DE2738365C3

DE2738365C3 - Miniaturisiertes Teleobjektiv

Info

Publication number: DE2738365C3
Application number: DE2738365A
Authority: DE
Inventors: Rensuke Adachi; Toshifumi Kubota; Takahiro Sugiyama
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1977-08-25
Publication date: 1979-08-02
Also published as: JPS5327421A; US4134645A; DE2738365B2; DE2738365A1; GB1584416A; JPS559685B2

Description

d_x = 3,54 «,/i-i = 1,51112/60,5
d₂ = 1,41

d₃ = 1,33 H₂Jv₂ = 1,80518/25,4
a* = 0,07

H3/1.3 = 1,51633/64,1

di = 3,87 de, = 23,99 d-, = 1,21 4 = 2,72 dg = 0,80 = 1,72825/28,5

= 1,65160/58,6

/ die Brennweite des Objektives,
/j ₂ ,· die Brennweite der ersten bis i-ten Linse, r_k der Radius der Krümmung der k-len Oberfläche, d_k der k-le Linsenflächenabstand,
»1, der Brechungsindex der i-ten Linse und
ι,- die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer relativen öffnung von 1 :3,5 oder 1 :2,8 und einem Bildfeldwinkel in der Größenordnung von 16° bis 20° gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 3.

Teleobjektive im 100-mm-Bereich werden häufig für allgemeine photographische Zwecke verwendet, und ihre Miniaturisierung ist deshalb wichtig für eine leichte Handhabung und Auswechselbarkeit. In der Vergangenheit wurden aber keine besonderen Anstrengungen in bezug auf die Vergrößerung des TeIeverhältnisses (d. h. dem Verhältnis Baulänge plus rückwärtige Schnittweite) gemacht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gut korrigiertes miniaturisiertes Teleobjektiv mit großem Televerhältnis und großer relativer öffnung zu schaffen und insbesondere die in der japanischen Patentschrift Nr. 3417/1968 beschriebene Linsenanordnung zu verhessern

Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Teleobjektivs der genannten Art gemäß einer der in den Kennzeichen der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 3 aufgeführten Datentabelle gelöst. Bei den erfindungsgemäßen Objektiven ist eine positive Linse, eine negative Linse und eine positive Meniskuslinse, deren objektseitige Oberfläche eine größere Krümmung aufweist als die bildseitige Oberfläche, vorgesehen. Diese erste, zweite und dritte Linse sind relativ nahe beieinander angeordnet. Die vierte Linse

bo ist auch eine positive Meniskuslinse mit einer höheren objektseitigen Krümmung und ist relativ weit von der dritten Linse entfernt angeordnet. Die fünfte Linse ist eine negative Meniskuslinse, die relativ nahe zur vierten Linse angeordnet ist und eine höhere objekt-

b5 seitige Krümmung aufweist. Bei einem im folgenden noch beschriebenen Objektiv 1 ist das Televerhältnis kleiner als bei den bekannten Objektiven, während sich für die Objektive 2 und 3 ein größeres Telever-

hältnis bei geringer Verkleinerung des Bildfeldes ergibt. Die Konstruklionsparameter der Objektive sind so gewählt, daß sie die folgenden Bedineungen erfüllen:

(1) P)X < f. ,., <//l,2.

(2) J/2,5 <;,,₂.3.₄<//1,85,

(3) 0,22/ <i4< 0,32/,

(4) V₁ < 28.

(5) r, · i.₃ > 58,

(6) n₅ > 1,62 und ::>

(7) Ü,015/<4<0,065/,
worin

/ die Brennweite des Objektivs,

/, 2 ,die Brennweite der ersten bis i-ten Linse,

d_k der'ft-ie Linsennächenabstand, ι ί

H₁ der Brechungsindex der /-ten Linse und

ι·,- die Abbesche Zahl der i-ten Linse ist.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 3 und 5 Schnittbilder der erfindungsgemäßen Objektive 1, 2 und 3 und

F i g. 2, 4 und 6 Abberrationskurven für die Objektive 1, 2 und 3.

Bezüglich der einzelnen Linsencharakteristiken und der sieben speziellen Bedingungen, die oben angegeben worden sind, ist die erste Bedingung zur Vergrößerung des Televerhältnisses erforderlich und hängt eng mit den Bedingungen (2) bis (5) zusammen.

Bei dem Objektiv wird zum Vergrößern des Televerhältnisses in erster Linie die positive Brechkraft jo der ersten bis vierten Linse vergrößert, es ist aber auch notwendig, die Brechkraft der ersten bis dritten Linse in einem gewissen Ausmaß zu vergrößern, und die Bedingung (1) bezieht sich auf diese Betrachtung. Wenn/, 2.3 kleiner als die untere Grenze von//1,8 ist, dann ist die Korrektionslast tür die erste und dritte Linse jeweils größer. Aus diesem Grund wird der Wert /, 2.3 Tür das erste später beschriebene erfindungsgemäße Objektiv auf //1,28 festgesetzt, damit ein großer Bildfeldwinkel erreicht wird und bei einem dritten erfindungsgemäßen Objektiv, bei dem ein großer Bildfeldwinkel nicht erforderlich ist, wird der Wert/, 2.3 auf /1,60 festgesetzt. Ist dagegen f_U2.3 größer als die obere Grenze von//1,2, dann ist eine Miniaturisierung schwierig und die Anforderung an die vierte Linse größer. Wenn in diesem Fall die astigmatische Wirkung der siebenten Oberfläche benutzt werden soll, dann wird der positive Astigmatismus der achten Oberfläche größer. Ein Wert von/ 2.3 größer als die obere Grenze ist daher nicht geeignet, und daher haben in allen nachfolgenden Beispielen die vierten Linsen annähernd die gleichen Brechkräfte.

Die Bedingung (2) bestimmt die Brechkraft der vierten Linse im Verhältnis zur Bedingung (1). Wie oben ausgeführt, zeigt die Bedingung (2) die Notwendigkeit dafür, daß alle vierten Linsen annähernd die gleichen Brechkräfte haben. Wenn der Wert /1.2.3.4 kleiner als die untere Grenze von//2,5 ist, dann kann das Televerhältnis effektiv vergrößert werden, aber die Petzvalsche Summe wird größer, weil der positive Astigmatismus größer wird, wodurch der Aberrationsausgleich verschlechtert wird. Ist im Gegensatz dazu/i_aj<4. größer als die obere Grenze von //185, dann wird die Miniaturisierung des Objektivs stark beeinträchtigt. Zusätzlich wird die Petzvalsche Summe größer, was bezüglich der Korrektur der Aberration nachteilig ist.

Wird angenommen, daß das Linsensystem keinen Astigmatismus aufweist, so sollte günsligerweise die Petzvalsche Summe Null, jedoch nicht kleiner als Null gemacht werden. Da es jedoch schwierig ist, eine Linse ohne Astigmatismus zu konstruieren, wird zuerst eine optimale Petzvalsche Summe unter Berücksichtigung des Grades des Astigmatismus bestimmt, und danach muß die Petzvalsche Bildebene bestimmt werden Demnach ist es bei optischen Linsen nicht immer günstig, die Petzvalsche Summe zu verkleinern, und es ist notwendig, die Petzvalsche Summe auf dem festgesetzten Optimalwert zu halten, um ein gutes Gleichgewicht mit dem Astigmatismus zu halten.

Die Bedingung (3) ist ein anderes wichtiges Kriterium für die Miniaturisierung. 1st d₆ kleiner als die untere Grenze von 0,22/und die Bedingung (1) doch erfüllt, dann kann die Miniaturisierung verlorengehen. Um das zu verhindern, ist es notwendig, den Wert von ii_g größer als die obere Grenze der Bedingung (7) zu machen. In diesem Fall nimmt die Petzvalsche Summe im Zusammenhang mit den Bedingungen (1) und (2) jedoch ab. Darüber hinaus kann es schwierig werden, den passenden Wert des Astigmatismus der siebenten Oberfläche zu erreichen und den negativen Astigmatismus und die negative sphärische Aberration der neunten Oberfläche zu korrigieren. Übersteigt d₆ dagegen die obere Grenze von 0,32/ dann ist das für die Miniaturisierung vorteilhaft, es besteht aber die Gefahr, daß die Petzvalsche Summe noch weiter in Richtung negativer Werte geht und der Aberrationsausgleich verschlechtert wird.

Die Bedingung (4) korrigiert die Farbaberration der ersten bis dritten Linse und macht die Bedingung (3) wirksamer. Die Bedingung (4) hat auch eine enge Beziehung zur Bedingung (5). Um ein weiteres Absinken der Petzvalschen Summe mit der ersten bis dritten Linse in negative Werte zu verhindern, ist es wünschenswert, die Brechkraft jeder Linse zu verkleinern, was die Bedingungen (4) und (5) erforderlich macht. Dieses sind also Hilfsbedingungen, um die Bedingungen (1) bis (3) wirksam zu machen.

Die Bedingung (6) verhindert, daß die Petzvalsche Summe kleiner wird als der vorausberechnete Optimalwert, wenn die Miniaturisierung durch die Bedingungen (1), (2) und (3) erreicht wird.

Wie in der obengenannten japanischen Patentschrift Nr. 3417/1968 beschrieben, wird die Achromasie hauptsächlich durch die erste bis dritte Linse erreicht, und die Korrektur ist ziemlich übermäßig. Die Korrektion des Farbvergrößerungsfehlers mit der vierten Linse ist daher unzureichend. Wie aus der Bedingung (7) ersichtlich ist, ist der Abstand zwischen der vierten und der fünften Linse verhältnismäßig klein, und es ist daher notwendig, eine vierte Linse zu verwenden, deren i-Wert verhältnismäßig klein ist. Um die Abnahme der Petzvalschen Summe in negative Werte auf das Minimum zu senken, wird vorzugsweise ein Glasmaterial mit einem hohen Brechungsindex wie Flintglas oder schweres Flintglas verwendet. Im Beispiel 1 ist es unmöglich, die Petzvalsche Summe klein zu machen, und es wird eine passende Gegenmaßnahme an getrennter Position getroffen, und es wird deshalb Flintglas verwendet, dessen Brechungsindex gerade unter dem von schwerem (dichtem) Flintglas liegt

Ist die Bedingung (3) wirksam und die Achromasie ausreichend, dann kann eine weitere Abnahme der Petzvalschen Summe durch eine fünfte Linse, deren Abbesche Zahl größer ist, verhindert werden. Vor-

7 8 }■

zugsweise wird aber Glas verwendet, dessen Brecbungs- die Farbaberration zu korrigieren, und zusätzlich sind :,

index größer als 1,62 ist, um ein weiteres Abnehmen Toleranzen bei der Herstellung Tür die Anordnung der ;

der Petzvalschen Summe in negative Werte zu ver- vierten und fünften Linse maßgebend,

hindern. Im folgenden sind die in den Fi g. 1, 3 und 5 dar-

Hinsichtlich Bedingung(7) sollte d_a kleiner als 5 gestellten Objektive 1,2 und 3 die Werte der Konstruk- k;

0,065/ im Zusammenwirken mit Bedingung (6) sein, tionsparameter angegeben. ,'

damit die Abnahme der Petzvalschen Summe in Hierbei ist y

negative Werte so klein als möglich gemacht wird. 1st <·> der halbe Bildfeldwinkel und |

(Z₈ kleiner als 0,015/ dann wird es jedoch schwierig, r,· der Radius der i'-ten Linsenfläche. J|

Objektiv 1 |

	/ =	100,	d₁	1 : 2,8, tu = :	3 =//1,	283 = 77,97	100,	dy	Summe = 0,170.	ilO,2°
*h =*	38,98	d₂	= 4,86 (J,/!·,	/..2.3.4 =//1,896 = 52,73	d₂	Objektiv 2	= 1,51821/65,0
h =	145,48	d₃	= 3,19	Petzvalsche		1 : 3,5, ω =
»3 =	-112,72		= 1,68 Yi₂Jr₂		*d_A*	= 4,19 H₁Zr₁	= 1,80518/25,4
	209,73	ds	= 0,08	/ =	ds	= 1,81
's =	30,94		= 5,81 Yi₃Iv₃	35,11	de	= 1,33 H₂Jv₂	= 1,55963/61,2
	134,14	di	= 28,84	308,89	d,	= 0,08
»7 =	30,61	dg	— Ζ,οο *W^V\	-130,89	A	= 4,61 U₃Zr₃	= 1,80518/25,4
*h =*	53,93		= 4,86	120,83	d₉	= 23,44
r₉ =	-20,54		= 1,26 IJ₅Zr₅	20,95		= 1,93 H₄Jv₄	= 1,80610/40,9
^r10 =	-56,03		49,51	= 2.48
	Rückwärtige Schnittweite =	26,73	= 0,90 H₅Jv₅	35,52
	/l.2.	47,51
	-15,46
	-52,20

	±9,0°
T₁ =	= 1,51633/64,1
T₂ —
Γ» =	= 1,78470/26,2
r₄ =
's =	= 1,51821/65,0
r₆ =
»7 =	= 1,72825/28,5
^r8 =
*r₉ =*	= 1,64000/60,2
Γιο =

Rückwärtige Schnittweite = 40,31 |

/1.2.3 =//1,550 = 64,53 $

/1.2.3.4 =//2,186 = 45,75 |

Petzvalsche Summe = 0,018. |

Objektiv 3 I

/ = 100, 1:3,4, ω = ± 8,2° §

r, = 33,81 'di = 3,54 TiJv₁ = 1,51112/60,5

T₁ = 428,55 d₂ = 1,41

r₃ = -145,86 d₃ = 1,33 H₂/*, = 1,8051 ty25,4

ι* = 118,64 U₄. = 0,07

r₅ = 20,57 4s = 3,87 HjZv₃ = 1,51633/64,1

T₆ = 45,19 4 = 23,99

T₁ = 27,41 d-, = 1,21 Yi₄Jv₄ = 1,72825/28,5

-r_B = 55,22 .4= 2,72

r₉ = -15,87 dg= 0,80 U₅/^ = 1,65160/58,6

r₁₀= -67,11

Rückwärtige Schnittweite = 40,40
/1.2.3 =/Zl,597 = 62,60
/1.2.3.4 =/Z2,279 = 43,89
Petzvalsche Summe = 0,020

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

909 631/357

Claims

Patentansprüche:

1. Miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer positiven Linse L₁, einer negativen Linse L₂ und einer positiven Meniskuslinse L₃, von denen jede eine größere objektseitige Krümmung hat, wobei die erste, zweite und dritte Linse relativ nahe zueinander angeordnet sind, sowie mit einer positiven Meniskuslinse L₄, bei der die objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung und einer negativen Meniskuslinse L₅, bei der die objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung, und wobei die vierte Linse einen verhältnismäßig großen Abstand von der dritten Linse aufweist und die fünfte Linse relativ nahe zur vierten Linse angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

/= ιοο, 1 :2,8, <■> = = 4,86 ± 10,2° (_r 38,98 lA
Ir₂ di = 3,19 U₁Iv₁ = 1,51821/65,0 = 145,48 ί ^r3 d₂ = 1,68 L₂I = -112,72 U₄ d. = 0,08 ■ U₂Iv₂ = 1,80518/25,4 = 209,73 f^r* d₄ = 5,81 L₃I 30,94 Ir₆ ds = 28,84 U₃Iv₃ = 1,55963/61,2 = 134,14 (r₇ 4 = 2,88 4- Y 30,61 Ir₈ d- = 4,86 UJv₄ = 1,80518/25,4 53,93 fr, d% = 1,26 Lsi = -20,54 do H₅Iv₅ = 1,80610/40,9 = -56,03

Rückwärtige Schnittweite = 35,52, /,.2.3 =//1,283 = 77,97,

/..2.3.4 =//1,896 = 52,73,

Petzvalsche Summe = 0,170, worin

,„ der halbe Bildfeldwinkcl,
/ die Brennweite des Objektives, Z_{1 2} .. .„■ die Brennweite der ersten bis Men Linse, r_k der Radius der Krümmung der fc-ten Oberfläche, d_k der fc-te Linsenflächenabstand, M₁- der Brechungsindex der i-ten Linse und Pj die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.

2. Miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer positiven Linse L₁, einer negativen Linse L₂ und einer

45 positiven Meniskuslinse L₃, von denen jede eine größere objektseitige Krümmung hat, wobei die erste, zweite und dritte Linse relativ nahe zueinander angeordnet sind, sowie mit einer positiven Meniskuslinse L₄, bei der die objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung und einer negativen Meniskuslinse L₅, bei der die objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung, und wobei die vierte Linse einen verhältnismäßig großen Abstand von der dritten Linse aufweist und die fünfte Linse relativ nahe zur vierten Linse angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

/=100, 1:3,5,

L₂

r_A =

u\^Tl

r,n =

35,11

308,89

-130,89

120,83

20,95

49,51

26,73

47,51

-15,46

-52,20

J₁ = 4,19

d₂= 1,81

d₃ = 1,33

d₄ = 0,08

ci₅ = 4,61

(I₆ = 23,44

d-, = 1,93

d₈ = 2,48

d₉ = 0,90

UJv₁ = 1,51633/64,1

U₂Zy₂ = 1,78470/26,2

U₃Iv₃ = 1,51821/65,0

= 1,72825/28,5

U₅Iv₅ = 1,64000/60,2

Rückwärtige Schnittweite = 40,31, /u.3 =//U550 = 64,53,

/j.2.3.4 =//2,186 = 45,75,

Peizvalsche Summe = 0,018, worin

r.. der halbe Bildfeldwinkel,
/ die Brennweite des Objektives, f_ia i die Brennweite der ersten bis i-ten Linse, r_k der Radius der Krümmung der fe-ten Oberfläche, d_k der /c-te Linsenflächenabstand, n,- der ürechungsindex der i-ten Linse und ><i die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.

3. Miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer positiven Linse L₁, einer negativen Linse L₂ und einer

/=100, 1:3,5,

^l =

T₃ =

Ta =

rs =

Τ-ι —

fa =

Tg =

Γιο =

33,81

428,55

-145,86

118,64

20,57

45,19

27,41

55,22

-15,87

-67.11

Rückwärtige Schnittweite = 40,40, /1.2.3 =//1,597 = 62,60,
/..2.3.4 =//2,279 = 43,89,
Petzvalsche Summe = 0,020,

worin

μ der halbe Bildfeldwinkel,

positiven Meniskuslinse L₃, von denen jede eine größere objektseitige Krümmung hat, wobei die erste, zweite und dritte Linse relativ nahe zueinander angeordnet sind, sowie mit einer positiven Meniskuslinse L₄, bei der die objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung und einer negativen Meniskuslinse L₅, bei der die objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung, und wobei die vierte Linse einen verhältnismäßig großen Abstand von der dritten Linse aufweist und die fünfte Linse relativ nahe zur vierten Linse angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten: