DE2339461B2

DE2339461B2 - Teleobjektiv

Info

Publication number: DE2339461B2
Application number: DE19732339461
Authority: DE
Inventors: Hideo Tokio Yokota
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1976-04-29
Also published as: JPS4936329A; DE2339461A1; US3868174A; JPS5229930B2

Description

worin

/ = 100 F = 2,8 2 ω = 8,24^:

rückwärtige Schnittweite = 22,36 R₁ = 47,9543

i?₂ = -64,9208
R₃ = -56,9098
R_t = 40,5761
R₅ = 149,1607
R₆ = 34,0225
R₇ = 276,4253
R_s = -15,4491
A₉ = -53,4819
R₁₀ = -54,1229
A₁₁ = -30,6202

D₁ = 6,9659

D, = 1,5565

D₃ = 1,5798

D₄ = 3

D₅ = 0,3333

D₆ = 6,5393

D₇ = 41,9924

D₈ = 0,5

D₉ = 0,7865

D₁₀ - 2,0664

N₁ = 1,61800

N₂ = 1,78590
N₃ = 1,48749

AT₄ = 1,61800
JV₅ = 1,58313
N, = 1.72151

V₁ = 63,4

V_t = 44,2

V₃ = 70,1

V_x = 63,4

V, = 56,4

V_t = 29,2

R die Krümmungsradien der brechenden Flächen,

35 D die axialen Linsendicken und Luftabstände, N die Brechungsindizes (für die «/-Linie des Spektrums),
V die Abbeschen Zahlen bedeutet.

Die Erfindung betrifft ein Teleobjektiv gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche.

Aus der DT-AS 11 20 735 ist ein Teleobjektiv mit einem derartigen Aufbau bekannt, das eine relative Öffnung von 1: 4 aufweist.

Teleobjektive enthalten eine als Vorderglied bezeichnete Linsengruppe sowie eine als Hinterglied bezeichnete Linsengruppe. Ihre Klassifizierung erfolgt gemäß der Aufteilung der Brechkraft auf diese beiden Linsengruppen, wobei sich zwei Kategorien ergeben, eine erste von der Petzvalschen Bauart, bei der sowohl das Vorderglied als auch das Hinterglied eine positive Brechkraft aufweist, sowie eine zweite von der sogenannten eigentlichen Telebauart, bei der das Vorderglied eine positive Brechkraft und das Hinterglied eine neeative Brechkraft aufweist.

Bei Teleobjektiven der Petzvalschen Bauart, welche eine große relative Öffnung lufweisen, lassen sich sphärische Aberration, Koma sowie chromatische Aberrationen gut korrigieren. Als Nachteil erweist es sich jedoch, daß die Petzval-Summe so groß ist, daß die Bildfeldwölbung nicht gut korrigiert ist und daß der Abstand der ersten Linsenfläche zur bilüseitigen Brennebene, d. h. die Länge des Objektiv-Tubus, bei großer wirksamer öffnung des Objektivs groß sein muß, so daß die Handhabung des Objektivs beim Photographieren schwierig ist.

Der Vorteil eines Objektivs von eigentlicher Telebauart gegenüber einem Objektiv von der Petzval-Bauart besteht darin, daß es bei ihm möglich ist, den Abstand der ersten Linsenfläche des Objektivs von der bildseitigen Brennebene minimal zu halten, so daß sein Gewicht sowie seine Außenmaße innerhalb leicht handbarer Größenordnung verbleiben, wobei gleichzeitig die Petzval-Summe vermindert wird. Die Korrektur der sphärischen Aberration, des Farbfehlers und der Koma ist jedoch schwieriger als bei einem Objektiv der Petzval-Bauart. Insbesondere das sekundäre Spektrum wird deutlich vergrößert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gut korrigiertes Objektiv der eigentlichen Telebauart zu schaffen, das eine relative Öffnung von etwa 1: 2,8 aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung des Teleobjektivs gemäß einer der in den Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 3 aufgeführten Datentabellen gelöst.

Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Objektive vorteilhafterweise die folgenden Bedingungen erfüllen:

j- , _>o86/' ^J ' ' ^J

20 < Va - V_B

1 < Λι_₂/Αιι_! < 1,34 -0,3 < Am-, / Λίπ.ί < 0,4 0,14/ < -Änr-, < 0,17/

Es sei angenommen, daß ein in gegenseitiger B: rührung stehendes dünnes Linsensystem für die Sp?k trallinien C und G von Natrium chromatisch korri giert sei. Man sieht dann, daß die chrom.itischei Aberrationen für die Spektrallinien C und F von Na triuni als Mittel-oder Sekundärfarbc im Hinblick au eine Hilfsgröße Wder Dispersion und das Verhältnis.' ^^εΓ Tcildispersionen durch folgende Beziehungen ab geschätzt werden:

Hierin bedeutet

/ die Äquivalent-Brennweite des gesamten Ob-

jektivs,

I₁ den Abstand der ersten L.nsenflache von der

Bildebene, d. h. die Gesamtlänge des Objektivs,

V_A den Mittelwert der Summe der Abbeschen

Zahlen der Sammellinsen in den Komponenten I bis TII,

V_B den Mittelwert der Summe der Abbeschen

Zahlen der Zerstreuungslinsen in den Korn-

_nnn„_lpn τ U₁-. _TIT ^e ponenten ι ois in,

/?i_₂ den Radius der bildseitigen Begrenzungsfläche der Komponente I,

J?ii_j den Radius der objektseitigen Begrenzungsfläche der Komponente II,

äiii_j den Radius der objektseitigen Begrenzungsfläche der Komponente III,

Riu-ΐ den Radius der bildseitigen Begrenzungsfläche der Komponente III,

Äiv-i den Radius der objektseitigen Begrenzungsfläche der Komponente IV.

⁵ = <"'~ ^) I (N₀ - Nc)

'⁵ _

^{Das seku}ndäre Spektrum Z (C, F), das im Vorder

glied mit positiver Brechkraft hervorgerufen wird, laß _{sich daher} folgendermaßen berechnen:

wobei W₁ und W₂ die Hilfsgrößen der Dispersionen „ ?^{r die Sammel}" ^und Zerstreuungslinsen sind. 5, um J^{2 S}'"^{d dlC} entsprechenden Verhältmsse der Te.l

dispersionen, wahrend /₀ die Brennweite des Vorder

gliedes ist.

Eine Achromasie des Vordergliedes wird dahe

bevorzugt durch eine Kombination von Gläsern er ^zeuS¹' welche derart ausgewählt sind, daß

(^i — S₂)/(W,— W₂)

einen möglichst kleinen Wert einnimmt.
In der Praxis ist es wünschenswert,

(S₂ — S_b) / (W_a — W_b) < 0,9 · 10"³

Zur Vereinfachung der Korrektion von verschie- denen Aberrationen muß die Gesamtlänge des zusammengesetzten Objektivs innerhalb der unter (1) gegebenen Grenzen liegen. Wenn die Gesamtlänge gleich der Brennweite ist, so ist es schwierig, die Petzval-Summe auf 0 zu vermindern, so daß Zunahmen in den Brechkräften vom Vorder- und Hinterglied ein Anwachsen des sekundären Spektrums bewirken. Soweit dies ein photographisches Teleobjektiv mit großem relativen Öffnungsverhältnis betrifft, wird ein Filter zwischen dem Hinterglied und der Bildebene vorgesehen, da das Vorderglied einen großen Durchmesser aufweist, so daß auch der Durchmesser eines an dem Vorderglied zu befestigenden Filters zunehmen mußte. Zur Sicherung eines Ortes für die Anbringung eines Filters sollte der obere Grenzwert vorzugsweise 0,92/ betragen. Wenn dieser obere Grenzwert überschritten wird, ist es schwierig, eine ausreichende rückwärtige Schnittweite sicherzustellen und gleichzeitig eine vencinderte Petzval-Summe aufrechtzuerhalten. Wenn der untere Grenzwert unterschritten wird, ergibt sich eine große negative Petzval-Summe, welche ein größeres sekundäres Spektrum ergibt. Zur Verringerung des sekundären Spektrums ist daher die Auswahl der Gläser für die Zerstreuungs- und Sammellinsen, welche die Komponenten I, II und III bilden, ein wichtiger Faktor im Zusammenhang mit der Erfüllung der Bedingung.

zu wählen. Hierbei bedeutet W„ die Hilfs-Töß- dei Dispersion der Sammellinsen, S_a das entsprechen* Verhältnis der Teildispsrsionen, W_b die Hilfseröße de; Dispersion der Zerstreuuneslinsen und S_ft~das ent

sprechende Verhältnis der Teildisp-rsion°n

Als Beispiele für bevorzugte Kombinationen vor Gläsern, die so ausgewählt sind daß damit das sekun däre Spektrum unter die obengenannten Grenzen εϊ drückt wird, seien erwähnt- Fiuorsilikat-Kronglas

Biphosphat-Kronglas, oder Flußspat für die SammM linsen in einer Kombination mit Flintglas schwerenLanthan-Flintglas, aus dem die Zerstreuungslinser gefertigt sind. Die aus Fluorsilikat-Kron^las un: schwerem Lanthan-Kronglas g3bi!d-te Kombination

oder die Kombination aus Biphosphat-Kron°las unc schwerem Lanthan-Kronglas könnten hierzu"verwendet werden. In diesen Fällen entsteht jedoch eir schwieriges Korrektionsproblem, das für seine Lösung entweder die Verwendung einer zusätzlich-n gekitteter

Fläche in dem Vordergiied gemäß Beispiel 3 binotiet. oder Hinzufügung von einer zusätzlichen Fläche, welche dieselbe Wirkung ausübt.

Die erfindungsgemäßen Objektive sind an Hand dei Zeichnungen erläutert Darin zeigt

F i g. 1 ein Schnittbild des ersten erfindungsgemä ßen Teleobjektivs

Fig. 2a, 2b und 2c Aberrationskurven des Ob jektivs der F i g. 1,

F i g. 3 ein Schnittbild des zweiten erfindungs- gemäßen Objektive sind im folgenden angegeben.

gemäi5en Objektivs,

Hierin bedeute'*

Fig. 4a, 4b und 4c Aberrationskurven des Objektivs gemäß F i g. 3, R die Krümmungsradien der brechenden Flächen,

F i g. 5 ein Schnittbild des dritten erfindungsgemä- 5 β dj_e axialen Linsendicken bzw. Luftabstände,

ßen Objektivs und ., ,. „ , ... .... ,. .... , „ ,

F ig. 6a, 6b und 6c Aberralionskurvcn des Ob- ^N ^dle Brechungsindizes (fur die rf-Linie des Spek-

jektivs von F i g. 5. ^lrums)'

Die Konstruktionsdaten für die drei erfindungs- K die Abbeschen Zahlen.

Objektiv 1 (Fig. 1)

/ = 100 F = 2,8 2 ω = 8,24°

rückwärtige Schnittweite = 23,73

A₁ =	40,586	D₁ = 7,4978	^V₁ =	1,43387	Vx =	95,1

A₂ =	-64,262	D₂ = 5,0632

^₃ =	-48,2052	D₃ - 1,7929	.V₂ -	1,7859	K„ =	44,2

R_t =	269,4636	D₁ = 3,468

R₅ =	38,0994	D₅ = 5,5696	JV₃ =	1,48749	V₃ =	70,1

Re =	-174,7872	D₆ = 41,1339

A₇ =	-15,9528	D₇ = 0,6936	/V₁ =	1,51633	v_t =	64,1

A₈ =	-63,1176	D₈ = 1,2484	A's =	1,72151		29,2

R9 =	-34,8221	L₁ = 90,20
		Va = 82,6
		V₈ = 44,2

Die Flächenteilkoeffizienten des Objektivs 1 bzw. dessen spezifische Flächenteilkoeffizienten der Bildfeld krümmung sind in folgender Tabelle wiedergegeben:

Nr.	I	3,1554	Π	III	P	ν	L	T
1	11,2919	- 2,6.670	2,2541	0,7455	- 2,5352	0,00966	-0,00816
2	-16,7703	-17,2687	26,4091	0,4708	-41,1073	0,01175	-0,01797
3	- 0,0022	24,6137	-36,1255	-0,9128	54,3610	-0,03754	0,05510
4	1,8643	- 0,0073	- 0,0250	-0,1633	- 0,6424	-0,00277	-0,00946
5	2,3415	- 0,9946	0,5306	0,8601	- 0,7419	0,01060	-0,00566
6	- 2,3006	- 3,9560	6,6839	0,1875	-11,6094	0,00849	-0,01435
7	- 0,0274	0,7958	- 0,2753	- 2,1343	0,8335	-0,00461	0,00159
8	0,5560	0,0661	- 0,1596	-0,1245	0,6858	-0,00344	Ο_?ΟΟ831
9	0,1087	- 0,6858	0,8458	1,2034	- 2,5276	0,00749	-0,00924
Σ	- 0,1038	0,1381	0,1324	- 3,2837	-0,00038	0,00018

Darin bedeutet

L die Flächenkoeffizienten der chromatischen Aberration auf der Achse, T die Flächenkoeffizienten der Farb-Querabweichung.

Objektiv 2 (Fig. 3)

/ =■- 100 /' - 2,8 2 w - 8,24

rückwärtige Schnittweite — 23,58

R₁

R₃

R, R,

R,

- 91,8891

- -55,7244

- -44,6708

= 135,877

-- 31,5311

=■= 92,2907

= -16,3853

= -28,2835

- -52,1851
-- 127,4969

-60.3926

D_x - 5,6661

D-, 3,3529 A. 1,5

Λ = 0,3266 Di - 4,3852

D₆ = 45,5587

D₇ = 0,9065

D_s = 3.3333

D, = 1,1232

D₁₀ = 1,9164

L₁ = 91,65 Ι',ι --= 63.4 Γζι - 36,3 --- 1,61800

1,62004

- 1,61800

1,51633

Xa =

1,49831 1,74400

10

V₁ - 63,4 V'i --= 36,3

V₃ = 63,4 V_t = 64,1

»'s - 65,0 *'s = 44,8

Die Flächenteilkoeffizienten des Objektivs "> bzw des krümmung sind in der folgenden Tabelle wiedereeaeben · ^sP^ez!nsche Flächenteilkoeffizienten der

1	0,3041	0,0292	0,0028	0,4156
2	17,9959	-19,4212	20,9594	0,6853
3	-20,9224	21,6732	-22,4510	- 0,8566
4	- 0,0398	- 0,0424	- 0,0453	-0,2816
5	4,7010	- 1,6345	0,5683	1,2112
6	0,0573	- 0,2345	0,9592	-0,4138
7	- 2,7SIl	0,0288	- 0,0003	-2,0778
8	0,7223	- 0,4682	0,3035	1,2037
9	- 0,2848	0,3376	- 0,4001	-0,6372
10	- 0.0021	0,0193	- 0,1746	0,0737
11	0,3497	- 0,3486	0,3475	0,7063
Σ	0,1001	- 0,0614	0,0964	0,0287

0,0402

-23,3590 24,1440

- 0,3485

- 0,6187

- 2,2307 0,0215

- 0,9769 1,2295 0,9130

■ 1,0505 2,2361

0,00813	0,00C
0,02559	-0,02/
0,04757	0,04S
0,00754	-0,008
0,01930	-0,006
0,00220	-0,009
0,00548	0,000
0,00342	-0,002
0,00214	0,002
0,00053	0,004
0,00396	-0,003'
0,C0066	-0,000

Objektiv 3 (F i g. 5)

/ 100 F --■■■ 2,8 2 o) ^ 8,24'

rückwärtigc Schniltweite --- 22,36

R₁	-- 47,9543	D₁	- 6,9659	JV₁ -	1,61800	V₁	= 63,4

Ri	-64,9208	D,	= 1,5565

R₃	-56,9098	D₃	- 1,5798	ν ' '· 2	1,78590	V₂	= 44,2

Ri	= - 40,5761	D₁	---- 3	,V₃ =	1,48749	V₃	= 70,1

Ri	= 149,1607	D,	- 0,3333

R,	- 34,0225	D₆	= 6,5393	JV₄ =	1,61800	ν,	= 63,4

Λ,	-- 276,4253	D₁	-= 41,9924

Ra	= -15,4491	D,	= 0,5	.V₅ =	1,58313	ν,	= 56,4

R₉	^ -53,4819	Dg	= 0,7865

R₁₀	= -54,1229	D₁₀	- 2,0664	Λ'. =	1,72151	ν.	= 29,2

Rn	- -30,6202	L₁	= 87,68
		ν_Λ	-= 65,6
		Vb	= 44,2

Die Hächcnteilkoeffizientcn des Objektivs 3 bzw. dessen spezifische Flächenteilkoeffizienten der Bildfei krümmung sind in der folcenden Tabelle wiedereeceben:

Nr.	1	2,1400	II	III	P	V	L	T
1	21,2428	- 1,4755	1.0173	0,7964	- 1.2505	0,01558	-0,01074
	-24,7582	-30.0404	42,4816	0,5883	-60,9072	0,02571	-0,03635
3	- 1,4265	34.5471	-48.2062	-0,7732	68,3448	-0,04331	0,06043
4	- 0,0518	1,0414	- 0,7602	-0,2768	0,7571	-0,01879	0,01372
5	4,0577	- 0,0367	- 0,0260	-0,2197	- 0,1739	-0,00321	-0,00227
6	0,8337	- 2,6239	1,6967	1,1225	- 1,8231	0,01784	-0,01154
7	- 2,4961	- 1,7410	3,6357	-0,1382	- 7,3036	0,00694	-0,01449
8	U,1996	0,7782	- 0,2426	-2,3840	0,8189	-0,00537	0,00168
9	- 0,2053	- 0,4611	1,0654	0,6886	- 4,0527	0,00220	-0,00509
10	0,5627	0,4736	- 1,0927	-0,7743	4,3075	-0,00517	0,01194
11	0,0986	- 0,5800	0,5978	1,3686	- 2,0267	0,00726	-0,00748
\^	- 0,1183	0,1667	-0,0016	- 3,3095	-0,00033	-0,00021

Die F i g. 2a, 2b und 2c, die F i g. 4a, 4b und 4c sowie die F i g. 6a, 6b und 6c zeigen die Bildfehlerkui von Objektiv 1, Objektiv 2 und Objektiv 3. Aus diesen Aberrationskurven ist der gute Korrektionszustand erfindungsgemäßen Objektive ersichtlich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: , · Λίτ l-nnV-aven Linse (II) und einer Sammellinse (III)

1. Teleobjektiv mit einem großen relativen Off- konkaven Linse ν ,

nungsverhäitnis aus einem Vorderglied mit positiver Brechkraft und einem Hinterglied mit negaliver Brechkraft und mit fünf Komponenten, wobei das Vorderglied von der Frontlinse aus gerechnet aus einer bikonvexen Sammellinse (I), einer bi-

/ = 100 F = 2,8 2 ω = 8,24=

rückwärtige Schnittweite = 23,73 A₁ = 40,586

mit einer stark gekrümmten Vorderfläche besteht und das Hinterglied eine zerstreuende Linse (IV) mit stark gekrümmter konkaver Vorderfiäche und eine Sammellinse (V) enthält, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

R₂ = -64,262

A₃ = -48,2052

Λ« = 269,4636

R_s = 38,0994

R_a = -174,7872

R₇ = -15,9528

R₉ = -63,1176

R_t = -34,8221

D₁ =■ 7,4978 D₂ = 5,0632 D₃ = 1,7929 D₄ = 3,468 D₅ = 5,5696 D₆ == 41,1339 D₇ = 0,6936 D₈ = 1,2484 N₁ = 1,43387

= 1,7859

N₃ = 1,48749

V₄ = 1,51633
N_b = 1,72151

V₁ = 95,1

K₂ = 44,2

K₃ = 70,1

K₄ = 64,1

K₅ = 29,2

R die Krümmungsradien der brechenden Flächen,

D die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände,

N die Brechungsindizes (für die rf-Linie des Spektrums),

V die Abbeschen Zahlen bedeutet.

2. Teleobjektiv mit einem großen relativen Öffnungsverhältnis aus einem Vorderglied mit posi-

35 tiver Brechkraft und einem Hinterglied mit negativer Brechkraft und mit fünf Komponenten, wobei das Vorderglied von der Frontlinse aus gerechnet aus einer bikonvexen Sammellinse (I), einer bikonkaven Linse (II) und einer Sammellinse (III) mit einer stark gekrümmten Vorderfläche besteht und das Hinterglied eine zerstreuende Linse (IV) mit stark gekrümmter konkaver Vorderfiäche und eine Sammellinse (V) enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Konstruktionsdaten:

/ = 100 F= 2,8

rückwärtige Schnittweite = 23,58 A₁ = 91,8891

= 8,24'

R₂ = -55,7244

R₃ = -44,6708

R₁ = 135,877

A₅ = 31,5311

R_e = 92,2907

A₇ = -16,3853

R_a = -28,2835

R₉ = -52,1851

A₁₀ = 127,4969

R₁₁ = -60,3926

D₁ = 5,6661

D₂ = 3,3529

D₃ = 1,5

D₄ = 0,3266

D₅ = 4,3852

D₆ = 54,5587

D₇ = 0,9065

D₈ - 3,3333

D₈ - 1,1232

D₁₀ = 1,9164

N₁ = 1,61800
N₂ = 1,62004
Ν_Λ = 1,61800
/V₁ = 1,51633

,V₅ = 1,49831
,V₆ = 1,74400

K₁ = 63,4

K₂ = 36,3

K₃ = 63,4

K₄ = 64,1

K₅ - 65,0

K_e = 44,8

R die Krümmungsradien der brechenden Flächen.

D die axialen Linsendicken und Lüftabstände N die Brechungsindizes (für die (/-Linie des Spek

trums),
K die Abbeschen Zahlen bedeutet.

3. Teleotjektiv mit einem großen relativen Öffnungsverhältnis aus einem Vordergiied mit positiver Brechkraft und einem Hirterglied mit negativer Brechkraft und mit fünf Komponenten, wobei das Vorderglied von der Frontlinse aus gerechnet aus einer bikonvexen Sammellinse (!), ein^r bikonkaven Linse (II) und einer Sammellinse (III) mil einer stark gekrümmten Vorderfläche besteht um! das Hinterglied eine zerstreuende Linse (IV) mit stark gekrümmter konkaver Vorderfläche und eine Sammellinse (V) enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Konstruktionsdaten: