DE2339461C3

DE2339461C3 - Teleobjektiv

Info

Publication number: DE2339461C3
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: 1976-12-16

Description

worin

/ = 100 F= 2,8 2(o = 8,24°

rückwärtige Schnittweite = 22.36
R₁ = 47,9543

*Rz —*	-64,9208	D₁	= 6,9659	N*	= 1,61800	V₁ = 63,4
		Dg	= 1,5565
*R₃ =*	-56,9098			N₃
		£3	= 1,5798		= 1,78590	K₈ = 44,2
R, =	40,5761
		D₁	= 3		= 1,48749	V₃ = 70,1
Rs =	149,1607			*^Ni*
		D,	= 0,3333
^B =	34,0225
		D,	= 6,5393		= 1,61800	F₄ = 63,4
A₇ =	276,4253			Ni
		D₁	= 41,9924
*Rs —*	-15,4491
		Ds	= 0,5		= 1,58313	F₈ = 56,4
Re =	-53,4819			N₆
		D»	= 0,7865
■^10 ⁼	-54,1229
		*D₁₀*	= 2,0664	= 1,72151	F₆ = 29,2
A₁₁ =	-30,6202

R die Krümmungsradien der brechenden Flächen,

D die axialen Linsendicken und Luftabstände, N die Brechungsindizes (für die rf-Linie des Spektrums),
F 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 negative Brechkraft aufweist.

Bei Teleobjektiven der Petzvalschen Bauart, welche eine große relative Öffnung aufweisen, 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 bildseitigen 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.

ου to ι

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

/ > L₁ > 0,86/

20 < Va — Vb

1 < Λΐ_₂ / RiL₁ < 1,34

-0,3 < Fm-j / Λΐΐΐ-₂ < 0,4

0,14/ < -tfiv-! < 0,17/

(1) (2) (3)
(4)
(5)

Hierin bedeutet

Es sei angenommen, daß ein in gegenseitiger Bzrunning stehendes dünnes Linsensystem für die Spektrallinien C und G von Natrium chromatisch korrigiert sei. Man sieht dann, daß die chromatischen Aberrationen für die Spektrallinien C und F von Na_{trium a};_s Mittel- oder Sekundärfarbe im Hinblick auf eine Hilfsgröße W der Dispersion und das Verhältnis S der Teildispersionen durch folgende Beziehungen ab_geschätzt werden:
₁₀

W=(Nc-I)I (N₀ - Nc)
5 = (Np -Nc) KNg -N₀)

die Äquivalent-Brennweite des gesamten Ob-^{Je 1VS}'

den Abstand der ersten Linsenfläche von der Bildebene, d. h. die Gesamtlänge des Ob^jektivS'

den Mittelwert der Summe der Abbeschen Zahlen der Sammellinsen in den Komponenten I bis TII

den Mittelwert der Summe der Abbeschen Zahlen der Zerstreuungslinsen m den Kornponenten I bis III,

den Radius der bildseitigen Begrenzungsfläche der Komponente I,

den Radius der objektseitigen Begrenzungsfläche der Komponente II,

den Radius der objektseitigen Begrenzungsfläche der Komponente III,

den Radius der bildseitigen Begrenzungsfläche der Komponente III,

den Radius der objektseitigen Begrenzungsfläche der Komponente IV.

glied mit positiver Brechkraft hervorgerufen wird, läßt sich daher folgendermaßen berechnen:

Z(C, F) = -/, (S₁

wobei W₁ und W₁ die Hilfsgrößen der Dispersionen für die Sammel- und Zerstreuungslinsen sind. S₁ und S₂ sind die entsprechenden Verhältnisse der Teildispersionen, während /₀ die Brennweite des Vordergliedes ist.

Eine Achromasie des Vordergliedes wird daher bevorzugt durch eine Kombination von Gläsern ert, welche derart ausgewählt sind, daß

(S₁-S₂)I(W₁-W₂)

einen möglichst kleinen Wert einnimmt.
^{In der praxis ist es} wünschenswert,

₂₅

³° — S_b) / (W_a — W_b) < 0,9 · 10~³

Zur Vereinfachung der Korrektion von verschiedenen 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 müßte. 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 one verminderte Petzval-Summe aufrechtzuerhalten. Wenn der untere Grenzwert unterschritten wird, ergibt sich eine große negative Petzval-Summe, weiche ein größeres sekundäres Spektrum ergibt. Zur Verringerung des sekundären Spektrums ist daher die Auswahl der Gläser für die Zerstreungs- und Sammellinsen, weiche die Komponenten L, Π und ΙΠ baden, ein wichtiger Faktor im Zusammenhang mit der Erfüllung der Bedingung.

40 zu wählen. Hierbei bedeutet W_a die Hilfsgrößs der Dispersion der Sammellinsen, S_a das entsprechende Verhältnis der Teildispersionen, W_b die Hilfsgröße der Dispersion der Zerstreuungslinsen und Sb das entsprechende Verhältnis der Teildispsrsionen.

Als Beispiele für bevorzugte Kombinationen von Gläsern, die so ausgewählt sind, daß damit das sekundäre Spektrum unter die obengenannten Grenzen ge drückt wird, seien erwähnt: Fluorsilikat-Kronglas Biphosphat-Kronglas, oder Flußspat fiir die Sammjl linsen in einer Kombination mit Flintglas, schwerem Lanthan-Flintglas, aus dem die Zerstreuungslinsen gefertigt sind. Die aus Fluorsilikat-Kronglas un: schwerem Lanthan-Kronglas gebildete Kombination oder die Kombination aus Biphosphat-Kronglas unc schwerem Lanthan-Kronglas könnten hierzu verwen det werden. In diesen Fällen entsteht jedoch eh schwieriges Korrektionsproblem, das für seine Lösunj entweder die Verwendung einer zusätzlichen gekittetei Fläche ia dem Vorderglied gemäß Beispiel 3 bsnötigt oder ffinzufügung von einer zusätzlichen Fläche weiche dieselbe Wirkung ausübt

Die erfmdungsgemißen Objektive sind an Hand de

Zeichnungen erläutert Darin zeigt

F i g. 1 ein Schnittbnd des ersten erfindungsgemä Ben Teleobjektivs,

F ig. 2a, 2b and 2c Aberrationskurven des Ob jektivs der F i g. 1,

(ff

F i g. 3 ein Schnittbild des zweiten erfindungs- :mäßen Objektivs,

Fig. 4 a, 4 b und 4c Aberrationskurven des Obktivs gemäß F i g. 3,

F i g. 5 ein Schnittbild des dritten erfindungsgemä- :n Objektivs und

Fig. 6a, 6b und 6c Aberrationskurven des Ob- :ktivs von F i g. 5.

Die Konstruktionsdaten für die drei erfindungsgemäßen Objektive sind im folgenden angegeben. Hierin bedeutet

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.

Objektiv 1 (Fig. 1)

/ = 100 F = 2,8 2o) = 8,24°

rückwärtige Schnittweite = 23,73

R₁ =	40,586	D₁ = 7,4978	Nt	= 1,43387	V₁	= 95,1

*Ri =*	-64,262	D₂ = 5,0632

R₃ =	-48,2052	D₃ = 1,7929	N₃	= 1,7859	V₂	- 44,2

R^ =	269,4636	D, = 3,468

A₆ =	38,0994	D₆ = 5,5696	N₄.	= 1,48749	V₃	= 70,1

*Rt —*	-174,7872	D_t = 41,1339	N₆

R₇ =	-15,9528	D₁ = 0,6936		= 1,51633	V₁	= 64,1

*β =	-63,1176	D₈ = 1,2484		= 1,72151	V₆	= 29,2

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

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

Nr.	I	3,1554	Π	m	P	V	L	T
1	11,2919	- 2,6670	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	PiOlOOO	; --f-9^00566 ί
6	- 2,3006	- 3,9560	6,6839	0,1875	-11,6094	0,00849	^ ^v- 0,01435 ;
7	— 0,0274	0,7958	- 0,2753	- 2,1343	0,8335	-.0,00461	ti._t. 0,00159 ;
8	0,5560	0,0661	— 0,1596	-0,1245	0,6858	-0,00344	τ 0^00831 ;
9	0,1087	- 0,6858	0,8458	1,2034	- 2,5276	f, 0^00749	f ίΐΓ^9,0092Φ ■·*
Σ '	— 0,1038	0,1381	0,1324	- 3,2837	.: -0,00038	f/i 0,00018

Dana bedeutet

L dieriilächenkoeffideäten der chromatischen Aberration auf der Achse, T dJe-FJächenkoeffizienten der FarbrQuerabweichung.

609651/305

Objektiv 2 (Fig. 3)

/ = 100 F = 2,8 2 ω = 8,24°

rückwärtige Schnittweite = 23,58

10

Äi = 91,8891

A₂ = -55,7244 A₃ = -44,6708

A₄ = 135,877 R_s = 31,5311 Rt = 92,2907 R₁ = -16,3853 A₈ = -28,2835 R₉ = -52,1851 A₁₀ = 127,4969 A₁₁ = -60,3926

D₁ = 5,6661

D₁ = 3,3529 D₃ = 1,5

A = 0,3266 A = 4,3852 A = 45,5587 D₇ = 0,9065 A = 3,3333 D, = 1,1232

Ao = 1,9164

L₁ = 91,65 V_A = 63,4 Vb = 36,3 N₁ = 1,61800
W₂ = 1,62004

N₃ = 1,61800
N_t = 1,51633

#s = 1,49831
-^e = 1,74400

V₁ = 63,4 V₂ = 36,3

V₃ = 63,4 K₄ = 64,1

V_s = 65,0 V₆ = 44,8

Die Flächenteilkoeffizienten des Objektivs 2 bzw dewn c krümmung sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben: ^spezitische Flächenteilkoeffizienten der Bildfeld

0,3041 ^y

17,9959 -20,9224 -<M)398

4,7010

0,0573 ^L 2J811

0,7223 Ϊ ■ 0J848

0,0021

0397

0,1001

0,0292

-19,4212

21,6732

-0,0424

-1,6345

- 0^345

0,0288

0,4682

0,3376

0,0193

0,3486

0,0614

0,0028

20,9594

-22,4510

- 0,0453 0,5683 0,9592

- 0,0003 0,3035 0,4001

- 0,1746 0,3475 0,0964

0,4156

0,6853

-0,8566

-0,2816

1,2112

-0,4138

-2,0778

1337

-0,6372

0,0737

0,7063

0,0287 0,0402

-23,3590

24,1440

- 0,3485

- 0,6187

- 2^307 0,0215

- 0,9769 1^295 0,9130 1,0505 2,2361

0,00813

0,02559

-0,04757

-0,00754

0,01930

0,00220

-0,00548

0,00342

—0,00214

-0,00053

0,00396

-0,00066

0,00078 —0,02762

0,04928 -0,00804 —0,00671 -0,00902

0,00006 -^0,00222

0,00254

0,00481 -0,00394 -^00008

	2,8	23 39	461 <J	rückwärtige Schnittweite = 22,36	= 47,9543	D₁	= 6,9659	N₁ = 1,61800	12	V₁ = 63,4
			Ry
				= -64,9208	D₂	= 1,5565
11	2 ω = 8,24°	R*
Objektiv 3 (Fig. 5)		= -56,9098	D₃	= 1,5798	W₂ = 1,78590		V₂ = 44,2
/ =	R₃
= 100 F =		= 40,5761	D,		W₃ = 1,48749	V₃ = 70,1
	R,
		= 149,1607	D₆	= 0,3333
	R*
	= 34,0225	*D_t*	= 6,5393	W₄ = 1,61800	V_k = 63,4
R»
	= 276,4253	D₁	= 41,9924
R₁
	= -15,4491	Ds	= 0,5	N_& = 1,58313	K₅ = 56,4
R*
	= -53,4819	D,	= 0,7865
R₉
	= -54,1229	*D₁₀*	= 2,0664	N_B = 1,72151	V_t = 29,2
*Rio*
	= -30,6202	L₁	= 87,68
Rn		Va	= 65,6
		Vb	= 44,2

Die Flächenteilkoeffizienten des Objektivs 3 bzw. dessen spezifische Flächenteilkoeffizienten der Bildfeldkrümmung sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben:

Nr.	I	2,1400	U	ΠΙ	P	V	L	T
1	21,2428	- 1,4755	1,0173	0,7964	- 1,2505	0,01558	-0,01074
2	-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	0,1996	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
Σ	- 0,1183	0,1667	-0,0016	- 3,3095	-0,00033	-0,00021

Die Fig. 2a, 2b und 2c, die Fig. 4a, 4b und 4c sowie die Fig. 6a, 6b und 6c zeigen die Bildfehlerkurve von Objektiv I₃ Objektiv 2 und Objektiv 3. Aus diesen Aberrationskurven ist der gute Korrektionszusiand d( erfindangsgemäßen Objektive ersichtlich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:
1. Teleobjektiv mit einem großen relativen öff- konkaven Linse (II) und einer Sammellinse (III)

nungsverhältnis aus einem Vorderglied mit positiver 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 bi-

/ = 100 F = 2,8 2ω = 8,24°

rückwärtige Schnittweite = 23,73 R₁ = 40,586

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

R_s = -64,262
R₃ = -48,2052
R_t = 269,4636
R_s = 38,0994

2J₆ = -174,7872
R₁ = -15,9528
R_e = -63,1176
R_t = -34,8221

D₁ = 7,4978 L_t = 5,0632 D₃ = 1,7929 D₄ = 3,468 D₅ = 5,5696 D₈ = 41,1339 D₇ = 0,6936 D₈ = 1,2484 JVi = 1,43387
JV₂ = 1,7859
JV₃ = 1,48749

JV₄ = 1,51633
VV₅ = 1,72151

V₁ = 95,1 K_a = 44,2 K₃ = 70,1

K₄ = 64,1 V₁ = 29,2

worin

R die Krümmungsradien der blechenden Flächen,

D die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände,

JV die Brechungsindizes (für die «/-Linie des Spektrums),

V die Abbeschen Zahlen bedeutet.
2. Teleobjektiv mit einem großen relativen Öffnungsverhältnis aus einem Vordergüed mit positiver 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 Vorderfläche und eine Sammellinse (V) enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Konstruktionsdaten:

/ =100 F = 2,8

rückwärtige Schnittweite = 23,58 R₁ = 91,8891

= 8,24°

R_s = -55,7244

R₃ = -44,6708

A₄ = 135,877

A₆ = 31,5311

R_e = 92,2907

R₁ = -16,3853

R_B = -28,2835

-R, = -52,1851

A₁₀ = 127,4969

A₁, = -60,3926

D₁ = 5,6661

D₂ = 3,3529

D₃ = 1,5

D₄ = 0,3266

D₆ = 4,3852

D₆ = 54,5587

D, = 0,9065

D₈ = 3,3333

D₀ = 1,1232

D₁₀ = 1,9164

JV₁ = 1,61800

JV₂ = 1,62004

N₃ = 1,61800

N₁ = 1,51633

Ni = 1,49831

JV₀ = 1,74400

F₁ = 63,4

V₂ = 36,3

V₃ = 63,4

K₄ = 64,1

K₆ = 65,0 K₈ = 44,8

R die Krümmungsradien der brechenden Flächen.

D die axialen Linsendicken und Luftabstände, JV die Brechungsindizes (für die d-Linie des Spektrums),
V die Abbeschen Zahlen bedeutet.
3. Teleobjektiv mit einem großen relativen Öffnungsverhältnis aus einem Vorderglied mit positiver 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 bi-

konkaven 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: