DE2923151C2

DE2923151C2 - Kompaktes Standard-Vario-Objektiv

Info

Publication number: DE2923151C2
Application number: DE2923151A
Authority: DE
Inventors: Sadao Saitama Okudaira
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-06-07
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS5833530B2; DE2923151A1; US4251132A; JPS557712A; GB2024446B; GB2024446A

Description

19,896	du =	1,81	"(,=	1,61800	v₆ = 63,4
24,750	rf,,=	3,41
45,992	rf, 3 =	1,20	n- =	1,84666	v₇ = 23,9
12,000	*djA =*	1,57
13,703	rf,,=	4,80	Ή ⁼	1,48749	v₈ = 70,1
56,331	rf,,,=	2,65
37,468	d\-> =	1,75	/7g =	1,84666	v₉ = 23,9
178,352

Die Erfindung betrifft ein kompaktes Standard-Vario-Objektiv gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Ein Vario-Objektiv, das zwei Linsengruppen aufweist, mit normaler Baulänge für ein Standard-Bildfeld ist wohlbekannt. Um das Objektiv zu miniaturisieren ist es wichtig, die Anzahl der das Objektiv aufbauenden Linsen zu verringern, insbesondere in der vorderen Linsengruppp, die einen großen effektiven Linsendurchmesser aufweist. Andererseits ist es sehr schwierig, die Anzahl der Linsen in einem Vario-Objektiv zu reduzieren, das einen maximal nutzbaren Bildwinkel von ungefähr 28° in seiner Weitwinkelendstellung und eine große relative Öffnung von ungefähr 1 :2,8 bis 1 :3,5 wie bei der vorliegenden Erfindung aufweist, um gleichzeitig eine befriedigende Abbildungsfehler-Kompensation zu erreichen.

Zum Beispiel offenbart die JP-OS Nr. 51-83 543 ein Vario-Objektiv-System mit vergleichsweise großer relativer öffnung, dessen vordere Linsengruppe aus drei Linsen besteht, einer Zerstreuungs-Meniskuslinie, einer bikonkaven Linse und einer Sammellinse, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die Anzahl der Linsen in der vorderen Linsengruppe des Stands der Technik ist die gleiche wie die der vorliegenden Erfindung. Jedoch wird bei diesem Objektiv nach dem Stand der Technik, da eine erste Zerstreuungslinse eine Zerstreuungs-Meniskuslinse ist, die konvex zur Objektseite hin ist, der Abstand zwischen den ersten und zweiten Linsen groß. Dies führt zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Kompaktheit.

Aufgabe der Erfindung ist es dahe-, ein gut korrigiertes Vario-Objektiv kompakten Aufbaus zu schaffen, das nur eine minimale Anzahl von Linsen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch Objektive gelöst, die entsprechend den Konstruktionsdaten der Patentansprüche aufgebaut sind.

Der erfindungsgemäße Aufbau der vorderen Linsengruppe des Varioobjektivs gestattet ein Standard-Bildfeld mit einem maximal nutzbaren Bildwinkel von ungefähr 22,5° zu erfassen. Das Bildfeld erreicht ungefähr 2 χ 28° in der Weitwinkelendstellung.

Beim Erfindungsgegenstand besteht die vordere Linsengruppe aus drei einzelstehenden Linsen, nämlich aus einer Sammellinse, einer bikonkaven Linse und einer Sammel-Meniskuslinse, die auf der Objektseite konvex ist, so daß dadurch ein extrem kompaktes Vario-Objektiv mit hoher Abbildungsleistung erhalten wird. Die hin'ere Linsengruppe ist eine positive Linsengruppe, die aus fünf oder weniger positiven Linsen und einer Zerstreuungslinse besteht. Das Vario-Objektiv genügt den folgenden Bedingen:

0,7 |r, |<|r,
/;₂>l,8O

r, Ir,, r, < 0

rf, + rf_: + rf, + (L; + rf₅ < 0,45 Fs
0,6 <r₄/r,< 1,0

wobei:

Fs die minimale Brennweite des ganzen Vario-Objektivs,

m der Brechungsindex der /-ten Linse für die d- Linie,
Vi die Abbesche Zahl der /-ten Linse,

η der Krümmungsradius dery-ten Oberfläche, und
dk die Linsendicke oder der Luftabstand ist.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand 5 der Figuren erläutert. Es zeigen

F i g. 1 den Linsenaufbau des ersten erfindungsgemäßen Objektivs,

F i g. 2, 3, 4 verschiedene Korrekturkurven bei der minimalen, mittleren und maximalen Brennweite des ersten erfindungsgemäßen Objektivs;

F i g. 5 den Linsenaufbau des zweiten erfindungsgemäßen Objektivs; und

F i g. 6,7 und 8 verschiedene Korrketurkurven bei der minimalen, mittleren und maximalen Brennweite des zweiten erfindungsgemäßen Objektivs.

Im Anschluß wird der Linsenaufbau der erfindungsgemäßen Objektive beschrieben. Das Objektiv ist in zwei Linsengruppen unterteilt, eine vordere Linsengruppe und eine hintere Linsengrupps. Die vordere Linsengruppe ist negativ und die hintere Linsengruppe ist positiv. Beide Linsengruppen werden bewegt, um die Brennweite zu ändern. Die negative Linsengruppe be:'eht aus einer ersten, positiven Linse, einer zweiten bikonkaven Linse und einer dritten Linse, die als Sammel-Meniskuslinse ausgebildet und auf der Objektseite konvex ist. Die Vorderlinsengruppe besteht daher aus drei Linsen. Die positive Linsengruppe besteht aus fünf oder weniger Sammellinsen und einer Zerstreu-

ungslinse. Das Objektiv gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein kompaktes Standard-Vario-Objektiv und genügt den folgenden Bedingungen:

0,7 I /·, I < I r, I < 0,95 I r, | n, /·, < 0
/J₂ > 1,80

i/, + d₂ + dy + rf, + th < 0,45 Fv
0,6<r₄/r₅< 1,0

wobei:

Fs die minimale Brennweite des ganzen Vario-Objektivs,

/7, der Brechungsindex der/-ten Linse für die d-Linie,
ν, die Abbesche Zahl der Men Linse,
η der Krümmungsradius dery-ien Oberfläche, und
dk die Linsendicke oder der Luftabstand ist.

Im Anschluß wird jede Bedingung für die vorliegende Erfindung beschrieben.

Die Bedingung (1) wird primär zur Kompensation des negativen Verzeichungsfehlers in der Weitwinkelendstellung benötigt. Wenn |r:| 0,95 · \r±\ übersteigt, nimmt der negative Verzeichnungsfehler zu. Umgekehrt, wenn |/-₂| kleiner als 0,7 |r₃| ist. wodurch eine Kompensation des Verzeichnungsfehlers zu erhalten ist, wird die Brechkraft der ersten Linse groß oder der Krümmungsradius der objektseitigen Linsenfläche wird stark konkav. Dies führt dazu, daß die anderen Abbildungsfehler größer werden. Daher kann die Kompensation des negativen Verzeichnungsfehlers in der Weitwinkelendstellung durch Schaffung einer geeigneten Differenz zwischen \ri\ und |r₃| erreicht werden.

Die Bedingung (2) wird benötigt, um eine vordere Linsengruppe zu schaffen, die aus zwei Sammellinsen und einer Zerstreuungslinse besteht, das heißt, drei Linsen, und die insgesamt als negative Linsengruppe ausgebildet ist. Falls n? der zweiten, bikonkaven Linse kleiner als 1,8 ist, wird η und n außerordentlich groß. Als Folge davon ist die Kompensation der sphärischen Aberration und der Koma schwierig.

Die Bedingung (3) betrifft die Kompaktheit des Vario-Objektivs. Falls d\ + d₂ + di + d₄ + ds größer als 0,45 Fi ist, wodurch eine Kompensation verschiedener Abbildungsfehler zu erzielen ist. nimmt die Baulänge des Vario-Objektivs und der Linsendurchmesser der vorderen Linsengruppe zu. Dies ist nachteilig für die Kompaktheit und Miniaturisierung des Objektivs.

Die Bedingung (4) wird zur Kompensation der sphärischen Abberation in einem Objektiv mit großer relativer Öffnung benötigt. Ein großer Anteil der sphärischen Abberation dritter Ordnung, die in der Oberfläche A erzeugt wird, wird fast vollständig von der Oberfläche λ kompensiert. Daher wird, wenn rjr·, größer als 1 wird, die sphärische Abberation nicht ausreichend kompensiert. Umgekehrt wird, wenn /V/s kleiner als 0,6 wird, ihre Kompensation übergroß.

Es werden nun die erfindungsgemäßen Objektive beschrieben.

Die F i g. 1 bis 4 betreffen das erste erfindungsgemäße Objektiv. In der folgenden Tabelle sind die Konstruktionsdaten dieses Objektivs ausgeführt.

Objektiv 1	Linsendicke	3.42	3.23	Brechungs	= 1,68250	Abbesche
Brennweite: F= 41 -58.2	bzw. Luflabstand	0.18	2,11	index		Zahl
Krümmungsradius	_d, =	1.46	2.84		= 1.83481	ν, = 44,7
	J, =	4,91	0,10
r, = 1430,844	rf₃ =	3,48	3,54	·'':	= 1,69895	v, = 42,7
r_: = -78,000	rf₄ =	21.78~1.33	1,38
r, = -90.880	rf_; =	(variabel)	1,30	ⁿ3		v₃ = 30,1
r₄ = 27,915	d* =	rf- =	8,84		= 1,81600
η = 33.881	df, =	3,96
r„ = 107.950	rf₉ =		/Z₄	= 1,81554	v₄ = 46,6
	d_w =	13,45
r₇ = 57,855	rfn =		n_}	= 1,64000	v₅ = 44,4
r_s = -212.500	^12 =
r_u = 23,205			"b	= 1,84666	V₆ = 60,1
/■„, = 34.500	d» =
/·,, = 19,350	d_]} =		/I₇	= 1,88300	v- = 23,9
r_n = 38,667
/·„ = 60,350	+ d_s =	«8		V₈ = 40,8
r₁₄ = 14,400
r_!5 = -13639,246
r₁₆ = -56,177
rf; + A + if\ + rf.
r,/r,- =" 0,8239

Die Fig. 5 bis 8 betreffen das zweite erfindungsgemäße Objektiv, dessen Konstruktionsdaten nachfolgend auseeführt sind.

Objektiv 2

Brennweite: F =41,0 -68,0

Krümmungsradius	238,573	d₂ + d-_s + i/₄	Linsendicke	..uftabstand	2,71	Brechungs	Abbesche
	-88,800	= 0,8215	bzw. I	4,10	0,10	index	Zahl
0 =	-123,000	"1 ⁼	0,68	3,95	/ι, = 1,46450	v, = 66,0
/-, =	27,832	di =	1,30	0,10
>) =	33,881	d_} =	4,27	1,81	/ι, = 1,88300	v₂ = 40,8
r₄ =	92,741	d< =	3,88	3,41
r₅ =		d-, =	30,46-3,17	1,20	n_} = 1,84666	V₃ = 23,9
r₆ =	56,517	d_b =	(variabel)	1,57
	-445,920	di =	4,80
O =	19,465	d* =	2,65	/I₄ = 1,69680	v₄ = 56,5
/·„ =	54,490	d, =	1,75
/·, =	19,896	i/₁₀ =		/J₅ = 1,64000	v₅ = 60,1
Oo =	24,750		14,23
Oi =	45,992	rf\|2 =		/J₆ = 1,61800	v₍, = 63,4
02 =	12,000	du =
03 =	13,703	^₁₄ =	/J₇ = 1,84666	v₇ = 23,9
04 =	16,331	t/,5 =
Os =	37,468		/J₈ = 1,48749	vs = 70,1
Oo =	178,352	^17 =
07 =	*d] +*		/J₉ = 1,84666	v₉ = 23,9
08 =		H" i/₅ ~

Die Erfindung und der Schutzbereich der Ansprüche erstrecken sich nicht nur auf Objektive mit den vorstehend angegebenen Daten, sondern auch auf Objektive, deren Korrektionszustand mit dem eines Objektivs gemäß einer der Datentabellen hinsichtlich der Bildfehler dritter Ordnung im wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler die folgende Bedingung erfüllt ist:

wobei

S Fiächenteilkoeffizient nach Seidel für die jeweilige tatsächliche Brennweite und tatsächliche Blendenlage,

5' Seidelkoeffizient der entsprechenden Linsenfläche für das vom Objektiv der angegebenen Datentabelle abweichende Objektiv

und wobei der Querstrich über einer Größe Mittelwertbildung durch Summation der entsprechenden Werte über alle Linsenflächen und Division durch die Anzahl der Linsenflächen bedeutet. 5 und 5' sind für F— 1 und die jeweilige tatsächliche Blendenlage zurechnen.

Objektive, die die vorstehend genannte Bedingung erfüllen, lassen sich nämlich unproblematisch errechnen und stimmen offensichtlich in der Art der Bildfehlerkorrektur mit den angegebenen Objektiven überein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kompaktes Standard-Vario-Objektiv, mit einer vorderen, negativen Linsengruppe und einer hinteren, positiven Linsengruppe, die gleichzeitig zur Brennweitenänderung bewegbar sind, wobei die vordere negative Linsengruppe aus einer ersten Linse, einer zweiten, bikonkaven Linse und einer dritten, objektseitig konvexen Linse besteht und die hintere, positive Linsengruppe aus mehreren positi-

Brennweite: F = 41 ~ 58,2 V2n Linsen und einer negativen Linse besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse als positive Linse ausgebildet ist, daß die dritte Linse bildseitig konkav ist und daß in der hinteren, positiven Linsengruppe vier positive Linsen und eine negative Linse vorgesehen sind, und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten aufweist:

Krümmungsradius Linsendicke
bzw. Luftabstand

Brechungsindex

Abbesche Zahl

'12

'If₁ =

1430,844

-78,000

-90,880

27,915

33,881

107,950

57,855

-212,500

23,205

34,500

19,350

38,667

60,350

14,400

-13639,246

-56,177

2. Kompaktes Standard-Vario-Objektiv, mit einer vorderen, negativen Linsengruppe und einer hinteren, positiven Linsengruppe, die gleichzeitig zur Brennweitenänderung bewegbar sind, wobei die vordere negative Linsengruppe aus einer ersten Linse, einer zweiten, bikonkaven Linse und einer dritten, objektseitig konvexen Linse besteht und die hintere, positive Linsengruppe aus mehreren positi-

Brennweite: F= 41,0 - 68,0 4>

v, = 44,7 v₂ = 42,7 ν, = 30,1

V₄ = 46,6 v₅ = 44,4 v„ = 60,1 v₇ = 23,9 Vh = 40,8

ven Linsen und einer negativen Linse besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse als positive Linse ausgebildet ist, daß die dritte Linse bildseitig konkav ist und daß in der hinteren positiven Linsengruppe fünf positive Linsen und eine negative Linse vorgesehen sind, und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten aufweist:

rf, = 3,42 = 3,23 1,33 β, = 1,68250 d₂ = 0,18 = 2,11 ί/, = 1,46 = 2,84 B₂ = 1,83481 di = 4,91 = 0,10 ds = 3,48 = 3,54 B₃ = 1,69895 d,, = 21,78- = 1,38 (variabel) = 1,30 rf₇ = 8,84 «₄ = 1,81600 rf* = 3,96 d₉ B₅ = 1,81554 rflll rfll β,, = 1,64000 rf)2 rf|3 η_η = 1,84666 rf,₄ rf.s n₈ = 1,88300

Krümmungsradius

Ί = 238,573 '2 = -88,800 '3 = -123,000 '4 = ?7,832 '5 = 33,881 '(, = 92,741 '7 = 56,517 '8 = -445,920 Λ) = 19,465 Ίη ⁼ 54,490

Linsendicke . Luftabstand -3,17 Brechungs bzw. = 4,10 index rf, ■ = 0,68 fl, = 1,46450 di -■ = 1,30 dz ■ = 4,27 B₂ = 1,88300 rf₄ - = 3,88 ds ■ = 30,46 - B₃ = 1,84666 dt, (variabel) d-, ■ rf« ^: η, = 1,69680 rf₉ ■■ dm '■ B₅ = 1,64000 = 2,71 = 0,10 = 3,95 = 0,10

Abbesche Zahl

ν, = 66,0 V₂ = 40,8 v, = 23,9

v₄ = 56,5 v₅ = 60,1

Fort set/im»

Krümmungsradius

Linsendicke bzw. LuftabsUind Brechungsindex

Abbesche
Zahl