DE2457614A1

DE2457614A1 - Photographisches oder kinematographisches objektiv mit kurzer gesamtlaenge

Info

Publication number: DE2457614A1
Application number: DE19742457614
Authority: DE
Inventors: Yoshio Dipl Ing Nishimoto
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1975-06-26
Also published as: JPS5248010B2; DE2457614C3; DE2457614B2; US3951523A; JPS5087322A

Description

Olympus Optical Co. Limited oot 7425 Tokyo/JAPAN ⁵· *>*' ¹⁹⁷⁴

L/Br

Photographisches oder kinematographisches Objektiv mit kurzer Gesamtlänge .

Die Erfindung bezieht sich auf ein photographisches oder kinematographisches Objektiv mit kurzer Gesamtlänge, dessen Linsensystem aus drei Linsengliedern mit vier Linsen besteht.

Heutzutage besteht für die Herstellung von sog. Kompaktkameras ein steigender Bedarf an Objektiven, deren Gesamtlänge kurz ist, d.h. an Objektiven, bei denen die Entfernung von der dem Objekt zugewandten Linsenoberflache bis zur letzten bildseitigen Oberfläche so kurz wie möglich ist» Ein Linsensystem mit vier Linsen, dessen Öffnungsverhältnis 1:5,6 oder mehr ist und dessen Gesamtlänge(des Linsensystems) innerhalb des o,9-fachen der Brennweite liegt, ist im allgemeinen so ausgebildet, dafl eine negative Meniskuslinse an der Bildseite des Linsensystems verwendet wird. Wenn jedoch eine negative Meniskuslinse an der Bildseite des Linsensystems angeordnet 1st, wird eine starke Verzeichnung hervorgerufen. Wenn das Linsensystem so ausgebildet ist, daß die Verzeichnung auf ein gewünschtes kleines MaB begrenzt wird, wird es unmöglich, das Koma zu korrigieren. ■

509826/0701 . "²"

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes photographisches oder kinematographisches Objektiv anzugeben, dessen Linsensystem aus einer kleinen Anzahl von Linsen besteht und bei dem die Bildfehler einschließlich der Verzeichnung günstig korrigiert sind.

Dies wird bei einem photographischen oder kinematographischen Objektiv mit kurzer Gesamtlänge erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das aus drei Gliedern bestehende Linsensystem vier Linsen aufweist, wobei das erste Glied eine gekittete positive Meniskuslinse ist, die aus einer miteinander verkitteten bikonvexen und bikonkaven Linse besteht, das zweite Glied eine positive Linse und das dritte Glied ein negativer Meniskus 1st, dessen konkave Oberfläche objektseitig liegt, wobei das dritte Glied eine asphärische Linse ist, mit zumindest an der Bildseite asphärischer Oberfläche. Dabei gehorcht die Oberfläche auf der Bildseite der

des dritten Gliedes
. Oberfläche /der folgenden Gleichung

x= + By⁴ + Cy⁶ + Dy⁸ + Ey¹° (1)

B>0 ,

^r7

wobei r- den Krümmungsradius der Oberfläche nahe der optischen Achse, die Strahlrichtung auf der optischen Achse die x-Achse und die dazu senkrechte Richtung . die y-Achse darstellen. DarUberhlnaus genügt das Linsensystem nach der vorliegenden Erfindung der folgenden Bedingung, in der f die Brennweite des eesamtlinscnsystems und f die Brennweite des dritten Gliedes ^ist

509826/0701 ~³~

o,5f <C - f₄ ^ 1,2f (3)

Wenn das Linsensystem in dieser Weise ausgebildet 1st, ist es durch Verwendung einer asphärischen Linse als drittes Glied und Ausbildung der Oberfläche auf der Bildseite des dritten Gliedes als asphärische Fläche, wie es durch die Formel (1) und (2) ausgedrückt ist, möglich, die Verzeichnung des Linsensystems auf einen gewünschten kleinen Wert herabzusetzen. Dadurch, daß das erste Glied ein

ist

Kittgliedf, das aus einer bikonvexen und einer bikonkaven Linse besteht, ist es ferner möglich, das Koma günstig zu korrigieren.

Wenn die Brennweite f.^ des dritten Gliedes kleiner gewählt wird als der obere Grenzwert der Bedingung (3), ist es möglich, die Gesamtlänge des Objektivs kurz zu halten. Wenn f₄ innerhalb des Bereiches so klein wie möglich gewählt wird, gelingt es umso besser, die Gesamtlänge zu verkürzen. Es ist jedoch nicht zweckmäßig, f. zu klein zu machen, weil sonst andere Bildfehler verstärkt werden. Wenn f* kleiner als der untere Grenz-jwert der Bedingung (3) ist, wird es schwierig, das Koma durch Beschränkung der Verzeichnung auf einen gewünschten kleinen Wert zu korrigieren, selbst wenn eine asphärische Linse verwendet wird. Darüberhinaus ist es auch zur Korrektur der anderen Bildfehler, wie sphärisch· Aberration, Bildkrünnaung usw. nicht zweckmäßig, wenn t. kleiner als der unter· Grenzwert der Bedingung (3) ist, da ei dann praktisch unmöglich wird, über das gesamt« Bildfeld ein günstig korrigiertes BId zu erhalten.

Die Erfindung wird nun anhand von AusfUhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

-4-

"5 09826/0701

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des Linsensystems für ein Objektiv nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. ,graphische Darstellung der Fehlerkurven beim Ausführungs-

2A 2B

,,'.,' beispiel nach der vorliegenden Erfindung und

Fig. ,graphische Darstellung der Fehlerkurven des Ausführungsbei-3C 3d' ^sP^{iels 2 der} vorliegenden Erfindung.

Das Ausführungsbeispiel 1 weist die in der folgenden Datentabelle 1 aufgeführten Daten auf.

f=1, f₄= -o,689

Öffnungsverhältnis 1:5,6 Feldwinkel + 31°

Gesamtlänge o,886

DBtentabelle

^r1 ⁼ °'	2oo8
*1	= o,o76
^r2 ⁼ *	o,5814
^d2	= o,o17
^r3 ⁼ °'	4384
^d3	= o,o97
*■·4 · ι*	7475
^d4	= o,o38
TCf. — — O	,6844
^d5	= o,123
^r6 ⁼ ~°	,1366
	= O,o29

n₁ = 1,58267

n„. = 1,8363o '

1,6668

46,3

O₇ - ^3o'⁴ 0-x = 33,ο

= 1,6o311

6o,7

r_ asphärische Oberfläche

2
χ = ^ + By⁴ + Cy⁶ + Dy⁸ + Ey^1o

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r₇ = -o,2199,,B = 3,489, C = -1,o56 χ 1ο³

D = 4,635 χ 1o⁴, E =-1,147 χ 1o⁶

wobei T₁ bis r_g die Krüitimungsradien der entsprechenden Linsenoberflächen, r₇ den Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche des dritten Gliedes im Bereich nahe der optischen Achse, d₁ bis d_ß jeweils die Dicken der entsprechenden Linsen bzw. die Zwischenräume zwischen den Linsen, n.. bis n. die BrecnV-ndices der entsprechenden Linsen und Q* bis (λ die Abbe'sehen Zahlen der betreffenden Linsen darstellen.

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Das Ausführungsbeispiel 2 weist die in der folgenden Datentabelle 2 aufgeführten Daten auf.

Datentabelle f=1, f₄= -o,769 Öffnungsverhältnis 1:4,5 Feldwinkel +31° Gesamtlänge o,899 T₁ = o,2121

d.,=o,o96 n.j= 1,58913

X₂ = -o,5893

d₂= o,o18 n₂- 1,834oo

r, = o,4568

d₃= o,o89 r₄ = 3,o754

d₄= o,o39 n₃=1,66446

r₅ = -o,7237

d₅=o,116 r_g asphärische Oberfläche

dg= o, o45 n₄=1,491

r- asphärische Oberfläche

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2
χ= —-f By⁴ + Cy⁶ + Dy⁸ + Ey¹°

r₆ =-o,138o, B = -2,213 χ 1o~¹ , C = -3,821 χ ίο, D = 2,381 χ 1o⁴, E = -3,o17 χ 1ο⁶

χ= + By⁴ + Cy⁶ + Dy⁸ + Ey^1o

τ_η = -o,24o8, B =2,869, C = -7,279 χ 1o² , D = 2,482 χ 1o⁴, E = -6,324 χ 1ο⁵

worin r- bis r^ die Krümmungsradien der entsprechenden Linseoberflächen, r_g und r₇ die Krümmungsradien der beiden Oberflächen des dritten Gliedes im Bereich nahe der optischen Achse, d. bis d_£ die Dicken der entsprechenden Linsen bzw. Zwischenräume zwischen den Linsen,U₁ bis n. die Brechungsindices der entsprechenden Linsen und ι3- bis p. die Abbe-Zahlen der entsprechen-

be
den Linsen/zeichnen.

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Bei ä®m Ausfölirwngsfoeispi©! 1 1st di© komresse Oberfläche r_ des dritten Gliedes, d.h. efessoa biiäseitige Oberfläche, als asphäristshe Oberfläche mit einem KriSeraiägsradiws des nahe der optischen

Dabei

Achse gelegenen Teiles wan ^©,2199 ausgebildet. sind die numerischen Vierte in den zuvor erwähnten Formeln wie folgt gewählt? B ■ 3,489, C » -1,ο5β χ 1ο³, D ■ 4,635 2s 1©⁴ und Ξ «-1,147 χ 1ο⁶.

Beim Ausführungsbeisplel 2 sind die beldam.. Oberflächen des dritten Gliedes als asphäteisA® OberflScliea attsg©bildet» "Won diesen hat die objektseitige öberflSsh© im BsreieSi näh® ä@s optischen Achse einen Krümmungsradius wn -°-o_?138o ^nd die ntmerischen Werte der Faktoren sind

B m «-2,13 κ 1o"¹, C S -3,821 ac 1o, D » 2^381 χ 1o⁴ «nd E =3-3,o17x1o⁶.

Die bildseitige Oberfläche r- hat in dem nahe d@r optischen Achse gelegenen Bereich eia@a Srfesaisngsradius "von ~o,24©8 und die numerischen ?fert@ sind

Graphische Darstsllmagan,, öle die F@hletkuTw®n bei den oben erwähnten beiden Aösführtangsbeispielea weraasehaiali<shen, sind in den Fig. 2A, 2B, 2C und 2D batw. FIg=, 3A_S 3B, 3C and 3D dargestellt« Wie sich aus diesen Ausfühsraiagsheigpielea imd dssea-F@iil©rkiiarvea ergibt, liefert da® photograpfelsÄ© Objektiv n&ch d@r "forliegendea Erfindung •in hervorragendes Bild User das gasse Bildfeld^ obwohl es srar vier Lisisen besitzt Wi& eia© kmrs© @ss»itläage aufweist* die das o,9-faehe

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Da es verhältnismäßig schwierig ist, asphärische Linsen aas Glas herzustellen, weil der Herstellungsvorgang kompliziert ist, ist es wünschenswert, die Zahl der Bereiche, an denen asphärische Oberflächen vorgesehen sind, so klein wie möglich zu machen. Von diesem Standpunkt aus ist es vorteilhafter, die Zahl der asphärischen Oberflächen auf nur eine Oberfläche zu beschränken, wie es bei dem Ausführungsbeispiel 1 der Fall ist. Zwischenzeitlich ist es jedoch möglich geworden, Linsen guter Qualität auch aus Kunststoff herzustellen und solche Kunststofflinsen werden auf verschiedenen Gebieten verwendet. Bei der Herstellung von asphärischen Linsen aus Kunststoff besteht die einzige Schwierigkeit darin, eine Form herzustellen, die asphärische Oberflächen besitzt. Daher ist bei Massenproduktion der Wirkungsgrad bei der Herstellung von Ku_nststofflinsen bedeutend höher als bei der Herstellung von aephariechen Linsen aus Glas.

Weiter ist es bekannt, asphlrische Linsen durch Oberziehen der Oberfläche einer sphärischen Linse mit einem dünnen Kunststoffilm so zu erzeugen, daß die Oberfläche des Kunststoffilms eine asphärische Form annimmt. Wenn Kunststoffe in dieser Wels« verwendet werden, ist es möglich, beide Linsenoberflächen asphrrisch auszuführen, ohne daß dies produktionstechnische Schwierigkeiten bereitet. Beim Ausführungsbeispiel 2 ist eine noch bessere Korrektur des Komas dadurch erreicht, daß beide Oberflächen des dritten Gliedes unter Berücksichtigung der zuvor erwähnten HerstelX^ngsmöglichkeiten asphärisch ausgeführt sind.

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Claims

Patentansprüche

Photographisches oder kinematographisches Objektiv, dessen Linsensystem eine kurze Gesamtlänge aufweist, d a, d u r c h gekennzeichnet, daß in dem aus drei Gliedern mit vier Linsen bestehenden Linsensystem, wobei das erste Glied eine gekittete positive Meniskuslinse aus einer bikonvexen und einer bikonkaven Linse ist, das zweite Glied eine positive Linse und das dritte Glied eine negative Meniskuslinse ist, deren konkave Oberfläche objektseitig angeordnet ist, die Brennweite f. des dritten Gliedes der Bedingung o-,5f < -f. •C1, genügt und zumindestens die bildseitige Oberfläche des dritten Gliedes als eine asphärische Fläche entsprechend der folgenden Formel ausgeführt" ,ist ,

' ■ γ² / y

\ ;■ χ= _ ■+■ By⁴ + cy⁶ + Dy⁸ + Ey¹°

B > 0 C < 0

worin r_ den Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche des dritten Gliedes in dem Bereich nahe der optischen Achse, die Strahlrichtung entlang der optischen Achse die x-Achse und die dazu senkrechte Richtung die y-Achse darstellt.

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"■I
2. Photographisches oder kinematographisches Objektiv mit kurzer ' Gesaratlänge nach Anspruch ^: 1_f gekennzeichnet durch die in der folgenden Da ten tabelle 11 aufgeführten Daten:

Datentabelle 1

f=1,

-o,689

Öffnungsverhältnis 1:5,6 Feldwinkel +31° Gesamtlänge o,886

r- ^β o,2oo8

d^ o,o76

r₂ « - o,5814

d- * o,o17

r₃ « o_r4384

d- = o,o97

r₄ = 2,7475

d₄ = o,o38

r₅ * -o,6844

d₅ = o_f123

r_g » -o,1366

dg = o,o29

1,58267

n₂ « 1,8363ο "

1,6668

1,6o311

r_ asphärische Oberfläche

2
χ » % + By⁴ + Cy⁶ + Dy⁸ + Ey¹°

46,3

3o,4

33,o

6o,7

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χ_η « -ρ,2199, B - 3,489, C - -1,ο56 χ 1ο³

D * 4,635 χ Ιο⁴, E =-1,147 χ 1ο⁶

wobei r.. bis r_g die Krümmungsradien der entsprechenden Linsenoberflächen, r~ den Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche des dritten Gliedes im Bereich nahe der optischen Achse, d. bis d~ jeweils die Dicken der entsprechenden Linsen bzw. die Zwischenräume zwischen den Linsen, n. bis n. die BrechVnaices der entsprechenden Linsen und (L bis <J> die Abbe'sehen Zahlen der betreffenden Linsen darstellen.

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3. Photographisches oder kinematographisches Objektiv mit kurzer Gesamtlänge, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die in der folgenden Datentabelle 2 aufgeführten Daten.

Datentabelle

f=1, f₄= -o,769 Öffnungsverhältnis 1:4,5 ■ · Feldwinkel +31°

Gesamtlänge o,899

T₁ = o,2121

α^ο,οθβ η,- 1,58913

-O,5893 2= o,o18

o,4568 ₃= ö,o89

3,o754 j= o,o39

-o,7237

1,834oo

n₃»1,66446

r₆ asphärische Oberfläche

d_fi» ο, ό45 ϊ !.. n-«1,491

■ i I - ■! i '■

r₇ asphärieche Oberfläche

I I J 3=35,8

¹1 -ι

'4-61,4

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JH

2. ι,

—«■ B_x ⁴i ι+ Cy⁶ + Dy⁸ + Ey¹" '

ή²

r₆ «-ο,138ο, B « -2,213 χ 1ο~¹ , C - -3,821 χ 1_Ο, D - 2,381 χ 1o⁴, E » -3,o17 χ 1o⁶

x + By* + Cy⁶ + Dy⁸ + Ey¹⁰

r₇

^r7

r_? » -o,24o8, B » 2,869, C - -7,279 x 1o² _f D « 2,482 χ 1o⁴, E « -6,324 χ 1o⁵

worin T₁ bis r₅ die Krümmungsradien der entsprechenden Linseoberflächen, τ,- und r- die Krümmungsradien der beiden Ober-

D /

flächen des dritten Gliedes im Bereich nahe der optischen Achse, d.. bis dg die Dicken der entsprechenden Linsen bzw. Zwischenräume zwischen den Linsen,^ bis n₄ die Brechungsindices der entsprechenden Linsen und ü* bis D^ die Abbe-Zahlen der entsprechen de
den Linsen /zeichnen.

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