DE2601499B2

DE2601499B2 - Varioobjektiv

Info

Publication number: DE2601499B2
Application number: DE2601499A
Authority: DE
Inventors: Sadao Saitama Okudaira (Japan)
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1975-01-18
Filing date: 1976-01-16
Publication date: 1978-07-27
Also published as: GB1477289A; DE2601499C3; DE2601499A1; JPS5513334B2; JPS5183543A; US4074931A

Description

L₁

r₅ =	54,563
r<, -	-1111,494
T₁ =	52,129
r_ö =	-187,526
r₉ =	35,850
r_in =	83,058
Πι =	-122,606
Γι 2 =	26,523
»Ϊ3 =	101,957
Π4 =	-47,120

ds = 4,99

d_h = 47,085-0,784

d-, = 5,0

d* = 2,0

ί/₉ = 6,41

«/ι« = 2,59

d_u = 13,33

ί/,2 = 3,78

n₃ = 1,7755!

= 1,726(X)

/I₅ = 1,79500

n_ft = 1,80518

= 1,75700

«■j = 37,8

, ι·₄ = 53,6

— 45^2

·■„ ·= 25,4

η = 47,9

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv mit einer objektseitigen negativen Linsengruppe und einer bildseitigen positiven Linsengruppe, die gegeneinander verschiebbar sind, wobei in Reihenfolge von der Objektseite her als erstes Glied eine zum Objekt hin konvexe Meniskuslinse, als zweites Glied eine bikonkave Einzellinse und als drittes Glied eine positive Einzellinse, die zusammen die negative Linsengruppe bilden, und als viertes Glied eine positive Linse, als fünftes Glied eine positive Linse, als sechtes Glied eine negative Linse und als siebtes Glied eine positive Linse, die zusammen die positive Linsengruppe bilden, vorgesehen ist.

Aus der US-PS 3143 590 ist ein Varioobjektiv bekannt, das eine objektseitige negative Linsengruppe und eine bildseitige positive Linsengruppe aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind. Die objektseitige Linsengruppe umfaßt ein Kittglied, welches aus einer positiven Linse und einer negativen Linse besteht, und wenigstens eine negative Linse. Die bildseitige Linsengruppe umfaßt mindestens eine positive Einzellinse, ein meniskusförmiges Kittglied, welches aus drei Linsen besteht, wobei die konvexe Seite dieses Kittgliedes zum Objekt weist, ein zweites Kittglied, welches aus einer negativen Linse, einer positiven Linse und einer Meniskuslinse besteht, wobei die konvexe Seite des zweiten Kittgliedes zur Bildseite hinweist.

Nachteilig bei diesem bekannten Varioobjektiv ist, daß es einen sehr komplizierten Aufbau hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gut korrigiertes Varioobjektiv mit einer relativen öffnung von 1 :2,8 zu schaffen, das einfacher aufgebaut ist als das bekannte Varioobjektiv.

Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Varioobjektivs mit den Konstruktionsdaten gemäß der im Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. der im Kennzeichen des Anspruches 2 aufgeführten Datentabelle gelöst.

Durch die Erfindung werden Varioobjektive mit einer relativ geringen Baulänge geschaffen. Das erfindungsgmäße Varioobjektiv weist sieben Linsenglieder auf, die in zwei Linsengruppen angeordnet sind. Die erste Gruppe enthält drei der Glieder und läßt sich relativ zu der zweiten Gruppe bewegen, welche die übrigen vier Glieder enthält.

Im folgenden soll zunächst allgemein der Aufbau des Varioobjektivs nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

Das Varioobjektiv besteht aus zwei Hauptgruppen, von denen die erste Gruppe negativer Brechkraft drei Linsen und die zweite Gruppe positiver Brechkraft vier Linsen aufweist. Der Abstand zwischen den Gruppen kann geändert werden, um in entsprechender Weise die Brennweite des Objektivs zu variieren. Die erste Gruppe weist ein negatives Meniskuslinsenglied, dessen stärker gekrümmte Linsenfiäche bildseitig angeordnet ist, ein zweites, bikonkaves Linsenglied und ein drittes, positives Linsenglied auf. Die zweite Gruppe weist ein viertes, positives Linsunglied, ein fünftes, positives Linsenglied, ein sechstes, negatives Linsenglied und ein siebtes, positives Linsenglied auf. Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

bo F i g. 1 ein Objektiv mit variabler Brennweite gemäß der vorliegenden Erfindung und

F i g. 2, 3 und 4 Diagramme von Aberrationskurven, wobei die Werte für die kürzeste, eine mittlere und die längste Brennweite eines ersten erfindungsgemäßen Objektivs mit variabler Brennweite dargestellt sind.

In Fig. 1 sind sieben Linsen 1—7 dargestellt, aus denen die erfindungsgemäßen Objektive bestehen.

Die Linsen 1 —3 bilden die erste Gruppe, während die Linsen 4—7 die zweite Gruppe bilden. Die Linse 1 befindet sich auf der Objektseite, während die Linse 7 sich auf der Bildseite befindet. In der Beschreibung sollen die folgenden Bezeichnungen verwendet werden:

F: die sich ergebende Brennweite des Objektivs;

F₁: Brennweite der ersten Linsengruppe;

der Brechungsindex einer rf-Linie der Linse ι; die Abbesche Zahl für die Linse i; i — 1 für die Linse, die sich am nächsten bei der Objektseite des Objektivs befindet;

r_t: derKrümmungsradius der Linsenfläche J, wobei j = 1 für die Linsenfläche ist, die sich am nächsten bei der Objektseiie befindet;

rf,: der Abstand längs der optischen Achse zwischen der Linsenfläche j und der Linsenfläche (;'+ I), beginnend von der Objektseite des Systems.

In der Beschreibung soll auf die folgenden Bedingungen Bezug genommen werden, die ein wesentliches Merkmal des Objektivs nach der vorliegenden Erfindung darstellen.

(1) i·, > 40 und V₁ > 40;

(2) 0.8 I F₁1 < r₄ < I,5|F,|;

(3) O,I5|F,| < t/, + d₂ + rf, < 0,35 I F, |:

(4) 1.68 < /I₄. 1,68 < H₅, 1,68 < H₇;

(5| 1.2 < !LLZJi*

<r d₉ + rf₁₀ + rfii _+
rf, + rf₂ + di + rf₄

<2,2.

Da die Glieder in der ersten Linsengruppe so zusammengesetzt sind, daß sich eine Linsengruppe mit negativer Brechkraft ergibt, ist selbstverständlich der Betrag der Brechkraft der negativen Linse in der ersten Linsengruppe groß. Um den Lichteinfall in einem weiteren Winkel zu erfassen und insbesondere die chromatische Aberration zu eliminieren, muß die Dispersion der Zerstreuungslinse so klein wie möglich sein.

Bedingung (11

Mit Hilfe dieser Bedingungsoll die oben angegebene Anforderung erfüllt werden. Wenn r,. ι, kleiner als 40 sind, muß eine Korrektur unter Verwendung einer dritten Linse mit einem i-Werl durchgeführt werden, der so klein wie möglich ist. Dadurch verschlechtert sich nicht nur die chromatische Aberration, sondern es ircten auch beträchtliche Schwierigkeiten bei der Auswahl des Glasmateriais für die Linse auf. Wenn andererseits eine Korrektur durchgeführt wird, indem die Brechkraft der Zersteuungslinse, welche die erste und zweite Linse enthüll, erhöhl wird, werden auch die Anforderungen an die drille Linse zwangsläufig gesteigert, so daß die Zahl der Linsen unter Umständen /unimml; dies sollte jedoch vermieden werden.

Bedingung (2)

Diese Bedingung betrifft die Brechkraft an der vierten Linsenfläche und setzt diese in Beziehung zum Betrag der Brechkrafl der ersten Linsengruppe, um einen Ausgleich der Aberration in der ersten Linsengruppe /u erzielen. Wenn der Betrag der Brcchkrafl der ersten Linse erhöht wird, können dadurch Lichtstrahlen mit einem höheren Einfallswinkel derart nachteilig beeinflußt werden, daß Restaberrationen entstehen. Um die Koma-Aberration unabhängig von der Größe des Winkeibcrcichs in gewissem Umfang richtig korrigieren zu können, wird eine solche Korrektur an der vierten Linsenfläche durchgeführt. Wenn die Korrektur an der dritten Linsenfläche durchgeführt wird, wird die Korrekturbedin-

Ki gung stark durch den Unterschied im Einfallswinkel beeinflußt, weshalb die vierte Linsenfläche bevorzugt wird. Wenn r₄ kleiner als 0,8 |F,| ist, besteht die Möglichkeit, daß sogar dann eine zu starke Korrektur erfolgt, wenn diese an der an sich geeigneten vierten Linsenfläche durchgeführt wird, wie es oben beschrieben wurde; dieser Fall sollte deshalb vermieden werden. Wenn andererseits r₄ größer als 1,5 |F, | ist, besteht die Möglichkeit, daß die Korrektur nicht ausreichend ist; auch dieser Fall sollte vermieden

2(i werden.

Bedingung (3)

Diese Bedingung dient dazu, die Dimensionierung der ersten Linsengruppe zu bestimmen. Wenn

2) rf, + d₂ + di größer als 0,35 |F, | ist, wird die Baulänge des Objektes zu groß. Da die erste Linsengruppe beweglich ist, sollte sie auch unter diesem Gesichtspunkt keine zu große Baulänge haben. Weiterhin besteht die Gefahr, daß der Ausgleich zwischen der

jo bei r₂, ij erzeugten Aberration und der bei r_s erzeugten Aberration verlorengehen könnte, so daß auch aus diesem Grund der Abstand nicht zu groß sein sollte. Wenn rf, + d₂ + rf₃ kleiner als 0,15 |F,| ist, muß die Krümmung von r₂, r, verringert werden: Hierdurch

Ji erhöht sich nun die Möglichkeit, daß die Anforderung auf r₄ in Bedingung (2) übergeht; auch dieser Fall sollte vermieden werden.

Bedingung (4)

Durch diese Bedingung soll eine Vergrößerung der Aberration in der zweiten Linsengruppc vermieden und ein einfacher Aufbau ermöglicht werden. Das bedeutet, daß die Brechungsindizes größer als 1,68

•r> sein können, um dadurch eine geringere Krümmung /u ermöglichen; außerdem kann vermieden werden, daß die Zahl der Linsen erhöht werden muß. Fernet könnte vermieden werden, daß die Petzval-Summe, die der Auswahl des Glasmateriais in der ersten Linsen-

">" gruppe zugeordnet ist, kleiner wird, so daß H₄, H₅, H-dic Bedingung (4) erfüllen können.

Bedingung (5)

■"» Diese Bedingung soll eine Vergrößerung des Ob jcklivdurehmcsscrs in Verbindung mil der Bedingunj (3) verhindern. Zunächst wird dadurch eine Vcrringc rung der Petzval-Summc vermieden, daß

Wl rf-, + rf_H + (λ, -t (/,,, + rf|, -t- rf,, f rf,.,

kleiner gemacht werden; außerdem wird die Aber ration von Lichtstrahlen mit höherem Einfallswinkc im Fronlbcrcich der zweiten Linsengruppc und dii h^r> Aberration von Lichtstrahlen mit niedrigerem Ein fallswinkcl an dem hinteren Bereich der zweitet Linsengruppe korrigiert. Die Baulänge der crslci Linsengruppc muß so aiisgelcgl sein, daß sic kleiner al

ein bestimmter Wert ist, um die Abmessung der
gesamten Baulänge in bezug auf

d-, + dg + de, 4- d_m + d_n + d₁₂ + </,.,

zu verringern, wie oben erwähnt wurde.
Wenn in der Bedingung (5)

/₇ + (I_x +

d_i2jr d_l3 d _s

kleiner als 1,2 ist, würde der Nenner zu groß, wobei
angenommen wird, daß der Zähler klein gemacht

wird, wie oben erwähnt wurde. Deshalb würde die Baulänge der ersten Linsengruppe zu groß werden, so daß die gestellte Aufgabe nicht gelöst wird. Wenn andererseits die obige Größe größer als 2,2 ist, besteht

j die Möglichkeit, daß der Objektivdurchmesser erhöht wird, um eine Verringerung der Petzval-Summe und eine Korrektur der Aberration unter der Annahme zu erreichen, daß die erste Linsengruppe eine geeignete Baulänge hat; dies führt jedoch auch zu Schwierigkei-

Ui ten bei der Korrektur der Aberration.

Im folgenden werden in der Form von Daten Tabellen die Konstruktionsdaten der erfindungsgemäßen Varioobjektive angegeben.

Varioobjektiv 1

F = 36 68,5 F₁ = -72,18

Luise	Krünimiiniisnidiiis ν	61.498 28,292	71,093 28,420
L₁ <		- 115.896	-119,378
, J	—	77,925	79,402
	'4 =	54.580 -1879.350
	lh =	54,200 -159.222
U		35,335
	'··) =	81,154
	'V> =	-131.435 26,491
L„	'Ίι = 'Ί2 =	99,329
	'U =	-48,129
L₇	η 4 =
Varioobjektiv 2		= -73,78
F = 36-68,5	F₁ --	Krümmuntisriiduis ι·
Linse	Γ, = '2 =
'·■ I	'".1 ^
	I₄ =

Linscndii'kc nil. AhsUitul </ Brechungsindex n

ί/, = 1,98

d₂ = 10,19

(I₃ = 1,4

(I₄ = 3,3

ί/₅ = 5,01

d_u = 45,989-0,782

(I₁ = 4,99

ί/_κ = 2,00

(Λ, = 6,49

du) = 2,60

(I₁₁ = 13,24

ί/,2 = 4,19

(I₁₃ = 3,80

Linsendicke od. Abstand ti

</, = 1,98

(I₁ = 9,85

(I₃ - 1,40

(L - 3.21

/ι, = 1,81600

= 1,69680

/ι., = 1,77551

η_Α = 1,69680

= 1,81600

n_h = 1,80518

«₇ = 1,75700

Brechungsindex η

11, = 1,75700

/I₂ = 1.69350

Abbcsche Zahl ,·

= 46,8

r₂ = 56,5

i's = 37,8

ι·* = 56,5

ι·₅ = 46,8

n, = 25,4

ι·7 = 47,9

Ahbcschc

ι·, = 47,9

ι·, = 50.8

Fortsetzung	Krümmungsradius r	54,563
Linse		-1111,494
	L =	52,129
	U =	-187,526
	I'8 =	35,850 83,058
	I:	-122,606
L₅	1'""	26,523
	L -	101,957
	j'^u -	-47,120

L₁

Linsendicke od. Anstand </ Brechungsindex η

ds = 4,99

</„ = 47,085-0,784

J₇ = 5,0

tk = 2,0

i/o = 6,41

d_m = 2,59

i/n = 13,33

i/,2 = 3,78

du = 3,80

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

»., = 1,77551

= 1,72600

= 1,79500

/!„ = 1,80518

/I₇ = 1,75700

Ahbesche Zahl ,·

r, = 37,8

r₄ = 53,6

'•5 = 45,2

ι·,, = 25,4

Claims

Patentansprüche:

1. Varioobjektiv mit einer objektseitigen negativen Linsengruppe und einer bildseitigen positiven s Linsengruppe, die gegeneinander verschiebbar sind,
wobei in Reihenfolge von der Objektseite her als
erstes Glied eine zum Objekt hin konvexe Meniskuslinse, als zweites Glied eine bikonkave Einzellinse und als drittes Glied eine positive Einzellinse, io

die zusammen die negative Linsengruppe bilden, und als viertes Glied eine positive Linse, als fünftes Glied eine positive Linse, als sechtes Glied eine negative Linse und als siebtes Glied eine positive Linse, die zusammen die positive Linsengruppe bilden, vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

F = 36—68 5 F₁ = -72,1 61.498 Linse Krümmungsradius r 28,292 ~ i" ⁼ -115,896
77,925 ¹ Ir₂ = 54,580 Li i:: -1879,350 54,200
-159,222 Li 35,335
81,154 U -131,435
26,491 Ls 99,329
-48,129 L₆ Γ"
[r₈ = L₁ {::: •'12 = ru =

Linsendicke »id. Absland </

U₁ = 1,98

d₂ = 10,19

di = 1,4

d₄ = 3,3

d₅ = 5,01

d„ = 45,989-0,782

a-, = 4,99

d_a = 2,00

d_g = 6,49

rfio = 2,60

d_u = 13,24

</,2 = 4,19

d,i = 3.80

Brechungsindex

- 1,81600

= 1,69680

η., = 1,77551

»4 = 1,69680

»5 = 1,81600

n„ = 1,80518

;i₇ = 1,75700

Abhcschc
Zahl .

ι·, = 46,8

.·, = 56,5

.·., = 37,8

= 56,5

i₅ = 46,8

= 25,4

ι-, = 47,9

2. Varioobjektiv mit einer objektseitigen negativen Linsengruppe und einer bildseitigen positiven
Linsengruppe, die gegeneinander verschiebbar sind,
wobei in Reihenfolge von der Objektseite her als
erstes Glied eine zum Objekt hin konvexe Meniskuslinse, als zweites Glied eine bikonkave Einzellinse und als drittes Glied eine positive Einzellinse,

F = 36—68,5 F₁ = -73,78

Krümmungsradius r

Linsendicke od. Absland d Brechungsindex η

η =

71,093

28,420

-119,378

79,402

d₂ =

= 1,98 9,85 = 1,40 = 3,21 = 1,75700

H₂ == 1,69350

Abbcsche
Zahl ι·

ι·, = 47,9

v₂ = 50,8

Fortsetzung

Linse Krüninuinysradius r

Linsendicke iid. Ahsland i/ Brechungsindex η

Abhcschc Zahl .·

L₃