DE2658289B2

DE2658289B2 - Fünflinsiges Teleobjektiv

Info

Publication number: DE2658289B2
Application number: DE2658289A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Tokio Kimura
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1979-04-19
Also published as: US4114992A; JPS602646B2; DE2658289C3; JPS5282333A; DE2658289A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein fünflinsiges Teleobjektiv, dessen erste drei Linsen je eine gegenstandsseitig konvexe positive Meniskuslinse, dessen vierte Linse eine gegenstandsseitig konvexe negative Linse und dessen fünfte Linse eine mit großem Luftabstand davon angeordnete positive Linse ist.

Aus der US-PS 37 49 478 sind Teleobjektive dieses Aufbaus für Bildfeldwinkel von 18 bis über 24° bekannt, die bei einer relativen Öffnung von 1 :2,8 bei gutem Korrekturzustand eine relativ geringe Baulänge besitzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Teleobjektive dieser Art für bedeutend längere Brennweiten von 180 bis 200 mm und einem Bildfeldwinkel von 13,8 anzugeben, die bei einem Televerhähr.is von ungefähr 0,93 eine sehr kurze Baulänge aufweisen und in bezug auf die Aberrationen gut korrigiert sind.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung des Objektivs gemäß einer der in dem Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 3 aufgeführten Datentabellen gelöst.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Objektiv nach der vorliegenden Erfindung,

Fi g. 2A bis 2 C Korrekturkurven des Objektivs 1, Fi g. 3A bis 3 C Korrekturkurven des Objektivs 2, F i g. 4A bis 4C Korrekturkurven des Objektivs 3, Fi g. 5A bis 5 C Korrekturkurven des Objektivs 4.

Die Objektive nach der vorliegenden Erfindung enthalten, wie F i g. 1 zeigt, eine erste positive Meniskuslinse, eine zweite positive Meniskuslinse, eine dritte positive Meniskuslinse, deren konvexe Oberfläche gegenstandsseitig liegt und die nah aneinander angeordnet sind, eine negative Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Oberfläche, einen relativ großen Luftabstand und eine fünfte positive Meniskuslinse mit objektseitig konvexer Oberfläche. Es ist fürden Korrektionszustand des erfindungsgemäßen Objektivs von Vorteil, daß dieses die folgenden Bedingungen erfüllt:

(D 1.3/< r₂

(2) 0.3/ < r₃ < 0.36/

(3) 0,45/< r₄ < 0,58/

(4) 0.3/< r₅ < 0,36/

(5) 0,38/< r„ < 0.46/

(6) 0,8 / < τ_Ί < /

(7) 0,18/< r₈ <0,2/

(8) 0,5/< r₉

(9) / < r_l0

(10) 0,15/< J₁ + J₂ +J₃ +4 + J₅ + J₆ < 0,17/

(11) 0,05/< J₅ < 0,07/

(12) 0,01/< 4 < 0,03/

(13) 0,03/< J₇ < 0,05/

(14) 0,28/<

(15) l,62<-

ίο

15

20

25

30

35

60

65

(16) 1,76 < »₄

Darin bezeichnen:

/ die Brennweite des Objektivs,
T₁ bis /-,ο die Krümmungsradien der Linsen,
d, bis dg die Dicken der Linsen bzw. Luftabständi

zwischen diesen,
n, bis n₅ die Brechungsindizes der Linsen.

Die Bedeutung der Bedingungen iiegi im folgenden Wenn der Krümmungsradius r₂ kleiner als 1,3/ ii der Bedingung (1) ist, wird die außeraxiale sphärisch! Aberration und chromatische Aberration höhere Ord nung verstärk t und die Gesamtlänge des Objektiv vergrößert. Wenn der Krümmungsradius r₂ dagegei so gewählt ist, daß er die Bedingung (1) erfüllt, win durch die Linsenflächer₂ (die bildseitige Oberfläche de: ersten Linse) Astigmatismus hervorgerufen, der jedod durch die Linsenoberflächen mit r₄ und r₆ korrigier werden kann, wenn die Krümmungsradien r₄ und r, so gewählt werden, daß sich die Bedingungen (3) und (5 erfüllen, d. h. der Astigmatismus kann nicht korrigier werden, wenn die Krümmungsradien r₄ und r₆ di( oberen Grenzwerte der Bedingungen (3) und (5 übersteigen. Wenn die Krümmungsradien r₄ und r, kleiner als die unteren Grenzwerte der Bedingungen (3 und (5) sind, wird andererseits die außeraxiale sphärische Aberration größer. Wenn die Krümmungsradiei r₃ und r₅ die oberen Grenzwerte der Bedingungen (2 und (4) überschreiten, werden Koma und Verzeichnung verstärkt. Wenn die Krümmungsradien r₃ und r. kleiner als die unteren Grenzwerte der Bedingungen (2 und (4) sind, wird andererseits die außeraxiale sphärisehe Aberration und die chromatische Aberration höherer Ordnung verstärkt. Die Bedingungen (6) und (7) dienen zur Korrektur von Verzeichnung und Bildfeldkrümmung durch Verringerung der Krümmungsradien an der Vorder- und insbesondere an der Hinterseite der vierten Linse und weiter zur Verkürzung der Gesamtbaulänge des Objektivs. Wenn die Krümmungsradien T₁ und r₈ unter die unteren Grenzwerte dieser Bedingungen verringert werden, wird jedoch sphärische Aberration höherer Ordnung verstärkt. Die Bedingungen (8) und (9) dienen zur Korrektur von Astigmatismus. Genauer gesagt, es ist schwierig, Astigmatismus zu korrigieren, wenn die Krümmungsradien r_g und r₁₀ kleiner als 0,5/bzw./sind.

Wenn J₁ + J₂ + d₃ + J₄ + ds + J₆ kleiner als der untere Grenzwert von 0,15 der Bedingung (10) ist, ist es unmöglich, das Objektiv so auszubilden, daß es ein kleines Televerhältnis besitzt und zusätzlich werden die verschiedenen Aberrationen verstärkt. Andererseits ist es unerwünscht, wenn die zuvor erwähnte Gesamtsumme 0,17/überschreitet, da dies die Petzval-Summe leicht auf einen negativen Wert bringt

Wenn J₅, J₆ ^un^ ^₁ die oberen Grenzwerte in den Bedingungen (11), (12) und (13) überschreiten, werden Astigmatismus, Koma und sphärische Aberration höherer Ordnung verstärkt. Wenn J₅, J₆ und J₇ kleiner als die unteren Grenzwerte in diesen Bedingungen sind, wird es andererseits schwierig, ein kleines Televerhältnis zu erhalten und die verschiedenen Aberra-

tionen werden verstärkt. Was die Bedingung (14) anbetrifft, so ist es vorteilhafter, (Z₈ kleiner als 0,28/ zu wählen, um das Objektiv so auszubilden, daß es ein kleines Televerhältnis besitzt. Eine solche Dicke kann jedoch beträchtlich Verzeichnung, chromatische Aberration und Koma für obere Randstrahlen verstärken. Die vorliegende Erfindung verwendet Glasmaterialien mit relativ hohen Brechungsindizes für die erste, zweite und dritte Linse, wie es durch die Bedingung (15)

biegung der konvexen Linsen zu korrigieren, können Koma und Astigmatismus nicht gut korrigiert werden und dadurch es es unmöglich, ein Objektiv mit großem Öffnungsverhältnis zu erhalten.

Schließlich dient die Bedingung (16) dazu, zu verhindern, daß die Petzval-Summe verkleinert wird und zur Korrektur von Koma durch Wahl eines geeigneten Krümmungsradius für die vierte Zerstreuungslinse. Wenn H₄ kleiner als 1,76 ist, besteht die Gefahr, daß die

gegeben ist, um sphärische Aberration, Koma usw. gut ι ο Petzval-Summe einen positiven Wert hat, was das zu korrigieren. Wenn der Bedingung (15) nicht genügt Auflösungsvermögen in sagittaler Richtung am Bildist, müßte jede der betreffenden konvexen Linsen einen feldrand verschlechtert unu der Krümmungsradius r_s so geringen Krümmungsradius haben, daß sphärische ist klein genug, um außeraxiale Aberration zu verAberration hervorgerufen wird. Wenn versucht wird, stärken,
diese sphärische Aberration durch weitere Durch- 15

Das Objektiv 1 hat die nachstehend in Tabelle 1	d_x = 4,539	aufgeführten numerischen Werte:	</, = 4,468	H₁ =	1,66672	1Ί = 48,32	r, = 55,38
Tabelle 1
r, = 35,690	d₂ = 0,069		d₂ = 0,072
		H₁ =
r₂ = 133,290	d₃ = 3,191		d₃ = 2,545	Jl, =	1,62299	v₂ = 58,14	i₅ = 55,38

r₃ = 34,416	d_A = 0,056		d_A = 0,200
		H₂ =
r₄ = 52,578	d₅ = 5,152		<*5 = 6,407	H₃ =	1,60311	1-3 = 60,70	V₃ = 50,81

r₅ = 30,924	<4 = 2,500		4 = 1,723
		»3 =
r₆ = 38,925	U₁ = 3,827		d₇ = 4,974	'h =	1,78472	i₄ = 25,71	J₄ = 26,55

r₇ = 84,143	de = 28,747		Ci₈ = 28,869
		H₄ =
r₈ = 18,793	dg = 3,039		dg = 3,040	H₅ =	1,76182	,.₅ = 26,55	I₅ = 28,46

r, = 52,057	/ = 100,0		/ = 100,0	1:2,8		fs= 42,713	/„= 41,535
	-Zd = 51,120	H₃ =	Σ d = 52.298
r,o= 114,604					numerischen Werte:
	1 :2,8

	Das Objektiv 2 hat die nachstehend in Tabelle 2 aufgerührten	1,63854
	Tabelle 2
r, = 37,561

r₂ = 140,587	1,63854

r₃ = 35,586

r₄ = 56,993	1,69350

r₅ = 35,360

r₆ = 45,215	1,76182

r₇ = 91,228

r₈ = 19,143	1,72825

r₉ = 58,139

r₁₀₌ 144,164

9

Das Objektiv 3 hat die nachstehend in Tabelle 3 aufgeführten numerischen Werte:

Tabelle 3
r, = 35,296 r₂ = 154,848 r₃ = 34,994 r₄ = 45,962 r₅ = 31,878

r. = ΛΤΚΔΤΚΛ.

• ti ._,.— .

Y₁ = 94,159 r₈ = 18,722 r₉ = 52,671 T₁₀= 125,503

d_x = 4,542

d₂ = 0,100

d_} = 3,126

i/₄ = 0,078

d₅ = 5,625

<4 = 2,460

d_n = 3,620

ds = 28,912

<i, = 2,876

(I₁ = 1,63854 r, = 55,38 (I₂ = 1,63854 v₂ = 55,33 (i₃ = 1,69350 r₃ = 50,81 (i₄ = 1,76182 r₄ = 26,55

/ = 100,0 Zd= 51,339

(J₅ = 1,72151
1:2,8

i_S = 29,24 Λ = 42,489

Das Objektiv 4 hat die nachstehend in Tabelle 4 aufgerührten numerischen Werte: Tabelle 4 C₁ = 37,659 r₂ = 144,925 r₃ = 35,033 r₄ = 50,969 r₅ = 34,359 r₆ = 42,616 τ_Ί = 92,529 r₈ = 19,497 r₉ = 66,059 r₁₀= 179,348

η den Tabellen 1 bis 4 bezeichnen: 55 n_t bis n₅ die Brechungsindizes der Linsen,

V₁ bis v_s die Abbe-Zahlen der Linsen,

r! bis r₁₀ die Krümmungsradien der Linsen, / die Brennweite des Objektivs und di bisd₉ die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände f_g die hintere Schnittweite des Objektivs, zwischen diesen,

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

d, = 4,694	(I₁ = 1,69680	»•1 = 55,52
d₂ - 0,100
d_} = 3,149	(i₂ = 1,65160	v₂ = 58,67
</₄ = 0,008
(Z₅ = 5,587	(i₃ = 1,67790	>3 = 50,72
<4 = 2,457
d-, = 3,617	(U = 1,76182	i₄ = 26,55
da = 28,885
dg = 2,978	(I₅ = 1,78472	ι·₅ = 25,71
/ = 100,0	1:2,8	/_B = 42,427
Zd = 51,475

Claims

Patentansprüche:

I. Fünflinsiges Teleobjektiv, dessen erste drei Linsen je eine gegenstandsseitig konvexe positive Meniskuslinse, dessen vierte Linse eine gegenstandsseitig konvexe negative Linse und dessen

Tabelle 1
C₁ = 35,690
T₁ = 133,290
r₃ = 34,416
r₄ = 52,578
r_s = 30,924
r₆ = 38,925
r₇ = 84,143
r₈ = 18,793
r₉ = 52,057
r,₀= 114,604

rf, = 4,539 d₂ = 0,069 d₃ =- 3,191 dt = 0,056 ds = 5,152 d₆ = 2,500 d-, = 3,827 da = 28,747 dg = 3,039

/ = 100,0 Zd = 51,120 fünfte Linse eine mit großem Luftabstand davon angeordnete positive Linse ist, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle 1 aufgeführten Konstruktionsdaten:

«i = 1,66672 ι·, = 48,32

It₂ = 1,62299 V₁ = 58,14

n₃ = 1,60311 r₃ = 60,70

^ = 1,78472 V₄. = 25,71

M₅ = 1,76182 r₅ = 26,55

1:2,8 /_ß = 42,713

Darin bezeichnen:

T₁ bis r₁₀ die Krümmungsradien der Linsen,

di bis dg die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände

zwischen diesen,

/ii bis /15 die Brechungsindizes der Linsen, i'i bis i'j die Abbe-Zahlen der Linsen,

/ die Brennweite des Objektivs und f_B die hintere Schnittweite des Objektivs.

2. Teleobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle 2 aufgeführten Konstniktionsdaten:

Tabelle 2
r, = 37,561
r₂ = 140,587
/3 = 35,586
/4 = 56,993
/•₅ = 35,360
is = 45,215
/•₇ = 91,228
r₈ = 19,143
r₉ = 58,139
C₁₀= 144,164

di = 4,468

d₂ = 0,072

d₃ = 2,545

cU = 0,200

d₅ =■■ 6,407

4 = U723

ά_Ί = 4,974

(I_n = 28,869

(J₉ = 3,040

/ = 100,0

Σ d = 52.298

/I₁ = 1,63854 V₁ = 55,38

/I₂ = 1,63854 v₂ = 55,38

/I₃ = 1,69350 r₃ = 50,81

»4 = 1,76182 ,₄ = 26,55

/I₅ = 1,72825 ,·₅ = 28,46

1 :2,8 /„= 41,535

3 Zeichnen: 26 58 5 Linsen, bezeichnen: di = 4,542 Darin bezeichnen: die Krümmungsradien der <Z, = 4,694 289 4 die Abbe-Zahlen der Linsen, r, bis r₁₀ die Dicken der Linsen bzw. / die Brennweite des Objektivs und Darin Tabelle 3 die Krümmungsradien der d₂ = 0,100 i/l biS i/g zwischen diesen, i/₂ = 0,100 /_B die hintere Schnittweite des Objektivs. r, = 35,296 r, bis r₁₀ die Krümmungsradien der Linsen, d₃ = 3,126 d₃ = 3,149 3. Teleobjektiv nach dem Oberbegriff des An di bis dg die Dicken der Linsen bzw. L uftabstände T₂ = 154,848 spruchs 1, gekennzeichnet durch die nachstehend zwischen diesen, d^ = 0,078 d_A = 0,008 in Tabelle 3 aufgeführten Konstruktionsdaten: Rl bis R₅ die Brechungsindizes der r₃ = 34,994 j·, bis v_s ds = 5,625 <*j = 5,587 r₄ = 45,962 4, = 2,460 df: = 2,457 /I₁ = 1,63854 ,., = 55,38 r₅ = 31,878 ά_Ί = 3,620 </₇ = 3,617 r₆ = 43,434 da = 28,912 d_s = 28,885 n₂ = 1,63854 v₂ = 55,38 T₁ = 94,159 dg = 2,876 O₉ = 2,978 r₈ = 18,722 / = 100,0 / = 100,0 R₃ = 1,69350 i₃ = 50,81 r₉ = 52,671 Σά = 51,339 Σ Λ = 51,475 r_I0= 125,503 Linsen, b5 Linsen, Luftabstände H₄ = 1,76182 i₄ = 26,55 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände J5 zwischen diesen, die Brechungsindizes der Linsen, /I₅ = 1,72151 v_s = 29,24 die Abbe-Zahlen der Linsen, Tabelle 4 1 : 2,8 /b = 42,489 r, = 37,659 / die Brennweite des Objektivs und Darin r₂ = 144,925 /b die hintere Schnittweite des Objektivs. Π bis r₁₀ r₃ = 35,033 4. Teleobjektiv nach dem Oberbegriff des An (Z₁ bis d₉ spruchs 1, gekennzeichnet durch die nachstehend r₄ = 50,969 in Tabelle 4 aufgeführten Konstruktionsdaten: H, bis /I₅ >»i bis i'₅ r₅ = 34,359 r„ = 42,616 H₁ = 1,69680 I₁ = 55,52 r₇ = 92,529 r₈ = 19,497 IV₁ = 1,65160 V₁ = 58,67 r₉ = 66,059 r₁₀= 179,348 /I₃ = 1,67790 v₃ = 50,72 H₄ = 1,76182 J₄ = 26,55 /I₅ = 1,78472 ι·₅ = 25,71 1 : 2,8 /β = 42,427 H₁ bis H₅ die Brechungsindizes der Linsen, i'i bis j'5 die Abbe-Zahlen der Linsen, / die Brennweite des Objektivs und /b die hintere Schnittweite des Objektivs.