DE2611105A1 - Teleobjektiv - Google Patents

Description

PATENTANWALT¹? A. GRUNECKER

DIPL.-INQ.

H. KINKELDEY

DR.-INQ.

W. STOCKMAIR

DR.-INQ. · AeE(CALTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · D1PL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPL.-INQ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL.-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INQ.

LINDAU

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

16. März 1976 PH 10 245

NIPPON KOGAEU K. K.

2-3, Marunouchi 3-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Teleobjektiv

Die Erfindung betrifft ein Teleobjektiv mit relativ großer öffnung.

Allgemein bezieht die vorliegende Erfindung sich auf Teleobjektive, und insbesondere auf ein Teleobjektiv mit verbesserter Korrektur der Aberration.

Es sind bisher keine Teleobjektive mit einer relativen Öffnung entwickelt worden, die 1 : 2,8 übersteigt, weil die sphärische Aberration von Teleobjektiven mit dieser Helligkeit bzw. Lichtstärke nur mit großen konstruktiven Schwierigkeiten in der Nähe des Lichtes der g-Linie (453,8 iurt) korrigiert werden kann.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Teleobjektiv der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem sich eine verbesserte Korrektur der Aberration ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Teleobjektiv der angegebenen Gattung gelöst durch vier Glieder, die nacheinander von der Objektivseite zu der Bildseite in folgender Reihenfolge angeordnet sind:

(a) ein erstes Glied mit einer Sammellinse, deren konvexe Oberfläche der Objektivseite zugewandt ist;

(b) ein zweites,positive Brechkraft aufweisendes Glied mit einer Meniskus-Zerstreuungslinse, deren konvexe Oberfläche der Objekt seite " zugewandt ist, und mit einer Meniskus-Sammellinse, die mit der Meniskus-Zerstreuungslinse verkittet ist;

(c) ein drittes, negative Brechkraft aufweisendes Glied mit einer Sammellinse, deren konvexe Oberfläche der Bildseite zugewandt ist, und mit einer bikonkaven Linse, die mit der Sammellinse verkittet ist; und

(d) ein viertes, aus einer Sammellinse bestehendes Glied.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß ein relativ lichtstarkes Teleobjektiv geschaffen wird, bei dem zwei verkittete Linsen, in einem Linsensystem vom Tele-Sonnar-Type verwendet und so angeordnet werden, daß die verschiedenen Aberrationen mit hohem Wirkungsgrad korrigiert werden. Das Objektiv enthält vier Glieder, die nacheinander von der Objektseite des Systems zu der Bildseite in folgender Reihenfolge angeordnet sind: Ein erstes Glied, das

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eine Sammellinse bzw. positive Linse enthält, deren konvexe Oberfläche der Objektseite zugewandt ist; ein zweites Glied aus zwei Linsen, das eine zusammengesetzte positive Brechkraft hat und eine Meniskus-Zerstreuungslinse, deren konvexe Oberfläche der Objektseite züge wandt ist, und eine mit der Meniskus-Zerstreuungslinse verkittete Meniskus-Sammellinse enthält; ein drittes Glied aus zwei Linsen mit zusammengesetzter negativer Breohkraft, das eine Sammellinse bzw. positive L^nse, deren konvexe Oberfläche der Bildseite zugewandt ist, und eine mit der Sammellinse verkittete bikonkave Linse enthält; und ein viertes Glied, das aus einer Sammellinse bzw. einer positiven Linse besteht.

Die Erfindung schafft also ein Teleobjektiv mit relativ großer Öffnung, das aus sieben Linsen besteht, die zu vier Linsengliedern zusammengefaßt sind;.die vier Linsenglieder sind hintereinander von der Objektseite des Systems zu der Bildseite in folgender Reihenfolge angeordnet: Ein erstes Glied mit einer Sammellinse, deren konvexe Oberfläche der Objektseite zugewandt ist; ein zweites Glied mit einer Meniskus-Zerstreuungslinse, deren konvexe Oberfläche der Objektseite zugewandt ist, und mit einer Meniskus-Sammellinse, die mit der Meniskus-Zerstreuungslinse verkittet ist; ein drittes Glied mit einer Sammellinse, deren konvexe Oberfläche der Bildseite zugewandt ist, und mit einer bikonkaven, mit der Sammellinse verkitteten Linse; und ein viertes Glied, das aus einer Sammellinse besteht.

Die Aberrationen des Teleobjektivs nach der Erfindung sind geringer als die Aberrationen von herkömmlichen Teleobjektiven, obwohl die Öffnung relativ größer als die Öffnungen der herkömmlichen Teleobjektive ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, sche-

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matischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Objektiv nach der vorliegenden Erfindung;

Pig. 2a, 2t» und 2c jeweils die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung für die Ausführungsform nach Beispiel I;

Pig. 3a, 3b und 3c jeweils die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung für die Ausführungsform nach Beispiel II;

Pig. 4a, 4b und 4c jeweils die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung für die Ausführungsform nach Beispiel III;

Pig. 5a, 5b und 5c jeweils die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung für die Ausführungsform nach Beispiel IV; und

Pig. 6a, 6b und 6c jeweils die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzeichnung für die Ausführungsform nach Beispiel V.

Pig. 1 zeigt ein Linsensystem vom Tele-Sonnar-Typ, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Linsensystem enthält vier Glieder, die nacheinander von der Objektseite des Systems zu der Bildseite in

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folgender Eeihenfolge angeordnet sind: Ein erstes Glied mit einer Sammellinse L1, deren konvexe Oberfläche der Subjektseite zugewandt ist; ein zweites Glied mit positiver Brechkraft, das eine Meniskus-Zerstreuungslinse L2 und eine Meniskus-Sammellinse L3 enthält; ein drittes Glied mit negativer Brechkraft, das eine Sammellinse L4 und eine bikonkave Linse L5 enthält; und ein viertes Glied, das aus einer Sammellinse L6 besteht, deren konvexe Oberfläche der Subjektseite zugewandt ist. Die konvexe Oberfläche der Linse L2 ist der Subjektseite des Systems zugewandt, während die konvexe Oberfläche der Linse L3 mit der konkaven Seite der Linse L2 verkittet ist. Die konvexe Oberfläche der Linse L4 ist der Bildseite des Systems zugewandt, während die bikonkave Linse L5 mit der konvexen Oberfläche der Linse L4 verkittet ist.

Die Bedeutung des zweiten und dritten Linsengliedes für die Erreichung der gewünschten Korrektur der Aberrationen kann unter Bezugnahme auf die Probleme erläutert werden, die bei einem relativ lichtstarken herkömmlichen Teleobjektiv auftreten. Es ist möglich, dieverschiedenen Aberrationen in Bezug auf Licht einer bestimmten Wellenlänge mit hohem Wirkungsgrad zu korrigieren. Wenn die Öffnung relativ groß ist, ergibt sich eine exzessive Korrektur der sphärischen Aberration für relativ kurze Wellenlängen in der Nähe der g-Linie (435»8 jam), so daß eine starke Erhöhung der Koma auftritt. Das sich ergebende Teleobjektiv hat aufgrund dieser Mangel in der Praxis keine Anwendung gefunden.

Bei der vorliegenden Erfindung besteht das dritte Linsenglied aus einer Sammellinse L4, deren konvexe Oberfläche der Bildseite zugewandt ist und deren Krümmungsradius Τη ^ O ist; die konvexe Oberfläche der Sammellinse L4 ist mit der bikonkaven Linse L5 verkittet. Als Folge hiervon wird die übermäßige Korrektur der

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sphärischen Aberration für Licht in der Nähe der g-Linie verringert. Wenn die verkittete Oberfläche in Bezug auf. die Subjektseite konvex wäre, würde der Wirkungsgrad, wie oben erwähnt, verringert. Bezeichnet man die Brechungsindizes bzw. die Abbe'sehen Zahlen der Sammellinse 14 und der Zerstreuungslinse L5 in dem dritten Linsenglied mit -η_ 4, 75 bzw. V4, /5, so führt die Erfüllung der Bedingung^ Of 5, 5>(^5 - ^4)> 0.5, ^4<35 und /5^35 zu einer wirksamen Verringerung der übermäßigen Korrektur.

Wenn die verkittete Oberfläche in Bezug auf die Subjekt-■ seite konvex ist, ergibt sich eine Übermäßige Korrektur der sphärischen Aberration für Licht in der ITähe der g-Linie, so daß die chromatische Aberration des gesamten Linsensystems nicht ausgeglichen werden kann. Bas zweite Linsenglied des Teleobjektivs nach der vorliegenden Erfindung verhindert das Auftreten eines solchen nicht ausgeglichenen Zustandes, weil die konvexen Oberflächen der Linsen L2 und L3 der Subjektseite zugewandt sind. Durch diesen Aufbau läßt sich die chromatische Aberration verringern. Wenn die Bedingung (Y 3 -K2)> 14 erfüllt wird, wobei^2 und K3 die" Abbe'sehen Zahlen der Zerstreuungslinse L2 bzw. der Sammellinse L3 sind, kann die chromatische Aberration mit größerem Wirkungsgrad ausgeglichen werden.

Im folgenden sind Ausführungsformen des Teleobjektivs nach der vorliegenden Erfindung zusammengestellt:

Beispiel I

Brennweite f = 100 mm, Lichtstärke 1 : 2,0 Bildwinkel 2W = 18°

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Radien Dicken -und Brechungs- Abbe*sche Zahlen

Abstände indizes

58.O

d = 7.778 % = 1.713 1^d=" 53.9

305.630 ^ _{β 0O70} ^X -¹; . ■

38.148 d 2_74l .j_l2=i.62374

_{3 l2}

24.689 _{d =13259 7l3=}i.58913

⁶ . ■ d₆ z= 8.815 ?|_/±=1.74077

= —TO 96}
7 -^ -^ ^J d_? = 1.259 ^=1-72825

₈ = 22.734

= 62.963 d₉. = 9.630 Tj₆=I.68893

Die verschiedenen Aberrationen der Ausführungsform nach Beispiel I sind in den Figuren 2a, 2b und 2c aufgetragen, wobei die Bezugszeichen d, g, S und m die Strahlen- der d-Idnie, der g-Linie, die Sagittalstrahlen bzw. die Meridionalstrahlen bezeichnen.

Beispiel II

f = 100 mm Lichtstärke 1: 2,0 2W=

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61.667

d = 8.296 ⁷Ii=LOgI₅ Ki ._r _

306.773 ^x ' ^yj:> ^^=53.5

^d ₂= 0.370
37-370 *

22.370 V ²

I89.613 V«-²59 »-i.58913

^d== 2.593

= -38.519 6 ⁸

22.210 V¹·¹⁸' 15-1.64769 ^-33.9

d₈=23-33O

59.259 ^ö .

- 395.706 ■ V⁸·⁸»⁰ 16-1-6*769 ^ ₌₃3-9

Die verschiedenen Aberrationen für die Ausführungsforra nach Beispiel II sind in den Figuren 3a, 3"b und 3c aufgetragen.

Beispiel III

f = 100 mm Lichtstärke 1: 2,0 2W = 18°

rl r2	= 62.222 = 306.773	21.591	- dl= " V	: 8. O.	:7.	30 37	7li=i	.6935	^d1=53.5
r3 r4= r5=	= 35-704 21.630 159.919	53-333		2. 13. 2.	74 26 59	7)2=1 7l3=i	.6398 .58913	Kl2=34. ^d3=Oi,
r6=2222.222 r?= -44.444	d6= V	8. 1.	89 19	^14= ι 7]5=i	.69895. .6398	Γ%=30. LlAyo4.
r8=	dg=24.	44
r9=	V	4l	)]6=i	.64769	Ki6=33.
.6 .2
.0 .6
• 9

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Die verschiedenen Aberrationen für die Ausführungsform nach Beispiel III sind in den Figuren 4a, 4b und 4c
aufgetragen.

Beispiel IV

f = 100 mm Lichtstärke 1:2,0 2W = 18°

Or₁ = 61.67 - _{di= 8oo} T]I=I.6935 . 1^=53-5

^₂ =306.773 d₂₌ 0.37

r₃ = 37-040 _{2 7k} 7)2=1.62004 ^d_o=36.₃

r_r 22.118 _d/i=13.₂₆ .713=1-58913 ^d »61.2

^r5^{B 177}·⁷⁷⁸ a,.= 2.59 . -

d₆= 8.89 )|4=1.68893

=-40.459 d₇= 1.19 ^5=1.64769 ΐΛΐ «33.9

= 21.994 ' „„

•₉- 59.259 _{d 889} 116=1.64769 ^=33 9

•_Jo= 356.104 - -

Die verschiedenen Aberrationen für die Ausfuhrungsfοrm nach Beispiel IV sind in den Figuren 5a, 5b und 5c
aufgetragen.

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Beispiel V

f = 100 mm Lichtstärke 1:2,0 2W = 18°

58.015

d = 8.22 TJl=I. 717 Kd., =48.1 311-111. -4.0.37 ■ >

³⁸-^U8 . d₃= 2.₇4 ^1.62606 22.593 _d^₁₃

200.000 _{d 2}

^₆= 8.89 = -34.815 d₌ L₁₉

= 8.89

.=29-5

Die verschiedenen Aberrationen für die Ausführungaform nach Beispiel V sind in den Figuren 6a, 6"b und 6c aufgetragen.

Obwohl das Teleobjektiv nach der vorliegenden Erfindung viel lichtstärker ist als herkömmliche !Teleobjektive, sind die Aberrationen genauso gut korrigiert wie bei den herkömmlichen Teleobjektiven.

- Patentansprüche 609842/0609

Claims (8)

1. Patentansprüche

   (Vs/Teleobjektiv mit relativ großer Öffnung, gekennzeichnet durch vier Glieder, die nacheinander von der Objektseite zu. der Bildseite in folgender Reihenfolge angeordnet sind:

   (a) ein erstes Glied (L1) mit einer Sammellinse, deren konvexe Oberfläche der Objektseite zugewandt ist;

   (b) ein zweites, positive Brechkraft aufweisendes Glied mit einer Meniskus-Zerstreuungslinse (12), deren konvexe Oberfläche der Objektseite zugewandt ist, und mit einer Meniskus-Sammellinse (13), die mit der Meniskus-Zerstreuungslinse (L2) verkittet ist;

   (c) ein drittes, negative Brechkraft aufweisendes Glied mit einer Sammellinse (L4), deren konvexe Oberfläche der Bildseite zugewandt ist, und mit einer bikonkaven Linse (L5), die mit der Sammellinse (14) verkittet ist; und

   (d) ein viertes, aus einer Sammellinse (L6) bestehendes Glied.
2. 2. Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Linsen die folgenden Beziehungen erfüllen:

   η 4 >^5,

   5>(V 5 - Y 4)> 0,5,

   35>K4,

   35>V5,

   wobei 72 4,"? 5 und V 4, V 5 die Brechungsindizes bzw. die Abbe'sehen Zahlen der Sammellinse (L4) und der bikonka-

   ß 0 9 R A 2 / f) 6 0 9

   ven Linse (L5) in dem dritten Glied sind.
3. 3· Teleobjektiv nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Linsen die Beziehung erfüllen:

   ( V 3 - V 2) > 14,

   wobei/2,/3 die Abbrachen Zahlen der Zerstreuungslinse (L2) bzw. der Sammellinse (L3) des zweiten Gliedes sind.
4. 4· Teleobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es den in Beispiel I angegebenen Zahlenwerten genügt.
5. 5. Teleobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß es den in Beispiel II angegebenen Zahlenwerten genügt.
6. 6. Teleobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß es den in Beispiel III angegebenen Zahlenwerten genügt.
7. 7· Teleobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß es den in Beispiel 17 ange- ■ gebenen Zahlenwerten genügt.
8. 8. Teleobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es den in Beispiel V angegebenen Zahlen werten genügt.

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