DE2851689A1

DE2851689A1 - Verfahren zur fokussierung eines fotografischen objektivs und nach diesem verfahren fokussierbares fotografisches objektiv

Info

Publication number: DE2851689A1
Application number: DE19782851689
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Imai
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1978-11-29
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US4204747A; JPS6155088B2; DE2851689C2; JPS5476148A; GB2011642A; GB2011642B

Description

Olympus Optical Co, Limited oot 77Io

m ι /τ 29, Nov. 1978

Tokyo/Japan

L/Kdg

Verfahren zur Fokussierung eines fotografischen Objektivs und nach diesem Verfahren fokussierbares fotografisches Objektiv

Um die Baulänge eines Objektivs für eine Kompaktkamera zu verkürzen, stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, von denen eine darin besteht, die Brennweite des Objektivs zu verkürzen und die andere, das Verhältnis zwischen der Länge zwischen erster Linsenfläche und Filmoberfläche zur Brennweite, d.h. das TeIcverhältnis, zu verkürzen. Um die Baulänge des Objektivs wesentlich zu verringern, ist es notwendig, diese beiden Verfahren gleichzeitig anzuwenden. Daher ist es zweckmäßig, ein Objektiv vom TeIetyp zu verwenden, um das Televerhältnis klein zu machen. Wenn die Brennweite des Objektivs vom Teletyp verkürzt wird, wird der Bildfeldwinkel groß, so daß es notwendig ist, die Abbildungseigenschaften über einen großen Feldwinkel auch außeraxial gut zu halten.

Selbst wenn ein fotografisches Objektiv diesen Forderungen entsprechend ausgeführt werden kann, d.h. wenn seine Baulänge kurz

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■£■

ist und trotzdem dj,e Aberrationen über einen großen Bildfeldwinkel gut korrigiert sind, entsteht ein Problem bezüglich der Fokussierung. In einem Objektiv, das den obenerwähnten Aufbau besitzt, ist nämlich die hintere Schnittweite unvermeidlich kurz, so daß es sehr schwierig ist, einen Verschluß hinter dem Objektiv anzuordnen. Infolgedessen muß der Verschluß zwischen einer sammelnden Frontlinsengruppe und einer zerstreuenden Hinter1insengruppe eines Objektivs vom Teletyp angeordnet werden. Wenn der Verschluß so zwischen der Front- und der Hinterlinsengruppe angeordnet ist, wird das Fokussieren mittels Herausziehen des gesamten Objektivs unmöglich. Es ist bekannt, eine Fokussierung durch Festhalten der Frontlinsengruppe und Bewegung der Hinterlinsengruppe zu bewirken ( wie beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften 139732/75 und 117126/77 beschrieben). Bei der Anwendung dieses Verfahrens muß jedoch ein Raum vorhanden sein, in dem sich die Hinterlinsengruppe bewegen kann, so daß es notwendig ist, große Abstände zwischen der Hinterlinsengruppe und der Filmoberfläche und zwischen dem Verschluß und der Hinterlinsengruppe vorzusehen, wodurch die Baulänge des Objektivs unvermeidlich lang wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fokussierung anzugeben, das bei kurzer Baulänge des Objektivs eine einwandfreie Fokussierung, ohne daß großer Bewegungsspielraum für eine Linsengruppe vorgesehen sein muß, ermöglicht.

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« a-n

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch dj,e in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht, die das erfindungsgemäße Fokussierungsverfahren erläutert,

Fig. 2 Korrekturkurven für ein auf unendlich eingestelltes Objektiv, Fig. 3 Korrekturkurven bei einer Vergrößerung von 1/5o bei Fokussierung

durch Bewegung des dritten Linsenglieds im Objektiv, Fig« 4 Korrekturkurven bei einer Vergrößerung von 1/5o, wenn die Fokussierung durch Bewegung des ersten Linsenglieds im Objektiv

bewirkt wird und
Fig, 5 Korrekturkurven bei einer Vergrößerung von 1/5o für den Fall, daß die Fokussierung durch Bewegung der Frontlinsengruppe in dem Objektiv durchgeführt wird.

Bei einem fotografischen Objektiv vom Teletyp, das ein Triplet enthält, d.h. bei dem die sammelnde Frontlinsengruppe aus einem ersten Linsenglied in Form einer positiven Linse, einem zweiten Linsenglied in Form einer negativen Linse und einem dritten Linsenglied in Form einer positiven Linse besteht, gibt es die folgenden Methoden der Fokussierung durch die Frontlinsengruppe. Es gibt beispielsweise eine Methode, die darin besteht, nur das erste Linsen-

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gli,ed zu bewegen, eine Methode_f die darin besteht, die gesamte Frontlinsengruppe zu bewegen und eine Methode, das zweite Linsenglied und das dritte Linsenglied zusammen zu bewegen. Von diesen Methoden können die Methode, nur das erste Linsenglied zu bewegen und die Methode, die gesamte Frontlinsengruppe zu bewegen, nicht angewendet werden, da die beste Stellung für die beste Bildqualität bei einem schrägen Lichtstrahl und bei einem axialen Lichtstrahl sehr verschieden sind, was von der Bewegung des Objektpunktes abhängt. Dies ist aus den Korrekturkurven bei einer Vergrößerung von 1/5o ( siehe Fig. 4 und 5 ) ersichtlich, wo die Fokussierung durch Anwendung der oben beschriebenen beiden Verfahren bei dem nachstehend noch näher beschriebenen Objektiv angewandt ist.Das heißt _r die Aberrationskurven für sphärische Aberration und Astigmatismus entsprechen nicht einander, so daß die beste Stellung für axiale Lichtstrahlen und für schräge Lichtstrahlen verschieden sind. Das Verfahren der gleichzeitigen Bewegung von zweitem und drittem Linsenglied ist unvorteilhaft, weil das Ausmaß der Bewegung zu groß ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht bei Verwendung des beschriebenen Triplets als Frontlinsengruppe eine Fokussierung durch Bewegung des dritten Linsenglieds innerhalb der Frontlinsengruppe des fotografischen Objektivs vom Teletyp. Auf diese Weise kann in einem fotografischen Objektiv, dessen Baulänge sehr kurz ist, die Fokussierung durchgeführt werden, ohne daß die Abbildungseigenschaften beeinträchtigt werden, indem das dritte Linsenglied in der Frontlinsengruppe von einem Objektiv vom Teletyp,bewegt wird.

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Ψ«

Bei Anwendung dieses Pokussierungsverfahrens ist es vorteilhaft, wenn das Objektiv die folgenden Bedingungen im Hinblick auf die Verminderung des Einflusses auf die Aberrationen und das Ausmaß der Bewegung bei der Fokussierung erfüllt.

(1) 4 < f₁₂/f

(2) £₃/f < o,7

(3) o,o4 < d/f

f die Brennweite des Objektivs.,

f.. ₂ die Gesamtbrennweite von erstem und zweitem Linsenglied, f₃ die Brennweite des dritten Linsenglieds und d den Luftabstand zwischen zweitem und drittem Linsenglied bezeichnet.

Was von diesen Bedingungen Bedingung (1) anbetrifft, so wird, wenn f₁₂/^ kleiner als 4 ist, die Neigung eines schrägen Lichtstrahlenbündels, das in das dritte Linsenglied eintritt, groß, was für die Fokussierung unvorteilhaft ist, da der Korrekturzustand verschlechtert wird. Was die Bedingung (2) anbetrifft, so wird, wenn f₃/f größer als o,7 ist, es notwendig, das Ausmaß der Bewegung des dritten Linsenglieds groß zu machen, was vom Gesichtspunkt des

nötig, benötigten Raumes und der Aberrationen unerwünscht ist.Dabei ist csV das dritte Linsenglied zum Gegenstandspunkt bei der Fokussierung zu verschieben, wenn der Gegenstandspunkt näher kommt. Die

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ΊΟ-

Bedingung (3) dient zur Sicherung des notwendigen Raumes für diesen Zweck. Wenn d/f kleiner als o,o4 ist, kann der obenerwähnte Raum nicht sichergestellt werden.

Im folgenden wird nun ein für die erfindungsgemäße Fokussierung geeignetes Objektiv näher erläutert. Dieses hat den in Fig. 1 schematisch dargestellten Aufbau,bei dem die Frontlinsengruppe aus einem ersten Linsenglied in Form einer positiven Linse, einem zweiten Linsenglied in Form einer negativen Linse und einem dritten Hnsenglied in Form eines positiven Kittgliedes und die Hinterlinsengruppe aus einem vierten Linsenglied in Form einer negativen Linse und einem fünften Linsenglied in Form einer positiven Linse besteht. Das für eine Fokussierung durch Bewegung des dritten Hnsenglieds ausgelegte Objektiv hat die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten:

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. _r. 2851639

Tabelle

r₁=27,982

¹ d₁«7_r28 H₁-I,788 J =47,43

r₂=56,591 ' '

r,=-274,666 ² '

^J d.=2,91 n,-1,78472 ΐλ«25,71

r.=53,688 ■» ■■■·«.. ^

d =4,94
r.=44,984 *

⁵ ας=3,35 n,=1,8o44 V-=39,62

r₆=27,o37 ' ■ ^s . ■ "

d_fi=1o_f69 χι_Δ«1,72 \^.=46,o3 r_=-184,131 ^b * *

⁷ d₇=15,89

r_a=-18,3o6 ⁷

dg=2,91 n_s=1_f8o4 V^₅=46,57 r₀=-32,2o9

dg=2,95

r. =-186,613 ⁹

¹⁰ d, =4,95 n^-1,7495 1^-35,27

r₁₁=-83,827 To 6 6

f-1oo f_B-39,788 ί 2,8 f₁₂=66o_f6 f₃-55,2

d=4,94 +296

α'=15,89 -^ 293
Darin bezeichnen

r.. bis r^ die Krümmungsradien der Linsenoberflächen, d„ bis d die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen, n- bis n, die Brechungsindizes der Linsen, V^₁ bis γ)₆ die Abbe-Zahlen der Linsen, f_ß die hintere Schnittweite,
d (d. bei dem gezeigten Objektiv) den Luftabstand zwischen zweitem

Linsenglied und drittem Linsenglied, d¹ ( d₇ im gezeigten Objektiv ) den Luftabstand zwischen drittem und

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τι β

und viertem Linsenglied,
ß die Vergrößerung,
f die Brennweite,

f₁₂ die Gesamtbrennweite von erstem und zweitem Linsenglied und f₃ die Brennweite des dritten Linsenglieds.

Wie sich daraus ergibt, kann bei diesem Objektiv die Fokussierung durch Bewegung des dritten Linsenglieds innerhalb eines fotografischen Objektivs vom Teletyp bewirkt werden, dessen Baulänge kurz ist. Wie Fig. 3 zeigt, tritt keine wesentliche Änderung im Korrekturzustand gegenüber dem Fall der Fokussierung auf unendlich,' wie er in Fig. 2 gezeigt ist, auf. Weiter entsprechen die Bedingungen für sphärische Aberration und Astigmatismus einander und es ist fast gar keine Differenz zwischen der besten Fokussierungsstellung für axiale Strahlung und für Schrägstrahlung vorhanden. Dies ergibt sich auch aus einem Vergleich zwischen den verschiedenen in Fig. 3 gezeigten Aberrationen und den verschiedenen Aberrationen, die sich ergeben, wenn die Fokussierung durch Bewegung des ersten Linsenglieds bew-irkt ist, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, oder wenn die Fokussierung durch Bewegung der gesamten Frontlinsengruppe bewirkt wird, wie es anhand von Fig. 5 erläutert ist. Um diese Differenz besser ersichtlich zu machen,sind die Kompensationskoeffizienten für sphärische Aberration und Astigmatismus bei diesem Objektiv nachstehend aufgeführt.

-9-

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sphärische Aberration

d₁ -0,011282

d» -o,oo9686

d₃ -o,oo3851

d. -o,ooo642

d₅ -o,oo4797

dg -o,oo3876

d₇ -o,oo9589

dg -o,ooo249

d_Q 0,00οί37

o_foooo9o

Astigmatismus
CAs) CA m)

o,oo2965
o,oo3o41

o_foo5o61

o,oo662o
o,oo45o5
o_foo4736
o,oo1944
O,oo6224
o_fooo8o2
o,oo1847

o_foo7798 o,oo838o o,o133l9 o_fo13448 o,o13288 o,o137oo

o_foo5812

o,o16458 o,oo2738 o,oo5459

Die oben aufgeführten Kompensationskoeffizienten sind die Koeffizienten, die das Maß der Änderung in der Aberration zeigen, wenn
d um eine Einheit erhöht wird. Daher ist, wenn das dritte Linsenglied erfindungsgemäß zur Gegenstandsseite bewegt wird, der Luftabstand d. einer Änderung in negativer Richtung ausgesetzt und
der Luftabstand d_ einer Änderung in positiver Richtung. Dadurch
unterliegt die sphärische Aberration einer Änderung in positiver
Richtung durch die Änderung' in d. und einer Änderung in negativer Richtung durch die Änderung in d_. Wie sich aus diesen Werten ergibt, ist der Betrag der Gesamtänderungen negativ und äußerst gering. Andererseits unterliegt Δ m bezüglich des Astigmatismus
einer Änderung in negativer Richtung durch die Änderung in d. und einer Änderung in positiver Richtung durch die Änderung in d_?.

-1ο-

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-Ak-

Die Gesamtänderung ist dabei in negativer Richtung und der Betrag der Änderung ist klein. Wenn das dritte Linsenglied für eine Fokussierung auf diese Art bewegt wird, ist der Betrag solcher Änderungen gering und sphärische Aberration und Astigmatismus unterliegen Änderungen in gleicher Richtung. Da dies der Fall ist, wird weder sphärische Aberration noch Astigmatismus durch die Fokussierung verschlechtert und der Korrekturzustand bleibt derselbe. Andererseits werden,sowohl wenn das erste Linsenglied bewegt wird_; wie, wenn die ganze Frontlinsengruppe bewegt wird, sphärische Aberration und Astigmatismus Änderungen in entgegengesetzten Richtungen ausgesetzt und dies ist ungünstig.

Wie nicht näher ausgeführt zu werden braucht, ist die Erfindung nicht auf das angegebene Objektiv beschränkt. Vielmehr kann die Front1insengruppe aus Einzellinsen, Kittgliedern aus drei Linsen usw. bestehen, sofern sie aus einem positiven, einem negativen und einem positiven Linsenglied besteht. Die Hinterlinsengruppe braucht nur zerstreuend zu sein. Wie dargelegt und am Beispiel ausgeführt, ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die gewünschte Fokussierung derart zu erreichen, daß bei einem Objektiv, das für eine Kompaktkamera vorgesehen ist und dessen Baulänge sehr kurz ist, die Baulänge des Objektivs und der Korrekturzustand bezüglich der Aberrationen keinen Einfluß auf die Eigenschaften bei der Fokussierung haben.

Es sind beispielsweise aus den ausgelegten japanischen Patentanmeldungen 9227/63 und 39875/7o Objektive bekannt, bei denen

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: 2351689

.4S-

zur- Korrektur von Aberrationen ein Teil der Linsen des Linsensystems entlang der optischen Achse verschoben wird. Die Fokussierung des Objektivs erfolgt dabei aber durch Bewegung des gesamten Objektivs und unterscheidet sich daher grundsätzlich von der erfindungsgemäßen Fokussierung.

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Leerseite

Claims

oot 771ο

29. Nov. 1978

L/Kdg

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fokussierung eines fotografischen Objektivs mit einer sammelnden Frontlinsengruppe und einer zerstreuenden Hinterlinsengruppe, wobei die Frontlinsengruppe aus einem ersten Linsenglied mit positiver Brechkraft, einem zweiten Linsenglied mit negativer Brechkraft und einem dritten Linsenglied mit positiver Brechkraft besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Linsenglied innerhalb des Objektivs verschoben wird.

für das Verfahren

2. Fotografisches Objektiv/nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Linsensystem des Objektivs den folgenden Bedingungen genügt

(1) 4 <f₁₂/f

(2) f₃/f L o,7

(3) o,o4 ^ d/f

worin

f die Gesamtbrennweite von erstem und zweitem Linsenglied, , die Brennweite des dritten Linsenglieds,

-2-

9 O 9 8 ? 5 / D 5 O K ^tfd-

f die Brennweite des Objektivs und

d den axialen Luftabstand zwischen zweitem und drittem Linsenglied

bezeichnen.

3. Fotografisches Objektiv nach Anspruch 2, bei dem die Frontlinsengruppe aus einem ersten Linsenglied in Form einer positiven Einzellinse, einem zweiten Linsenglied in Form einer negativen Einzellinse und das dritte Linsenglied aus einem positiven Kittglied besteht und die Hinterlinsengruppe ein viertes Linsenglied in Form einer positiven Linse und ein fünftes Linsenglied in Form einer positiven Linse aufweist, gekennzeichnet durch die nachstehend tabellarisch aufgeführten numerischen Daten:

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Tabelle

r,=27,982:

¹ d₁=7,28 Xi₁-1,788 γΧ=47,43

r_o=56,591

^Z d~=3,o6

r-,=-274, 666 ^Z .

³ d,=2,91 n₂=1,78472 ^,=25,71

r ..=53,688 ' ^Δ-

d =4,94

_r =44,984 ,

^b α,-=3,35 n₃=1,8o44 V₃=39,62

r =27,o37 ^

⁶ d,= 1o,69 n₄=1,72 \) ₄=46,o3 'r-=-184,i3i- ^b

⁷ d =15,89
r_ft=-18,3o6

⁰ d₈-2"-,91 n₅-1_f8o4 ΙΛ=46,57

_tr =-32,2o9 ^b

⁹ dg-2,95
r, =-186,613 ^s

¹⁰ d_1o=4,95 .xig-1,7495 i;₆=35,27

f=loo f_B=39_f788 ί 2,8 f₁₂=66o_f6 f₃=55,2 d=4,94 + 29ß
d' = 15,89 -ι 290

^r- bis r..., die Krümmungsradien der Linsenoberflächen, d₁ bis d^ die axialen Dicken der Linsen bzw. die axialen Luftäb stände zwischen den Linsen,

τι_Λ bis n^ die Brechungsindizes der Linsen, Io

\) .j bis ν?, die Abbe-Zahlen der Linsen, f die Brennweite des Objektivs,
fg die hintere Schnittweite„

909835/0505 ~⁴"

f ₂ die Gesamtbrennweite von erstem und zweitem Linsenglied,

d den axialen Luftabstand zwischen zweitem und drittem Linsenglied (=d₄),

d¹ den axialen Luftabstand zwischen drittem und viertem Linsenglied (=d₇) und

ß die Vergrößerung

bezeichnen.

Objektiv nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Änderung der jeweiligen Konstruktionsparameter, die den Durchmesser des in der Bildebene entstehenden Zerstreuungskreis um + 2o % verändern.

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