DE2658289C3 - FUnflinsiges Teleobjektiv - Google Patents

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 Televerhältnis 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

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Objektiv nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2A bis 2C Korrekturkurven des Objektivs 1,

Fig. 3A bis 3C Korrekturkurven des Objektivs 2,

Fig. 4A bis 4C Korrekturkurven des Objektivs 3,

Fig. 5A bis 5C Korrekturkurven des Objektivs 4.

Die Objektive nach der vorliegenden Erfindung enthalten, wie Fig. 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 für den Korrektionszustand des erfindungsgemäßen Objektivs von Vorteil, daß dieses die folgenden Bedingungen erfüllt:

(1) 1,3 f < r[tief]2

(2) 0,3 f < r[tief]3 < 0,36 f

(3) 0,45 f < r[tief]4 < 0,58 f

(4) 0,3 f < r[tief]5 < 0,36 f

(5) 0,38 f < r[tief]6 < 0,46 f

(6) 0,8 f < r[tief]7 < f

(7) 0,18 f < r[tief]8 < 0,2 f

(8) 0,5 f < r[tief]9

(9) f < r[tief]10

(10) 0,15 f < d[tief]1 + d[tief]2 + d[tief]3 + d[tief]4 + d[tief]5 + d[tief]6 < 0,17 f

(11) 0,05 f < d[tief]5 < 0,07 f

(12) 0,01 f < d[tief]6 < 0,03 f

(13) 0,03 f < d[tief]7 < 0,05 f

(14) 0,28 f < d[tief]8

(15) 1,62 < n[tief]1 + n[tief]2 + n[tief]3 / 3

(16) 1,76 < n[tief]4

Darin bezeichnen:

f die Brennweite des Objektivs,

r[tief]1 bis r[tief]10 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]9 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1 bis n[tief]5 die Brechungsindizes der Linsen.

Die Bedeutung der Bedingungen liegt im folgenden:

Wenn der Krümmungsradius r[tief]2 kleiner als 1,3 f in der Bedingung (1) ist, wird die außeraxiale sphärische Aberration und chromatische Aberration höherer Ordnung verstärkt und die Gesamtlänge des Objektivs vergrößert. Wenn der Krümmungsradius r[tief]2 dagegen so gewählt ist, daß er die Bedingung (1) erfüllt, wird durch die Linsenfläche r[tief]2 (die bildseitige Oberfläche der ersten Linse) Astigmatismus hervorgerufen, der jedoch durch die Linsenoberflächen mit r[tief]4 und r[tief]6 korrigiert werden kann, wenn die Krümmungsradien r[tief]4 und r[tief]6 so gewählt werden, daß sich die Bedingungen (3) und (5) erfüllen, d.h. der Astigmatismus kann nicht korrigiert werden, wenn die Krümmungsradien r[tief]4 und r[tief]6 die oberen Grenzwerte der Bedingungen (3) und (5) übersteigen. Wenn die Krümmungsradien r[tief]4 und r[tief]6 kleiner als die unteren Grenzwerte der Bedingungen (3) und (5) sind, wird andererseits die außeraxiale sphärische Aberration größer. Wenn die Krümmungsradien r[tief]3 und r[tief]5 die oberen Grenzwerte der Bedingungen (2) und (4) überschreiten, werden Koma und Verzeichnung verstärkt. Wenn die Krümmungsradien r[tief]3 und r[tief]5 kleiner als die unteren Grenzwerte der Bedingungen (2) und (4) sind, wird andererseits die außeraxiale sphärische 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 r[tief]7 und r[tief]8 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[tief]9 und r[tief]10 kleiner als 0,5 f bzw. f sind.

Wenn d[tief]1 + d[tief]2 + d[tief]3 + d[tief]4 + d[tief]5 + d[tief]6 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 f überschreitet, da dies die Petzval-Summe leicht auf einen negativen Wert bringt.

Wenn d[tief]5, d[tief]6 und d[tief]7 die oberen Grenzwerte in den Bedingungen (11), (12) und (13) überschreiten, werden Astigmatismus, Koma und sphärische Aberration höherer Ordnung verstärkt. Wenn d[tief]5, d[tief]6 und d[tief]7 kleiner als die unteren Grenzwerte in diesen Bedingungen sind, wird es andererseits schwierig, ein kleines Televerhältnis zu erhalten und die verschiedenen Aberrationen werden verstärkt. Was die Bedingung (14) anbetrifft, so ist es vorteilhafter, d[tief]8 kleiner als 0,28 f 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) gegeben ist, um sphärische Aberration, Koma usw. gut zu korrigieren. Wenn der Bedingung (15) nicht genügt ist, müßte jede der betreffenden konvexen Linsen einen so geringen Krümmungsradius haben, daß sphärische Aberration hervorgerufen wird. Wenn versucht wird, diese sphärische Aberration durch weitere Durchbiegung 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 n[tief]4 kleiner als 1,76 ist, besteht die Gefahr, daß die Petzval-Summe einen positiven Wert hat, was das Auflösungsvermögen in sagittaler Richtung am Bildfeldrand verschlechtert und der Krümmungsradius r[tief]8 ist klein genug, um außeraxiale Aberration zu verstärken.

Das Objektiv 1 hat die nachstehend in Tabelle 1 aufgeführten numerischen Werte:

Tabelle 1

Das Objektiv 2 hat die nachstehend in Tabelle 2 aufgeführten numerischen Werte:

Tabelle 2

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

Tabelle 3

Das Objektiv 4 hat die nachstehend in Tabelle 4 aufgeführten numerischen Werte:

Tabelle 4

In den Tabellen 1 bis 4 bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]10 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]9 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1 bis n[tief]5 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]5 die Abbé-Zahlen der Linsen,

f die Brennweite des Objektivs und

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs.

Claims (4)

1. 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, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle 1 aufgeführten Konstruktionsdaten:

Tabelle 1

Darin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]10 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]9 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1 bis n[tief]5 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]5 die Abbé-Zahlen der Linsen,

f die Brennweite des Objektivs und

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs.

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

Tabelle 2

Darin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]10 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]9 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1 bis n[tief]5 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]5 die Abbé-Zahlen der Linsen,

f die Brennweite des Objektivs und

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs.

3. Teleobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle 3 aufgeführten Konstruktionsdaten:

Tabelle 3

Darin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]10 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]9 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1 bis n[tief]5 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]5 die Abbé-Zahlen der Linsen,

f die Brennweite des Objektivs und

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs.

4. Teleobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die nachstehend in Tabelle 4 aufgeführten Konstruktionsdaten:

Tabelle 4

Darin bezeichnen:

r[tief]1 bis r[tief]10 die Krümmungsradien der Linsen,

d[tief]1 bis d[tief]9 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,

n[tief]1 bis n[tief]5 die Brechungsindizes der Linsen,

kleines Ny[tief]1 bis kleines Ny[tief]5 die Abbé-Zahlen der Linsen,

f die Brennweite des Objektivs und

f[tief]B die hintere Schnittweite des Objektivs.