1,0, /uj=0,521, /₅ = 0,857, beträgt das Öffnungsverhältnis 1 :3,5 und das Televerhältnis 0,87. In Fig. 2a ist die sphärische Aberration und die Sinusbedingung, in Fig. 2b der Astigmatismus und in Fig.2c die Verzeichnung dargestellt.

Wie sich aus diesen Aberrationskurven ersehen läßt, sind die Aberrationen bemerkenswert gut korrigiert.

Für das Objektiv gemäß der Datentabelle im Kennzeichen des Anspruchs 2 gilt /=1,0, /i,2j = 0,559, /5 = 0,869, ein Öffnungsverhältnis von 1 :2,8 und ein Televerhältnis von 0,9.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fünflinsiges Fernobjektiv mit kleinem Telever- seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegehältnis bestehend aus einer sammelnden Linsen- 5 benen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als gruppe aus zwei positiven Linsen und einer die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den negativen Linse sowie zwei dahinter jeweils mit entsprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr relativ großem Luftabstand zur sammelnden Linsen- als etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffiziengruppe bzw. zueinander angeordneten einzelstehen- ten von den entsprechenden Summen um größenden Linsen, dadurch gekennzeichnet, daß ίο ordnungsmäßig höchstens 1% abweichen:

H₁ =1

di = 0.0456 H₂ = 1.618 v, = 63.38

d₂ = 0.0196 H₃ = 1

d₃ = 0.0397 H₄ = 1.618 v₂ = 63.38

</₄ = 0.0119 «5 = 1

d₅ = 0.0172 H₆ = 1.76182 v₃ = 26.55

d_b = 0.1271 H₇ = 1

d-i = 0.0171 H₈ = 1.66998 v₄ = 39.32

d_% = 0.1508 ng = 1

dg = 0.0138 H₁₀ = 1.80518 V₅ = 25.43

H₁, = 1

2. Fünflinsiges Fernobjektiv mit kleinem Telever- Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen hältnis bestehend aus einer sammelnden Linsen- Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die gruppe aus zwei positiven Linsen und einer Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entnegativen Linse sowie zwei dahinter jeweils mit sprechenden Seidelkoeffizienten um nicht mehr als relativ großem Luftabstand zur sammelnden Linsen- 4o etwa 10% und die Summen der Seidelkoeffizienten gruppe bzw. zueinander angeordneten einzelstehen- von den entsprechenden Summen um größenordden Linsen, dadurch gekennzeichnet, daß seine nungsmäßig höchstens 1% abweichen:

H₁ = 1

/·, = 0.4104

i/i = 0.0579 H₂ = 1.618 v, = 63.38
r₂ = -3.6443

d₂ = 0.0297 H₃ = 1
r₃ = 0.3853

d₃ = 0.0505 H₄ = 1.618 v₂ = 63.38
/₄ = 1.4567

(Z₄ = 0.0125 H₅ = 1
/•₅ = -4.1705

d₅ = 0.0201 H₆ = 1.76182 v₃ = 26.55
/•₆ = 0.6713

d_& = 0.1154 H₇ = 1
Γη = 1.5982

rf₇ = 0.0216 H₈ = 1.66998 i>₄ = 39.32
/g = 0.2255

dg =0.1515 H₉ = 1
/-, = 11.8177

d₉ = 0.0250 H₁₀ = 1.80518 v₅ = 25.43
/-,ο = -0.7426

»11 = 1

— 1

= 0.3644 = -3.2138 r₃ = 0.3799 /4 = 1.1428 rs = -4.2528 = 0.6858 '7 = 1.9622 '8 = 0.2119 Γ9 = 1.1395 /"10 = -1.7395 r = 1