DE2518457A1 - Teleobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft optische Objektive für photographische Einrichtungen und insbesondere ein Teleobjektiv, bei dem eine verbesserte Stabilisierung der Aberrationsfehler im gesamten Brennweitenbereich erzielt werden kann.

Im allgemeinen wird die Scharfeinstellung eines Objektivs so durchgeführt, daß das Objektiv als Ganzes gegenüber der Bildebene axial bewegt wird. Dies kann jedoch auch durch die axiale Bewegung von einem Teil des Objektivs, beispielsweise entweder der vorderen oder der hinteren Linsengruppe des Objektivs, gegenüber dem anderen Teil erreicht werden, der während der Fokussierung stationär bleibt. Wenn Teleobjektive zum Zwecke der Fokussierung als Ganzesverschoben oder bewegt werden, besteht die Tendenz, daß die Bewegung des Objektivs durch den gesamten Fokussxerungsbereich immer mehr zunimmt, so daß wiederum Gewicht und Platzbedarf des Objektivs größer werden. Dadurch wird auch der Bedarf an Antriebsdrehmoment für die Fokussierungseinrichtung größer, wobei sich auch die Herstellungskosten erhöhen. Es ist daher schwierig, Gewicht und Platzbedarf des gesamten Objektivs mit der mechanischen Halterung und der

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Fokussierungseinrichtung. in Proportionen _Z\x halten, bei de.nen das Objektiv leicht zu handhaben ist.

Bei einem Teleobjektiv, bei dem die Scharfeinstellung am hinteren Teil des Linsensystems durchgeführt wird, ist es möglich, die Bewegung des Fokussierungsteiles auf ein Miniraum herabzusetzen und eine Fokussierungseinrichtung mit kleinen Abmessungen und kleinerem Antriebsdrehmoment zu verwenden, weil der Fokussierungsteil nur einen Bruchteil des Gewichtes und des Platzbedarfs des gesamten Objektivs ausmacht, so daß sich der Vorteil einer leichteren und sehr schnellen Fokussierung des Objektivs ergibt. Ein weiterer Vorteil, der sich bei Wahl der hinteren Linsengruppe des Objektivs als beweglicher Teil für Fökussierungszwecke ergibt, besteht darin, daß die vordere Linsengruppe, die ein Verhältnismäßig hohes Gewicht und einen großen Platzbedarf hat, ortsfest gegenüber dem Kameragehäuse gelagert sein kann, so daß die Wahrscheinlichkeit für ein Zittern oder Schwingen des Bildes in der Brennebene durch kleine, zufällige Bewegungen der aus Objektiv und Kamera bestehenden Einheit auf ein Minimum herabgesetzt wird, was sonst insbesondere dann auftreten würde, wenn es sich um ein Teleobjektiv handelt. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Änderung der Aberration, insbesondere die Änderung der sphärischen Aberration, aufgrund der Bewegung der Linse groß ist, und daß die Abbildungsqualität des Objektivs gering ist.

Um ein Objektiv mit einer λ vorteilhaft kleinen Gesamtlänge" zu erhalten, wird gewöhnlich eine konvergente Linsengruppe als vordere Linsengruppe des Objektivs in Kombination mit einer divergenten, hinteren Linsengruppe gewählt, deren Parameter so bestimmt sind, daß die restliche sphärische Aberration, die durch die vordere Linsengruppe bewirkt wird, in der Fokussierungsstellung für ein im Unendlichen liegendes Objekt aufgehoben wird. Wenn das Objektiv je-doch von dieser Position in eine Position für ein nahe liegendes Objekt fokussiert wird, wird der axiale Abstand zwischen'der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe erhöht, so daß die Einfallshöhe eines

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axialen Strahles auf der hinteren Linsengruppe herabgesetzt wird, wodurch die positive sphärische Aberration geringer wird, während der Wert der. sphärischen Aberration um ein erhebliches Maß verändert wird. In diesem Zusammenhang ist bekannt, daß diese Anordnung nachteilig für die Stabilisierung der BiId-Aberra-r tionsfehler in dem gesamten Brennweitenbereich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile bei einem Teleobjektiv zu vermeiden, bei dem die Fokussierung im hinteren Teil des Objektivs durchgeführt wird, während gleichzeitig eine verbesserte Stabilisierung der Aberrationsfehler in dem gesamten Brennweitenbereich erzielt werden soll. Ferner soll eine Fokussierungseinrichtung zur Verwendung mit einem Teleobjektiv der beschriebenen Art angegeben werden, durch die die Scharfeinstellung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.

Um den genannten Mangel an der Fokussierungseinrichtung durch die Bewegung der hinteren Linsengruppe zu korrigieren, ist es erforderlich, das Auftreten der Aberration, insbesondere der sphärischen Aberration, in der hinteren Linsengruppe herabzusetzen. Wenn die Aberration jedoch auf diese Weise herabgesetzt wird, wird die sphärische Aberration des gesamten Linsensystems beachtlich unterkorrigiert.

Das erfindungsgemäße Teleobjektiv ist gekennzeichnet durch eine vordere Linsengruppe, die eine positive Brechkraft hat und während der Fokussierung stationär bleibt, und durch eine hintere Linsengruppe, die in zwei Teile unterteilt ist, von denen nur ein Teil axial beweglich ist, um das Objektiv auf verschiedene Objektabstände zu fokussieren. Die hintere Linsengruppe weist demnach ein bewegliches Linsenelement zur Fokussierung auf, das vor oder hinter einem Linsenelement liegt, welches während der Fokussierung ortsfest bleibt. Diese spezielle Anordnung ermöglicht es, die restlichen Aberrationsfehler, die durch die konvergente, vordere Linsengruppe erzeugt werden, durch eine geeignete Ausführung des stationären Linsenelementes der hinteren

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Linsengruppe auszugleichen. Dadurch wird ein hohes Maß an Stabilisierung der verschiedenen Aberrationsfehler, insbesondere der sphärischen Aberration, in dem gesamten Fokussierungsbereich ermöglicht, wenn das bewegliche Linsenelement so ausgeführt ist, daß es ein gutes Maß an Stabilisierung der Aberra— tionsfehler in dem gesamten Fokussierungsbereich liefert.

Ferner wird ein guter Kompromiß zwischen den Erfordernissen erzielt, daß ein großer Bereich an Fokussierungseinstellungen mit einer verhältnismäßig kleinen, axialen Translationsbewegung des beweglichen Teiles der hinteren Linsengruppe erzielt wird, und daß eine Verteilung der Brennweiten zwischen den stationären und den beweglichen Teilen des Objektivs verwirklicht wird, wodurch ein hohes Maß an Aberrationskorrektur erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teleobjektivs nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei Fokus sierungssteilungen;

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung eines anderen Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 vorhandenen Aberration, wenn auf unendlichen Objektabstand fokussiert ist;

Fig. 4 eine ähnliche Darstellung bei Fokussierung auf einen Objektabstand von 1000 Millimeter;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Aberration bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 j wenn auf unendlichen Objekt-. abstand fokussiert ist;

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Fig. 6 eine ähnliche Darstellung, wenn auf einen Objektabstand von 1000 Millimeter fokussiert ist;

Fig. 7 einen axialen Schnitt durch eine mechanische Tubushalterung mit einer Fokussierungseinrichtung, die für die Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Teleobjektiv geeignet ist;

Fig. 8 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 7 mit einer abgewandelten Fokussierungseinrichtung; und

Fig. 9 einen teilweisen Schnitt einer Brennpunkt-Vorwahleinrichtung in der Fokussierungseinrichtung nach den Fig. 7 oder 8.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, bei denen eine vordere Linsengruppe A, die eine positive Brechkraft hat und während der Fokussierung ortsfest bleibt, und eine hintere Linsengruppe vorgesehen ist, die eine negative Brechkraft hat und in zwei Teile B und G unterteilt ist, wobei der hintere Teil C axial beweglich ist, um die Fokussierung zur Einstellung auf verschiedene Objektabstände zu bewirken, während der vordere Teil B während der Fokussierung ortsfest bleibt^ Der stationäre Teil B besteht aus einer streuenden Meniskuseinzellinse im Fall von Fig. 1 oder aus einer streuenden, zweiteiligen Meniskuslinse im Fall von Fig. 2, wobei die erste, brechende Fläche, wenn man von der Vorderseite zu zählen anfängt, zur Vorderseite hin konvex ist, und die hinterste Fläche einen Krümmungsradius hat, der der kleinste Krümmungsradius von allen Flächen des Teiles B ist. Der bewegliche hintere Teil C ist aus einer streuenden, zweiteiligen Meniskuslinse aufgebaut, wobei die erste Fläche konvex zur Vorderseite, ist, und die hinterste Fläche einen Krümmungsradius hat, der der kleinste Krümmungsradius unter allen Flächen des Teiles C ist. Die absolute Brennweite des Teils B ist größer als die des Teiles C. Eine ortsfeste Blende D liegt hinter dem beweglichen Teil C unter einem Abstand, so daß dieser sich über den

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gesamten Fokussierungsbereich bewegen kann.

Wenn das in den Fig. 1 oder 2 gezeigte Objektiv von einer Position, in der der Teil C in ausgezogenen Linien dargestellt ist, und bei der das Objektiv auf ein Objekt im Unendlichen eingestellt ist, in die Position C¹ bewegt wird, wo der Teil C in gebrochenen Linien dargestellt ist, und in der das Objektiv auf ein nahes Objekt .eingestellt ist, nähert sich der bewegliche Teil C in zunehmendem Maße der Brennebene FP um einen Abstand Ax, der durch die folgende Gleichung gegeben ist:

B
wobei

wobei S. der Objektabstand, gemessen von dem Scheitelpunkt der ersten, brechenden Fläche des Objektives;

F die Brennweite des gesamten Objektivs bei Fokussierung auf einen unendlichen Objektabstand;

Ff die Brennweite der aus den Teilen A und B bestehenden Linsengruppe;

Fc die Brennweite des beweglichen Teiles C;

0. der Abstand von dem Scheitelpunkt der ersten, brechenden Fläche zu dem ersten Hauptpunkt des vollständigen Objektivs ist, und

/ix, gemessen in Richtung der Brennebene, ein positives Vorzeichen hat.

Um die Lösung der Aberrationsprobleme zu vereinfachen, werden die Eigenschaften der Teile B und C vorzugsweise durch die folgenden Gleichungen gegeben:

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(1) 0,4 F ^|Fc[< 0,9 F; Fc < 0

(2) 0,15 F < Rc < 0,25 F

+ ^Z °'⁰⁵

- °'°5< + (4) 0,05 F^ Rb < 0,15 F

wobei: Rc der Krümmungsradius der hintersten Fläche des Teiles C;

Rb der Krümmungsradius der hintersten Fläche des Teiles B;

Fev die Brennweite des Sammellinsenelementes des Teiles C;

Vcv die Abbe'sehe Zahl des Materials des Sammellinsenelementes des Teiles Q;

Fcc die Brennweite des Zerstreuungslinsenelementes des Teiles 0;

Vcc die Abbe'sehe Zahl für das Material des Zerstreuungslinsenelementes des Teiles C ist.

Die Bedingung (1) trägt dazu bei, daß ein guter Kompromiß zwischen den Erfordernissen erzielt wird, daß ein großer Bereich an Fokussierungseinstellungen mit einer verhältnismäßig kleinen Axialbewegung des beweglichen Teiles C erreicht wird, und daß eine ausgezeichnete Stabilisierung der Aberrationsfehler in dem, gesamten Fokussierungsbereich geliefert wird. Wenn die Brennweite des Teiles C darüber hinaus erhöht wird, wird es schnell schwieriger, das gewünschte hohe Maß an Aberrationskorrektur zu erreichen, obwohl die axiale Translationsbewegung des Teiles G verkleinert werden kann, um einen äquivalenten Fokussierungseffekt zu erzielen. Umgekehrt wird durch Verwendung eines Linsenelementes mit einer Brennweite, die kleiner als die untere Grenze der Bedingung (1) ist, als Fokussierungsteil eine Fokussierungseinrichtung mit größeren Abmessungen erforderlich, weil größere, axiale Translationsbewegungen des Fokussierungsteils erforderlich sind.

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Die Bedingung (2) "trägt dazu "bei, die restlichen Aberrationsfehler, insbesondere die sphärische Aberration, die durch den Fokussierungsteil G bewirkt wird, auf ein Minimum herabzusetzen, so daß ein gutes Maß an Stabilisierung der Aberrationsfehler in dem gesamten Fokussierungsbereich erzielt wird.

Die Bedingung (3) trägt zu der Stabilisierung der chromatischen Aberrationsfehler beim Fokussieren bei.

Die Verwendung eines Linsenelementes mit Parametern innerhalb der oben angegebenen Bereiche als Fokussierungsteil C führt zu einer gewissen Unterkorrektur der sphärischen Aberration, des Komas und des Astigmatismus des gesamten Objektivs. Um ein gutes Maß an Korrektur der Bildaberrationsfehler aufrechtzuerhalten, muß der stationäre Linsenteil B der hinteren Linsengruppe, nach Bedingung (4) ausgeführt sein, so daß entsprechend überkorrigierte Werte der angegebenen Aberrationsfehler erzielt werden.

Die Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Teleobjektivs, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind, können mit den numerischen Daten ausgeführt werden,, die in den folgenden Tabellen 1 bzw. angegeben sind, wobei R-, Rp ... die Krümmungsradien der einzelnen Flächen des Objektivs, wenn man von der Vorderseite zu zählen beginnt, sind, das positive Zeichen angibt, daß die Fläche zur Vorderseite hin konvex ist, ein negatives Vorzeichen angibt, daß die Fläche konkav zur Vorderseite ist, d^, dp ... die axialen Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden, brechenden Flächen des Objektivs angeben, IL, Np ... die Brechungsindizes der Materialien, aus denen die verschiedenen Linsenelemente des Objektivs hergestellt sind, für die spektrale d-Linie des Natriums sind und Y).., \? ₂ ··· d-ie Abbe'sehen Zahlen der Materialien angeben.

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Tabelle 1

Abstand zwischen der Flache E- und der Brennebene: 80,01 (Abstände und Radien in cm)

E1 -	68.8306	d1	= 3.625	N1 =	O1 = 70.1	Objektivs Abstand (dg)	2,250
E2 β	-32.7526	d2	= 2.234			,00	9,656
H3 -	-28.0632	d3	= 1.250	TiT	C2 = 40.9	,48
E4 -	-258.3399	d4	= 0.125
E5 =	40.9645	d5	= 3.250		7, = 70.1
E6 =	-55.6211	d6	= 25.OO5
E7 =	8.5369	d7	= 1.250	\ -	74 - 61.1
Eg =	7.6866	d8	= variabel
E9 -	36.3034	d9	= O.75O	N5 .	^5 = 27.5
E10 =	108.9485	d1O	= 0.625	N6 =	O6 = 53 .*9
E11 =	19.0641				-
Objektabstand		= 1.48749	Brennweite des Variabler, a
(von	der Brennebene)		gesamten
unendlich	= 1.80610	100
- 1000		83
	= 1.48749
= 1.58913
= I.7552O
= I.713OO

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Tabelle 2

Aberrationskoeffizienten'für die Fokussierungseinstellung auf unendlich

Nummern I der Flächen	0.6757	II	III	0	P	V	,8484
1	48.6504	-0.5842	0.5051	ι	.4761	-O.	3948
2	-65.8017	-83.9162	I44.7455	-1	.0006	-251.	,0728
3	-0.0012	111.7576	-189.8090	0	.5904	325.	6818
4	3.6945	0.0107	-0.0965	0	.1727	-0.	3786
5	13.3838	-3.9520	4.2277	0	.8000	-5.	3138
6 .	2.6172	--24.008$	.43.0677	4	• 5892	-78.	0133
7	-3.1924	-1.0971	Ο.4599	-4	• 3427	-2.	9061
8	. -0.0808	1.1602	-0.4216	1	.8231	1.	2442
9	0.0483	0.4612	-2.6306	-0	.1852	8.	4051
10	0.0711	-0.1003	0.2081	-2,	.0129	-0.	2381
11	0.0650	0.1153	0.1871	-0.	.1833	-3.	0508
Σ	-0.1535	Ο.4434	.0430	-7.

In Tabelle 2 sind unter I die sphärischen Aberrationskoeffizienten, unter II die Koeffizienten des Komas, unter III die Astigmatismuskoeffizienten, unter P die Petzval-Summen und unter V die Verzeichnungskoeffizienten angegeben.

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Tabelle 3

Abstand zwischen der Fläche R₁ und der Brennebene: 81,05 (Abstände und Radien in cm)

	66.6001	d1	= 3.625	N1	N6	- 1.48749 ν 1	- 70.1
	-33.1516	d2	* 2.089
H3-	-28. 6739	d3	- I.250	N2	N7	- 1.80610 v 2	= 40.9
	-316.5437	d4	- O.I25
H5-	41.3109	d5	= 3.250	N3	β 1.48749 ν ,	- 70.1
	-57.4105	d6	=24.974			-
R7 -	12.8482	d7	= 0.875	\	» 1.71300 ν 4	- 53.9
R8 *	22.5379	d8	- Ο.125
R9 -	22.9059	d9	« O.5OO	N5	= I.5725O ν 5	- 57.7
fiiö-	10.4573	d10	= variabel
R1<T	37-1996	d11	= Ο.75Ο	- I.7552O ν 6	- 27.5
R12-	96.1965	d12	- O.I25
R13-	86.0176	d13	- 0.625	- I.713OO ν 7	- 53-9
R„„»	19.4620

Objektabstand von Brennweite des der Brennebene gesamten Objektivs

unendlich
- 1000

100,00 83,73

Variabler, axialer Abstand

2,250 1O,208

in Luft

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•	tionskoeffi2	Tab	12 - eile 4	2518457	P	ν
3erra	I	;ienten bei		Fokussierung auf unendlich	0.4920	-1.0354
	Ο.7458	II	III	0.9885	-262.7^76
. 1	47.8640	-0.6867	0.6323	-1.5565	338.6858
2	-64.2813	-84.2475	148.2877	0.1409	-0.5765
3	-0.Ö004	111.5568	-193.6011	0.7933	-5-7510
4	3.6287	0.0068	-0.1024	Ο.57Ο8	-78.8180
5	12.5609	-4.0041	4.4184	3.2395	-0.2494
6	-0.3841	-23.0649	42.3527	-1.8467	-13-0085
7	Ο.4545	0.0296	-0.0022	1.5894	11.9458
8	-Ο.4543	-I.5903	5.5646	-3.4-814	0.5608
9	-0.2681	1.5283	-5.1408	1.1566	8.0627
10	-0.0696	0.0431	-0.0069	-O.4472	-16.1570
11	1.6256	0.4175	-2.5O2I	0.4838	15.3839
12	. -1.4736	-3-5645	7.8158	-2.1386	-3.0112
13	0.0726	3.2945	-7-3652	-O.OI54	-6.7157
14	0.0205	0.1110	0.1699
Σ	-O.I7O3	0.5207

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das Teleobjektiv aus einer konvergenten vorderen Linsengruppe und einer divergenten hinteren Linsengruppe besteht, wobei bei dem erfindungsgemäßen Objektiv eine zweiteilige, hintere Linsengruppe vorgesehen ist, von der nur ein Teil zu. Fokussierungszwecken axial beweglich ist, so daß ein hohes Maß an Aberrationsstabilisierung im gesamten Bereich der Fokussierungsbewegung erzielt werden kann. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Teleobjektiv, das als Ganzes zur Fokussierung bewegt wird, oder dessen vordere Linsengruppe für Fokussierungszwecke bewegt wird, ist daher das erfindungsgemäße Objektiv eine Verbesserung be-, züglich der Handhabung bei der Fokussierung, da das gesamte Objektiv ein geringeres Gewicht und einen geringeren Platzbedarf hat, so daß wiederum die Wahrscheinlichkeit von Schwankungen des Bildes an der Brennebene bei Verwendung des Objektivs

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an einer von Hand gehaltenen Kamera reduziert wird. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Teleobjektiv, dessen hintere Linsengruppe zur Fokussierung bewegbar ausgeführt ist, bietet das erfindungsgemäße Objektiv andererseits eine Verbesserung in Bezug auf die Abbildungseigenschaften wegen des stationären Teiles der hinteren Linsengruppe, der so ausgeführt ist, daß eine verbesserte Stabilisierung der verschiedenen Aberrationsfehler im gesamten Fokussxerungsbereich erzielt wird.. Es ist zu beachten, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung im Aufbau von aus drei Komponenten bestehenden Teleobjektiven beschränkt ist. Die-Erfindung ist verwendbar, um die Ausführung des Fokussierungsteiles in einem beliebigen Teleobjektiv zu erleichtern, bei der zusätzliche Linsenkomponenten mit einer Brechkraft von nahezu null entweder vor oder hinter dem vorderen Teil B oder hinter dem hinteren Teil C der hinteren Linsengruppe vorgesehen sind. Die Erfindung trägt ferner zu einem höheren Grad an Korrektur der Bildaberrationen bei, wenn eine zusätzliche Komponente, die während der Fokussierung ortsfest bleibt, zwischen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe angeordnet wird.

In Fig. 7 ist eine Linsenhalterung mit einer nockenbetätigten Fokussierungseinrichtung gezeigt, die sich zur.Verwendung mit dem oben beschriebenen Teleobjektiv eignet, wobei L.. und L₂ die vordere Linsengruppe bzw. die hintere Linsengruppe des Objektivs bezeichnen. L₂₁ und Lp₂ sind der stationäre vordere bzw. der bewegliche hintere Teil der hinteren Linsengruppe L₂. Die Linsenhalterung bzw. das Objektivgehäuse ist mit einer einäugigen Reflexkamera (nicht gezeigt) durch einen Adapter verbundp-n, dessen hinteres Ende eine Bajonettkupplung bildet, die an dem Kameragehäuse angreift. Mit dem Adapter 2 ist ein Tubus 1 an seinem einen Ende verbunden, dessen gegenüberliegendes Ende fest mit einer Führungsbuchse 3 verbunden ist und einen in Längsrichtung verlängerten Führungsschlitz 3 a aufweist. In der. Führungsbuchse 3 ist eine· Gleitbuchse 4 angeordnet, die das bewegliche Linsenelement L₂₂ trägt. Die Buchse kann in Längsrichtung bewegt, jedoch nicht gegenüber der

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-H-

Buchse 3 gedreht werden, da sie durch einen Stift 6 an einer Drehung gehindert wird, der sich von der gleitbaren Buchse 4 radial nach außen erstreckt und eine Rolle trägt, die in dem Führungsschlitz 3 a um den Stift drehbar ist. Die Rolle 7 steht über den Führungsschlitz 3 a hinaus und greift an einer spiralförmigen Nockenbahn oder Nut 5 a an, die in der Innenfläche einer Brennpunkt-Stellbuchse 5 ausgebildet ist, die drehbar auf der Führungsbuchse 3 montiert ist. Die Teile 3a, 5, 5a, 6 und 7 bilden die erwähnte, nockenbetätigte Fokussierungseinrichtung. Mit der Führungsbuchse 3 ist ein rohrförmiger Ansatz 8 fest gekoppelt, der die vordere Linsengruppe L.. und den vorderen Teil L₂* der hinteren Linsengruppe L~ trägt, wobei diese Teile darin unter festen Abständen zueinander und zu dem Ansatz 8 montiert sind. Die Linsenhalterung hat eine Blende 10, die darin an einer Stelle hinter dem beweglichen Linsenelement Lp2 montiert ist. Die Blende 10 hat einen Steuerhebel 9 und einen Voreinstellungshebel 11, der mit dem Blendenstellring 12 zusammenwirkt, der drehbar auf dem Tubus 1 montiert ist. Der Steuerhebel 9 dient dazu, die Blende 10 auf eine vorbestimmte Einstellung in Abhängigkeit von der Betätigung des Kameraauslösers einzustellen. Der Voreinstellungshebel 11 dient dazu, die Position des Nockenteiles 13 zur Betätigung der Blendenlamellen entsprechend einem vorgewählten Blendenwert durch den Ring 12 einzustellen, und auch dazu, die Blendeninformation an eine Blendensteuereinrichtung (nicht gezeigt) in dem Kameragehäuse bei Drehung des Ringes 12 zu übertragen. Ein Filter ist in einem Filterhalter H montiert, der lösbar hinter der Blende 10 in dem Tubus 1 montiert ist. Das Objektivgehäuse hat ferner einen Montageteil 15 mit einem Gewinde, an dem ein Zapfen eines Stativs (nicht gezeigt) angreifen kann.

Die Arbeitsweise der Fokussierungseinrichtung von Fig. 7 in Zusammenhang mit der Blende 10, die einen Bestandteil der Belichtungssteuereinrichtung der Kamera bildet, wird nun beschrieben. Um eine Aufnahme im automatischen Belichtungsbereich mit Blendenvorwahl zu machen, dreht der Photograph den Ring 12, um einen gewünschten Blendenwert auszuwählen, wodurch die

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Position des Nockenteiles 13 durch den Voreinstellungshebel 11 eingestellt wird. Gleichzeitig wird die Blendeninformation an die Belichtungssteuereinrichtung in der Kamera über den Voreinstellungshebel 11 weitergegeben. Wenn die Kamera andererseits auf den automatischen Belichtungsbereich mit Verschlußvorwahl ■ umgeschaltet wird, wird die Position des Nockenteiles 13 entsprechend einem errechneten Blendenwert über den Voreinstellungshebel 11 eingestellt.

Zum Fokussieren des Objektivs dreht der Photograph die drehbare Buchse 5, so daß die Rolle 7 an dem Führungsschlitz 3 a durch die Verbindung der Rolle 7 mit der Nut 5 a entlangbewegt wird. Dadurch wird die gleitbare Buchse 4 mit dem darin befindlichen Linsenelement L₂ axial verschoben. Auf welches Objekt das Objektiv fokussiert ist, ist entweder durch die V/inkelposition der Buchse 5 oder dadurch erkennbar, daß man durch den Sucher blickt, in dem ein Bild des entsprechenden Objektes mit schärfster Fokussierung abgebildet wird. Als nächstes drückt der Photograph den Verschlußauslöser (nicht gezeigt), so daß die Blende 10 zuerst durch den Steuerhebel 9 auf eine voreingestellte Position betätigt wird, wonach die Verschlußeinrichtung betätigt wird, um einen Belichtungsvorgang einzuleiten.

Der Filterhalter 14 ist lösbar an dem Linsentubus befestigt, so' daß verschiedene Filter ausgetauscht werden können. Wenn der Filter nicht verwendet wird, ist es erwünscht, eine transparente Platte zur Nachstellung der optischen Weglänge zu verwenden.

Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Fokussierungseinrichtung von Fig. 7» wobei eine in Längsrichtung gleit— bare Buchse 51 zur Brennpunkteinstellung statt der drehbaren Buchse von Fig. 7 verwendet wird. Die Buchse 51 ist fest mit einer gleitbaren Buchse 52, die das bewegliche Linsenelement Lp₂ trägt, durch einen Stift 54 verbunden, der sich durch einen in Längsrichtung länglichen Führungsschlitz 53 b erstreckt, der in der Führungsbuchse 53 vorgesehen ist, die der Führungsbuchse 3 von Fig. 7 entspricht. Um einen Bereich

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möglicher Fokussierungsbewegungen des Linsenelementes Lpo zu definieren, ist eine Längsnut 53 a in der Außenfläche der Führungsbuchse 53 vorgesehen, an der ein Stift 55 angreift, der sich innenseitig radial von der Buchse 51 zur Brennpunkteinstellung weg erstreckt. Beim Fokussieren des Objektivs bewegt der Photograph die äußere Buchse 51, um eine axiale Verschiebung des Linsenelementes Lp_? zu bewirken, während die innere Buchse 52 durch die Verbindung zwischen dem Stift 54 und dem Führungsschlitz 53 "b geführt ist.

Fig. ij ·+; eine Einrichtung zum Vorwählen der Fokussierungsposition, die sich besonders für die Fokussierungseinrichtung von Fig. 7 eignet. Die Einrichtung weist zwei mit radialen Nuten 101 a an den Enden einer Brennpunkt-Einstellbuchse 101 auf, die der Buchse 5 von Fig. 7 entspricht. Die Nuten 101 a sind in Längsrichtung aufeinander ausgerichtet. Zwei Arretierungskugeln 103f die durch entsprechende Federn 104 in entgegengesetzten Richtungen zueinander vorgespannt sind, greifen normalerweise in den entsprechenden Nuten 101 a an. Die Einrichtung wird durch zwei Ringe 102 zur Voreinstellung der Brennpunkte vervollständigt, die drehbar auf der Führungsbuchse montiert sind, die der Buchse 3 von Fig. 7 entspricht. Die Ringe 102 haben jeweils eine Längsbohrung, in der eine Kugel 103 und eine Feder 104 montiert sind. Die Ringe 102 sind mit Feststellern versehen, die Knöpfe 105 haben. Bei Bedienung der Einrichtung werden die Ringe 102 als Einheit gedreht, um deren Reaktionspunkte auf eine Markierung einzustellen, die den gewünschten Objektabstand darstellen, auf den das Objektiv fokussiert werden soll. Dann werden sie in ihrer Position gegenüber der Führungsbuchse durch die Knöpfe 105 festgestellt und gesichert. In dieser Anordnung wird, wenn die Fokussierungsbuchse 101 in die Position gedreht wird, wo die Kugeln 103 an den Nuten 101 a angreifen, der gewünschte Fokus.sierungseffekt automatisch erreicht.

Aus den Fig. 7, 8 und 9 ist ersichtlich, daß die Erfindung sich auf eine Fokussierungseinrichtung mit einfachem Aufbau bezieht,

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die in der Linsenhalterung oder dem Objektivgehäuse eines Teleobjektivs der beschriebenen Art an einer Stelle nahe bei der Mitte der Gesamtlänge des vollständigen Objektivs einschließlich der Linsenhalterung angeordnet werden kann, wobei diese Stelle in einigen Fällen dem Schwerpunkt der aus Objektiv und Kamera bestehenden Einheit entspricht. Diese zentrale Lage der Fokussierungseinrichtung ermöglicht eine leichte Betätigung für eine glatte Brennpunkteinstellung mit hoher Geschwindigkeit an dem Objektiv, während man die aus Objektiv und Kamera bestehende Einheit in der Hand hält. Folglich kann man das Verwackeln des Bildes an der Bildebene leichter verhindern, das sonst durch kleine zufällige Bewegungen der Einheit wegen der schwierigen Betätigung und dem Erfordernis eines großen Antriebsdrehmoments zur Betätigung der Fokussierungseinrichtung verursacht würde. Ferner ist der Aufbau des Teleobjektivs der beschriebenen Art und der dafür vorgesehenen Fokussierungseinrichtung vorteilhaft für die Durchführung der Brennpunktverkürzung auf einen kürzeren Objektabstand.

Das erfindungsgemäße Teleobjektiv weist eine ortsfeste, konvergente, vordere Linsengruppe und eine hintere Linsengruppe auf> die ein Linsenelement, das zur Fokussierung axial beweglich ist, hinter einem vorderen Linsenelement aufweist, welches während der Fokussierung ortsfest bleibt. Durch die Erfindung wird auch eine Betätigungseinrichtung für das Objektiv angegeben. Um eine ausgezeichnete Stabilität der verschiedenen Aberrationsfehler, insbesondere der sphärischen Aberration, im gesamten Fokussierungsbereich zu erreichen, wird die Kompensation der restlichen Aberration, die. durch die vordere Linsengruppe verursacht wird, in dem ortsfesten, vorderen Linsenele— ment der hinteren Linsengruppe konzentriert, während das bewegliche, hintere Linsenelement so ausgeführt ist, daß es zu einer minimalen Veränderung der Aberrationsfehler führt, indem diese beiden Linsenelemente divergent ausgeführt sind,-wobei ihre vorderen Flächen konvex zu dem Objekt liegen. Bei dieser speziellen Anordnung wird das bewegliche Linsenelement in Richtung auf die Bildebene bewegt, wenn das Objektiv von der

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Position, in der es auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert ist, in die Position urafokussiert wird, bei dem es auf ein nahes Objekt eingestellt ist.

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Claims (15)

1. -¹⁹- 7518457

   Pat ent a η s ρ r ü c h e

   .,/Teleobjektiv, dessen Fokussierung mit hoher Geschwindigkeit einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine vordere Linsengruppe (A, L₁), die eine positive Brech— kraft hat und während der Fokussierung ortsfest bleibt, und durch eine hintere Linsengruppe (B, G; L₂), die in zwei Teile unterteilt ist, von denen ein Teil (C, L₂₂) zur Fokussierung auf verschiedene Objektabstände in axialer Richtung bewegbar ist.
2. 2. Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (C, Lo?) der hinteren Linsengruppe hinter dem anderen Teil (B, Lp₁) liegt, der während der Fokussierung stationär bleibt.
3. 3. Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (C, L„_o) der hinteren Linsengruppe an seiner vordersten Fläche konvex zu der Vorderseite hin gewölbt ist.
4. 4. Teleobjektiv nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Linsenteil (C, L_?2) der hinteren Linsengruppe an seiner hintersten Fläche konkav zur Hinterseite gewölbt ist, und daß die hinterste Fläche einen Krümmungsradius hat, der der kleinste Krümmungsradius aller Flächen des beweglichen Teiles (C, L₂₂) ist.
5. 5. Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Teil (B, L₂ι) der hinteren Linsengruppe an seiner vordersten Fläche konvex zur Vorderseite gewölbt ist.
6. 6. Teleobjektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Teil (B, L₂₁) an seiner hintersten Fläche konkav zu der Hinterseite gewölbt ist, und daß die hinterste Fläche einen Krümmungsradius hat, der der kleinste

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   - .20 -

   Krümmungsradius von allen Flächen des stationären Teiles (B, ^₂₁) ist.
7. 7· Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (C, Lp₂) der hinteren Linsengruppe eine negative Brechkraft (Zerstreuungslinse) hat, und daß der . stationäre Teil eine negative Brechkraft hat, wobei der bewegliche Teil zu der Brennebene hin bewegt wird, wenn das gesamte Objektiv von einer Position für ein Objekt im Unendlichen auf eine Position für ein nahes Objekt fokussiert wird.
8. 8. Teleobjektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Brennweite des stationären Teiles (B, Lp.. ) größer als die des beweglichen Teiles (C, L??) ist.

   9· Teleobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre, vordere Teil (B, Lp.. ) und der bewegliche hintere Teil (C, kop) ^^ev hinteren Linsengruppe durch folgende Beziehungen charakterisiert sind:

   (a) 0,4 F ^|Fc|< 0,
9. 9 F; Fc ^ 0

   (b) 0,15 F ^- Rc < 0,25 F

   (c) 0,05 F <L Rb < 0,15 F

   wobei F die Brennweite des gesamten Objektivs bei Fokussierung auf unendlich, Fc die Brennweite des beweglichen Teiles, Rc der Krümmungsradius der hintersten Fläche des beweglichen Teiles und Rb der Krümmungsradius der hintersten Fläche des stationären Teiles ist.
10. 10. Teleobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte der verschiedenen Linsenelemente der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe und ihre Abstände untereinander wi,e in der folgenden Tabelle angegeben ausgewählt sind, wobei R die Krümmungsradien der brechenden Flächen, identifiziert durch entsprechende Indizes und numeriert von der Vorderseite zur Hinterseite des Objektives, sind, das positive Vorzeichen anzeigt, daß die Fläche konvex

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    zur Vorderseite, ist, das negative Vorzeichen anzeigt, daß die Fläche konkav zur Vorderseite ist, D den axialen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden, brechenden Flächen des Objektivs, numeriert von der Vorderseite zur Hinterseite, angibt, N die Brechungsindizes für die D-Linie des Natriums für die Materialien der Elemente, numeriert von vorne nach hinten, angeben, tf die Abbe'sehen Zahlen der Materialien sind, und der Abstand zwischen der Fläche R₁ und der Brennebene 80,01 beträgt

    R₁ = 63.8306 Ol₁ * 3.625 H₁ =» 1.1871-9 ν _χ» 70.1 R₂ =» -32.7526 d₂ - 2.234

    R - -28.0632 d₃ - I.250 N₂ - I.8O6IO ₂»i0.9

    R,₄ = -253.3399 Ci₁₁ - 0.125

    R_r = -10.9615 d₅ - 3.250 A^ - 1.118719 ^v ^

    R₆ - »55.6211 d₆ «25.005

    R₇ - 8.5369 d « 1.250 J₁J » 1.58313 .i}

    ' Rg « 7.6866 dg » variabel

    R₀ - 36.3031 d_Q - Ο.75Ο -?i₅ - 1.75520 ^v ₅-27.5

    R₁₀- 108.0185 d₁₀- 0.625 N_g - 1.71300 ^v ₆»53.9

    R₁₁= Ί9.0611

    Objektabstand von Brennweite des Variabler Axialder Brennebene kompletten Objektivs abstand (dß) in

    Luft

    unendlich 100,00 2,250

    - 1000 83,48 . 9,656

    (Längenangaben in cm).
11. 11. Teleobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte der verschiedenen Linsenelemente der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe und ihre räumliche Anordnung untereinander im wesentlichen durch die in der folgenden Tabelle enthaltenen Daten gegeben sind:

    Abstand zwischen der Fläche R₁ und der Brennebene 81,05

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    R₁ - 56.5001 Q₁ = 3.625 Μ_χ » 1.48749 ^v ^70.1

    H₂ « -33.1516 d₂ » 2.039 '

    R₃.» -28.6739 U₃ » 1.250 :J₂ » I.8O6IO ^v ₂=40.9

    R₁J* -3M.5437 d₄ - 0.125

    ₅ Ci₅ - 3.250 M₃ = 1.487^9 ^V ₃»70.1

    R₆ * ■ -57.4105 d_G =24.974

    R₇ - 12.8432 d_? = 0.875 :r₄ - I.713OO ^V ,{=53.9

    R₈ - 22.5379 dg«= 0.125

    R₉ - 22.9359 "d_g - O.5OO M^ » 1.57250 ^v _r»57.7

    10" ¹⁰*⁴573 d₁₀- variabel ₁₁* 37.1996 (I₁₁- 0.750 U₆ =* 1.75520 ^v ₁₂- 96.1965 d₁₂* 0.125

    R₁₃

    19.4620

    ₁₃- 86.0176 d₁₃- 0.625 "₇ - I.713OO ^v ₇»53.9

    Objektabstand von Brennweite des Variabler Axialder Brennebene kompletten Objektivs abstand (<1₁₀) inLuft

    unendlich 100,00 2,250

    - 1000 83,73 10,208

    (Längenangaben in cm).
12. 12. Fokussierungseinrichtung, die sich zum Einbau in einer Linsenhalterung eines Teleobjektivs eignet, gekennzeichnet durch einen Linsentubus, der die positive (sammelnde), vordere Linsengruppe des Teleobjektivs und einen ortsfesten Linsenteil der negativen (zerstreuenden), hinteren Linsen-.gruppe hält, eine Haltereinrichtung, die den axial beweglichen Linsenteil der negativen, hinteren Linsengruppe hält und gleitbar in dem Linsentubus angeordnet ist, eine Fokussierungseinrichtung, die gegenüber dem Linsentubus bewegbar ist und die Halteeinrichtung betätigt, wobei die Fokussierungseinrichtung bewegt wird, um den beweglichen Linsenteil in axialer Richtung zur Fokussierung auf ein Obzubewegen.
13. 13· Fokussierungseinrichtung, die sich zum Einbau in einer Linsenhalterung eines Teleobjektivs eignet, wobei die Linsenhalterung einen Tubus und das Objektiv ein zwecks Fokussierung axial bewegliches Linsenelement aufweist, nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine erste Buchse, die gleitbar in dem Tubus angeordnet ist und das bewegliche, daran befestigte Linsenelement trägt, eine zweite Buchse, die in dem Linsentubus drehbar in radialer Ausrichtung mit dem Bewegungsbereich der ersten Buchse angeordnet ist und eine schraubenförmige, innenseitige Nockenführungsnut aufweist, und durch einen Nockenfolgerstift, der auf der ersten Buchse fest montiert ist und sich radial in die Nockenführungsnut durch einen in Längsrichtung verlaufenden, länglichen Führungsschlitz erstreckt, der in der Wand des Tubus vorgesehen ist, wodurch die axiale Translationsbewe— gung des beweglichen Linsenelementes durch Drehung der zweiten Buchse gegenüber dem Tubus bewirkt wird, während das Linsenelement durch die gleitende Anlage des Stiftes an dem Führungsschlitz an einer Drehung bezüglich des Tubus gehindert wird.
14. 14. Fokussierungseinrichtung, die sich zum Einbau in der Linsenhalterung eines Teleobjektivs eignet, wobei die Linsenhalterung einen Linsentubus und das Objektiv ein Linsen— element aufweist, das zwecks Fokussierung in axialer Richtung bewegbar ist, nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine erste Buchse, die in dem Tubus' gleitbar montiert ist und das bewegliche, daran befestigte Linsenelement trägt, eine zweite Buchse, die gleitbar an dem Linsentubus in axialer Ausrichtung mit der ersten Buchse montiert ist, und durch eine Stummelwelle, die die erste Buchse und die zweite Buchse durch einen in Längsrichtung verlaufenden, länglichen Führungsschlitz, der in der Wand des Tubus vorgesehen ist, verbindet, wobei .eine axiale Translationbewegung des beweglichen Linsenelementes durch die Gleitbewegung der zweiten Buchse bewirkt wird.

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15. 15. Fokussierungseinrichtung nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Vorwahl der Fokussierungsposition, die zwei Ausnehmungen, die in radialer Richtung an gegenüberliegenden Enden der zweiten Buchse in Längsrichtung miteinander fluchtend angeordnet sind, zwei Kontrollringe, die drehbar an dem Tubus in Kontakt mit den entsprechenden Enden der zweiten Buchse angeordnet sind und Befestigungseinrichtungen haben, durch die die Ringe in ihrer Position auf dem Tubus feststellbar sind, und zwei federbelastete Arretierungskugeln aufweist, die in entsprechenden Ausnehmungen in den Kontaktseiten der Ringe bewegbar montiert, in Längsrichtung aufeinander ausgerichtet und zur Zusammenwirkung mit den radialen Ausnehmungen der zweiten Buchse vorgesehen sind.

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